電解原理(教案)

第三節(jié)電解池（1）總課時(shí)教學(xué)目標(biāo)1、理解電解原理，會(huì)判斷電解池、電極產(chǎn)物、電極周圍溶液pH值及整個(gè)溶液pH值的變化；2、能書寫電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式，培養(yǎng)分析歸納知識(shí)的能力。教學(xué)重點(diǎn)：理解電解原理和以電解CuCl2溶液為例得出惰性電極作陽(yáng)極時(shí)的電解的一般規(guī)律。教學(xué)難點(diǎn)：理解電解原理，非惰性電極作陽(yáng)極對(duì)電解產(chǎn)物的判斷，電解原理的應(yīng)用。教學(xué)過(guò)程：一、電解原理1、電解原理：CuCl2＝Cu2+＋2Cl－陰極：Cu2+＋2e－=Cu（還原反應(yīng)）陽(yáng)極：2Cl－-2e－=Cl2↑（氧化反應(yīng)）2、基本概念(1)使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液而在陰、陽(yáng)兩極上引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程叫做電解。(2)把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫做電解池或電解槽。(3)當(dāng)離子到達(dá)電極時(shí)，失去或獲得電子，發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過(guò)程CuCl2Cu＋Cl2↑２、電解池的兩極陰極：與電源負(fù)極相連的電極。（發(fā)生還原反應(yīng)）陽(yáng)極：與電源正極相連的電極。（發(fā)生氧化反應(yīng)）３、電解池中的電子的移動(dòng)方向電源負(fù)極→電解池陰極→電解液中的陽(yáng)離子（被還原）電解池中陰離子（被氧化）→電解池陽(yáng)極→電源正極4、電解的本質(zhì)：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程就是電解質(zhì)溶液的電解過(guò)程5、離子的放電順序陽(yáng)離子：Ag+＞Hg2+＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+＞Na+＞K+陰離子：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根6、電極產(chǎn)物的判斷(1)陽(yáng)極放電順序：活潑陽(yáng)極(金屬)>無(wú)氧酸根離子>OH―>含氧酸根離子>F―(2)陰極放電：溶液中的陽(yáng)離子放電7、電極反應(yīng)式的書寫：列物質(zhì)，標(biāo)得失；選離子，配電荷；配個(gè)數(shù)，巧用水；兩式加，驗(yàn)總式。8、電解規(guī)律(1)電解質(zhì)分解型：無(wú)氧酸、不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽溶液的電解，水不參加反應(yīng)(2)電解水型：強(qiáng)堿、活潑金屬的含氧酸、含氧酸等溶液的電解，只有水參加(3)放氫生堿型：電解活潑金屬的無(wú)氧酸鹽時(shí)，電解質(zhì)的陰離子和水電離的H＋放電，溶質(zhì)和水都參加反應(yīng)，pH增大(4)放氧生酸型：電解不活潑金屬的含氧酸鹽時(shí)，電解質(zhì)電離的陽(yáng)離子和水電離的OH―離子放電，溶質(zhì)和水都參加反應(yīng)，pH減小。1、電解含氧酸H2SO4陽(yáng)極：4OH——4e—=2H2H2SO4陰極：4H++4e—=2H2↑總的方程式：2H2O2H2↑+O2↑結(jié)論：用惰性電極電解含氧酸實(shí)質(zhì)是電解水。電解后，酸的濃度增大，即[H+]增大，故溶液的PH減小。2、電解無(wú)氧酸HCl陽(yáng)極：2Cl——2e—=Cl2↑HCl陰極：2H++2e—=2H2↑總的方程式：2HClH2↑+Cl2↑NaOH結(jié)論：用惰性電極電解無(wú)氧酸(除HF)，溶質(zhì)消耗。電解的結(jié)果消耗了HCl，即[H+]減小，溶液的PH增大。NaOH3、電解可溶性堿陽(yáng)極：4OH——4e—=2H2O+O2↑陰極：4H++4e—=2H2↑總的方程式：2H2O2H2↑+O2↑結(jié)論：用惰性電極電解強(qiáng)堿實(shí)質(zhì)是電解水。電解后，堿的濃度增大，即[OH-]增大，故溶液的PH增大。Na2Na2SO4陽(yáng)極：4OH——4e—=2H2O+O2↑陰極：4H++4e—=2H2↑總的方程式：2H2O2H2↑+O2↑結(jié)論：用惰性電極電解活潑金屬的含氧酸鹽實(shí)質(zhì)是電解水。電解后溶液的PH不變，等于7。CuCl2CuCl2陽(yáng)極：2Cl——2e—=Cl2↑陰極：Cu2++2e—=Cu總的方程式：CuCl22Cu+Cl2↑結(jié)論：用惰性電極電解不活潑金屬的無(wú)氧酸鹽(除氟化物)，溶質(zhì)消耗。電解的結(jié)果使[Cu2+]減小，溶液的[H+]減小，溶液的PH略有增大。NaClCu2++2H2OCu(OH)2+2H+NaCl6、電解活潑金屬的無(wú)氧酸鹽陽(yáng)極：2Cl——2e—=Cl2↑陰極：4H++4e—=2H2↑總的方程式：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑結(jié)論：用惰性電極電解活潑金屬的無(wú)氧酸鹽，溶質(zhì)、水同時(shí)消耗。電解的結(jié)果生成堿，電解后溶液的PH增大。CuSO4CuSO4陽(yáng)極：4OH——4e—=2H2O+O2↑陰極：Cu2++2e—=Cu總的方程式：2CuSO4+2H2O2H2SO4+2Cu+O2↑結(jié)論：用惰性電極電解不活潑金屬的含氧酸鹽，溶質(zhì)、水同時(shí)消耗。電解的結(jié)果生成酸，溶液的PH減小。教學(xué)后記：第三節(jié)電解池（2）總課時(shí)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：了解氯堿工業(yè)，電鍍，冶金的原理過(guò)程與方法：培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力，團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、觀察能力、分析能力、歸納總結(jié)能力以及運(yùn)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過(guò)電鍍工業(yè)廢水處理的簡(jiǎn)單介紹，增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)教學(xué)重點(diǎn)：電解池原理教學(xué)難點(diǎn)：電解原理的應(yīng)用教學(xué)過(guò)程：二、電解原理的應(yīng)用1.電解飽和食鹽水制燒堿、氫氣和氯氣(1)實(shí)驗(yàn)原理：陽(yáng)極(放電順序：Cl―>OH―)：2Cl―-2e==Cl2↑(氧化反應(yīng))陰極(放電順序：H＋>Na＋)：2H＋+2e==H2↑(還原反應(yīng))總反應(yīng)：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑陰極陽(yáng)極(2)工業(yè)制備方法---離子交換膜法2、電解精煉銅粗銅作陽(yáng)極，純銅作陰極，用CuSO4溶液作電解液。陰極(精銅)：Cu2+＋2e－＝Cu陽(yáng)極(粗銅)：Cu－2e－＝Cu2+比銅活潑的金屬雜質(zhì)——以陽(yáng)離子形式留于溶液中比銅不活潑的金屬雜質(zhì)——形成陽(yáng)極泥電解精煉銅過(guò)程中CuSO4溶液的濃度基本不變。3、電鍍銅(1)電鍍是應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過(guò)程。(2)電鍍的主要目的是使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度。(3)鍍層金屬：通常是在空氣或溶液中不易起變化的金屬，如Cr、Zn、Ag、Cu等(4)在鐵制品上鍍銅：陽(yáng)極——銅陰極——鐵制品電鍍液——CuSO4溶液原理：陽(yáng)極(Zn)Zn-2e==Zn2+陰極(Fe)Zn2++2e==Zn4、電冶金(1)本質(zhì)：利用電解使礦石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來(lái)(2)適用范圍：制取活潑金屬單質(zhì)，如電解NaCl、MgCl2、Al2O3制取Na、Mg、Al【小結(jié)】本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了銅的電解精煉和電鍍銅的知識(shí)，銅的電解精煉類似于“在銅上鍍銅”，故掌握電鍍的原理是本節(jié)的重點(diǎn)。下面請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)所學(xué)知識(shí)填寫課前所發(fā)放的表格。原電池、電解池與電鍍池的比較原電池電解池電鍍池定義將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面上鍍一層其他金屬的裝置形成條件活潑性不同的兩電極連接，電解質(zhì)溶液，形成閉合電路兩電極接直流電源，并插入電解質(zhì)溶液中，形成閉合回路鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極，電鍍液必須含有鍍層金屬的離子電極名稱負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬或能導(dǎo)電的非金屬陽(yáng)極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連同電解池，但陽(yáng)極：必須是鍍層金屬陰極：鍍件電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)，金屬失電子正極：還原反應(yīng)，溶液中陽(yáng)離子得電子陽(yáng)極：氧化反應(yīng)，溶液中的陰離子失電子，或電極金屬失電子陰極：還原反應(yīng)，溶液中的陽(yáng)離子得電子陽(yáng)極：金屬電極失電子陰極：電鍍液中陽(yáng)離子得電子電子流向負(fù)極—導(dǎo)線—正極電源負(fù)極—導(dǎo)線—陰極—(陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，得電子；陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)，失電子)—陽(yáng)極—電源正極教學(xué)后記：第四節(jié)金屬的腐蝕與防護(hù)總課時(shí)教學(xué)目標(biāo)1、了解金屬腐蝕的種類，探究金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因2、掌握化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的區(qū)別。3、認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害及防腐措施，感受化學(xué)對(duì)人類生產(chǎn)和生活的影響。教學(xué)重點(diǎn)：吸氧腐蝕、析氫腐蝕的原理教學(xué)難點(diǎn)：吸氧腐蝕、析氫腐蝕的原理教學(xué)過(guò)程：一、金屬腐蝕金屬（或合金）跟周圍接觸到的氣體（或液體）反應(yīng)而腐蝕損耗的過(guò)程。1、化學(xué)腐蝕：金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕。特點(diǎn)：反應(yīng)簡(jiǎn)單、金屬與氧化劑之間的氧化還原反應(yīng)。2、電化學(xué)腐蝕不純的金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸，會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失電子被氧化的腐蝕。分類析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強(qiáng)（弱酸）水膜酸性較弱或呈中性負(fù)極反應(yīng)Fe–2e===Fe2+2Fe–4e===2Fe2+正極反應(yīng)2H++2e===H22H2O+O2+4e－==4OH－總反應(yīng)Fe+2H+==Fe2++H22Fe+2H2O+O2==2Fe(OH)2

4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3Fe2O3.xH2O

次要主要3、化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的對(duì)比（1）本質(zhì)：金屬原子失電子而被氧化M–ne==Mn+（3）二、金屬的防護(hù)1、物理方法2、電化學(xué)法【課堂練習(xí)】1．把a(bǔ)、b、c、d4塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連可以組成幾個(gè)原電池。若a、b相連時(shí)a為負(fù)極；c、d相連時(shí)電流由d到c；a、c相連時(shí)c極上產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時(shí)b上有大量氣泡產(chǎn)生；則四種金屬的活動(dòng)性順序由強(qiáng)到弱為：.(a>c>d>b)2．燒過(guò)菜的鐵鍋未及時(shí)洗去含有NaCl的殘液，過(guò)一段時(shí)間便出現(xiàn)紅棕色的鐵銹斑點(diǎn)，已知該銹斑為Fe(OH)3失水的產(chǎn)物。表示Fe(OH)3生成的電極反應(yīng)式、離子方程式和化學(xué)方程式分別為；（1）負(fù)極，正極；（2）；（3）。（Fe-2e=Fe2+,2H2O