高中化学 1.2《电能转化为化学能——电解》学案4 鲁科版选修4VIP专享VIP免费

第2节电能转化为化学能——电解【学习目标】1、理解电解的原理。2、掌握几种类型电解池的电极反应和电池反应书写。3、理解电解的应用。【教学策略】授课时数：2课时教学重点：电解的原理、类型及应用。教学难点：不同电解质溶液电解的实质及电解在工业生产中的应用。第1课时电解的原理一、电解的原理【实验·探讨】电解熔融NaCl制备金属Na。下图为电解熔融NaCl的装置，容器中盛有熔融的NaCl，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，且石墨，铁片分别与电源的正极、负极相连。思考：1、熔融的NaCl中存在的微粒是什么？它们处于怎样的状态？2、接通电源后，这些微粒如何运动？会发生什么变化？3、若在导线上接一个小灯泡，会出现什么现象？总结出如下概念：1、电解池：由电解熔融NaCl的装置可知，构成电解池的要素为：2、电解：电解是把能转变为能，通过得失电子发生氧化还原反应，每个电极上发生的得失电子的反应为电极反应。3、电极反应：每个电极上进行的得电子或失电子的半反应为电极反应。(1)阳极反应：由电解熔融NaCl知，石墨电极为阳极，在阳极上为失电子发生反应的电极。电极反应：(2)阴极反应：电解熔融的NaCl中，为阴极，阴极上得电子发生反应：电极反应：电解质溶液进行电解时，情况就稍复杂些，如食盐水中除Na＋、Cl－外，还原水电离的H＋、OH－。在电极上该什么离子得失电子需要比较不同离子得失电子能力的大小，即放电能力的强弱。4、电极产物的判断(1)阳极产物判断首先看，如果是电极（指金属活动顺序表Ag以前的金属电极），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是电极(Pt、Au、石墨)，则要再看溶液中的阴离子的失电子能力，此时根据阴离子放电顺序加以判断。(阴离子放电顺序：）⑵阴极产物的判断直接根据顺序进行判断，阳离子放电顺序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3＋＞Cu2＋＞H＋＞Pb2＋＞Sn2＋＞Fe2＋＞Zn2＋＞Al3＋＞Mg2＋＞Na＋＞Ca2＋＞K＋根据阴阳离子放电顺序，对不同类型的电解质溶液电解时，可分成如下四种不同的类型。5、用惰性电极电解电解质溶液的规律(1)电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4等）的电解。阴极：4H+＋4e-＝2H2↑阳极：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O总反应：(2)分解电解质型：无氧酸型(除HF外)、不活泼的无氧酸盐(氟化物除外)，如：HCl、CuCl2等溶液的电解。以电解CuCl2溶液为例：阴极：Cu2＋＋2e－＝Cu阳极：2Cl－－2e－＝Cl2↑总反应：(3)放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐(氟化物除外)(如NaCl、MgBr2)溶液的电解。如电解KCl溶液：阴极：2H＋＋2e－＝H2↑阳极：2Cl－－2e－＝Cl2总反应：(4)放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4、AgNO3等)溶液的电解。如电解CuSO4溶液：阴极：2Cu2＋＋4e－＝2Cu阳极：4OH－－4e－＝O2↑＋2H2O总反应：【典例解析】例1、将两个铂电极插入500mLCuSO4溶液中进行电解，通电一定时间后，某一电极增重0.064g(设电解时该电极无氢气析出，且不考虑水解和溶液体积变化)，此时溶液中氢离子浓度约为A、4×10-3mol/LB、2×10-3mol/LC、1×10-3mol/LD、1×10-7mol/L解析：根据电解规律可知阴极反应:Cu2++2e-=Cu，增重0.064gCu，应是Cu的质量,根据总反应方程式:2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4--->4H+2×64g4mol0.064gxx=0.002mol[H+]==4×10-3mol/L正确答案为A例2、有三个烧杯，分别盛有氯化铜，氯化钾和硝酸银三种溶液；均以Pt作电极，将它们串联在一起电解一定时间，测得电极增重总和2.8克，这时产生的有色气体与无色气体的物质的量之比为A、4：1B、1：1C、4：3D、3：4解析：串联电路中，相同时间内各电极得或失的电子的物质的量相同，各电极上放出气体的物质的量之比为定值。不必注意电极增重是多少。只要判断出生成何种气体及生成该气体一定物质的量所得失电子的物质的量，就可以通过电子守恒，判断气体体积之比，第一个烧杯中放出，第二烧杯中放出Cl2和H2，第三烧杯中放出O2。在有1mol电子转移下，分别是0.5mol，0.5mol，0.5mol和0.25mol。所以共放出有色气体0.5+0.5=1(mol)(Cl2)，无色气体0.5+0.25=0.75(mol)(O2和H2)答案：C例3、图中X、Y分别是直流电源的两极，通电后...