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1、第二节 电解池 第2课时 电解规律 人教版选择性必修1学习目标学习目标学习目标学习目标1了解电解池中阴、阳两极的放电顺序。2了解惰性电极电解一些酸、碱、盐溶液的规律,会书写电解电极反应方程式。学习目标1通过从对电极反应的认识和电极方程式的书写,培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。2通过认识惰性电极电解一些电解质溶液的规律,建立对电解过程的系统分析认识的思维模型,培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。素养目标电解池工作原理示意图情境引入情境引入情境引入情境引入回顾旧知:电解CuCl2溶液Cu22e=Cu2Cl2e=Cl2思考:氯化铜溶液中存在的离子有Cu2、Cl、H、OH,为什么是Cu
2、2、Cl放电,而不是H、OH?情境引入情境引入情境引入情境引入教学过程教学过程教学过程教学过程1阳极活性电极:金属做阳极(Pt、Au除外),首先金属本身被电解Mne-Mn+惰性电极(Pt、Au、石墨等):还原性强的离子先放电,放电顺序为S2IBrClClOHOH 含氧酸根F 。一、阳极、阴极的放电顺序阳极常见放电顺序:活性电极Cl-OH-2Cl-2e-=Cl2 4OH-4e-=2H2O+O2 或 2H2O-4e-=4H+O2 碱性溶液中性或酸性溶液注意:若H+、OH由水电离,则反应中需写H2O教学过程教学过程教学过程教学过程2阴极 阴极上放电的总是溶液中的阳离子,与电极材料无关;得电子能力(氧
3、化性)强的离子先放电。这5种金属离子在水中不放电,只有在熔融状态下放电,制备单质时只有电解熔融氯化物或熔融氧化物。这4种金属离子浓度较大时,先于H+放电。Fe3+得电子能力比Cu2+强,Fe3+e-=Fe2+Ag+e-=AgCu2+2e-=Cu2H+2e-=H2 或 2H2O+2e-=H2+2OH-酸性溶液中性或碱性溶液AgAg+FeFe3+3+CuCu2+2+HH+酸酸PbPb2+2+SnSn2+2+FeFe2+2+ZnZn2+2+HH+水水AlAl3+3+MgMg2+2+NaNa+Ca Ca2+2+KK+教学过程教学过程教学过程教学过程二、电解规律1.活泼金属的无氧酸盐(如NaCl溶液)惰
4、性电极电解阳极:2Cl-2e-Cl2阴极:2H2O+2e-=H2+2OH-总反应式:2Cl-+2H2O=Cl2+H2+2OH-电解电解总化学反应式:2NaCl+2H2O =Cl2+H2+2NaOH电解电解HH+水水NaNa+Cl-OH-放电顺序:教学过程教学过程教学过程教学过程二、电解规律2.不活泼金属的含氧酸盐(如CuSO4溶液)惰性电极电解阳极:2H2O-4e-=4H+O2 阴极:2Cu2+4e-=2Cu总反应式:2Cu2+2H2O=2Cu+O2+4H+电解电解总化学反应式:2CuSO4+2H2O =2Cu+O2+2H2SO4电解电解CuCu2+2+HH+水水 放电顺序:OH-SO42-教
5、学过程教学过程教学过程教学过程二、电解规律3.不活泼金属的无氧酸盐(如CuCl2溶液)惰性电极电解阳极:2Cl-2e-Cl2阴极:Cu2+2e-=Cu总反应式:Cu2+2Cl-=Cu+Cl2电解电解总化学反应式:CuCl2=2Cu+Cl2电解电解CuCu2+2+HH+水水 放电顺序:Cl-OH-教学过程教学过程教学过程教学过程二、电解规律4.无氧酸盐(如HCl溶液)惰性电极电解阳极:2Cl-2e-Cl2阴极:2H+2e-=H2 总反应式:2H+2Cl-=H2+Cl2电解电解总化学反应式:2HCl=H2+Cl2电解电解放电顺序:Cl-OH-教学过程教学过程教学过程教学过程二、电解规律5.氧酸盐(
6、如H2SO4溶液)惰性电极电解阳极:2H2O-4e-=4H+O2 阴极:4H+4e-=2H2 总化学反应式:2H2O=2H2+O2电解电解放电顺序:OH-SO42-教学过程教学过程教学过程教学过程二、电解规律6.强碱(如NaOH溶液)惰性电极电解阳极:4OH-4e-=2H2O+O2 阴极:4H2O+4e-=2H2+4OH-总化学反应式:2H2O=2H2+O2电解电解放电顺序:H+水Na+教学过程教学过程教学过程教学过程二、电解规律7.活泼金属含氧酸盐(如Na2SO4溶液)惰性电极电解阳极:2H2O-4e-=4H+O2 阴极:4H2O+4e-=2H2+4OH-总化学反应式:2H2O=2H2+O2
7、电解电解放电顺序:H+水Na+OH-SO42-教学过程教学过程教学过程教学过程规律总结:1.电解质和水都发生电解型电解质NaCl(活泼金属无氧酸盐)CuSO4(不活泼金属含氧酸盐)阳极反应式2Cl2e=Cl2 2H2O-4e-=4H+O2 阴极反应式 2H2O+2e-=H2+2OH-2Cu24e=2CupH变化增大 阴极放氢生碱减小 阳极放氧生酸复原加入物质HClCuO或CuCO3教学过程教学过程教学过程教学过程2.电解电解质型电解质HCl(无氧酸)CuCl2(不活泼金属无氧酸盐)阳极反应式2Cl2e=Cl2阴极反应式2H2e=H2Cu22e=CupH变化增大 复原加入物质HClCuCl2教学
8、过程教学过程教学过程教学过程3.电解水型电解质H2SO4(含氧酸)NaOH(可溶性强碱)Na2SO4(活泼金属含氧盐)总反应式2H2O=2H2+O2pH变化减小增大不变复原加入物质H2O电解电解电解规律(惰性电极)小结(1):阳极:S2-I-Br-Cl-OH-含氧酸根 F-与区:电解本身型 如 HCl、CuCl2与区:放氢生碱型 如NaCl与区:放氧生酸型 如CuSO4、AgNO3与区:电解水型 如H2SO4、NaOH、Na2SO4阴极:Ag+Fe3+Cu2+H酸+Fe2+Zn2+(H水+)Al3+Mg2+Na+教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程教学过程 1.若阴极为H+
9、放电,则阴极区c(OH-)增大;若阳极为OH-放电,则阳极区c(H+)增大;若阴、阳极同时有H+、OH-放电,相当于电解水,电解质溶液浓度增大。2.当电解过程中电解的是水和电解质时,电极反应式中出现的是H+或OH-放电,但在书写总反应式时要将反应物中的H+或OH-均换成水,在生成物中出现的是碱或酸。3.用惰性电极电解时,若要使电解后的溶液恢复到原状态,应遵循“从溶液中析出什么补什么”的原则,即从溶液中析出哪种元素的原子,则应按比例补入哪些原子,一般加入阴极产物与阳极产物的化合物。电解规律(惰性电极)小结(2):教学过程教学过程教学过程教学过程思考:若用活性电极电解,和惰性电极电解有什么不同呢?
10、活性电极做阳极要参与反应,做阴极不参与反应(1)若A为Cu,B为碳棒,电解质溶液为NaCl溶液。阳极:_;阴极:;总反应式:。(2)若A为碳棒,B为铁,电解质为Na2SO4溶液。阳极:;阴极:;总反应式:_。Cu 2e Cu2+2H2O+2e-=H2+2OH-2H2O-4e-=4H+O22H2O+2e-=H2+2OH-Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2 电解2H2O=2H2+O2 电解用惰性电极实现下列电解实验,其说法正确的是()A电解稀硫酸,实质上是电解水,故溶液的pH不变B电解稀氢氧化钠溶液,要消耗OH,故溶液的pH减小C电解硫酸钠溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为11D电解
11、氯化铜溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为11典例1 【答案】D课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习用惰性电极进行电解,下列说法正确的是()A电解NaNO3溶液,在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为21B电解CuSO4溶液一段时间后,加入一定质量的Cu(OH)2,溶液能与原溶液完全相同C电解硫酸钠溶液时,Na向阳极移动D电解KOH溶液,实质是电解水,故溶液pH不变典例2 【答案】A课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习 用惰性电极电解硫酸铜溶液,整个过程转移电子的物质的量与产生气体总体积的关系如图所示(气体体积均在相同状况下测定)。欲使溶液恢复到起始状态,可向溶液中加入()A0.1 mol CuO B0.1 mol CuCO3C0.1 mol Cu(OH)2D0.05 mol Cu2(OH)2CO3典例3 课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习【答案】D如图a、b、c、d均为石墨电极,通电进行电解(电解液足量)。下列说法正确的是()A甲中a的电极反应式为4OH4e=O22H2OB电解时向乙滴入酚酞溶液,c电极附近变红C向乙中加入适量盐酸,溶液组成可以恢复D当b极有64 g Cu析出时,c电极产生2 g气体典例4 【答案】A课堂练习课堂练习课堂练习课堂练习课堂小结课堂小结课堂小结课堂小结惰性电极电解电解质溶液规律(四种类型)感 谢 倾 听