魯科版選修四《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解》教案2

最新魯科版選修四電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解教案2一、教學(xué)目標(biāo)：1理解電解原理, 初步掌握一般電解反應(yīng)產(chǎn)物的判斷方法2了解氯堿工業(yè), 電鍍 , 冶金的原理3掌握電解電極方程式的書寫。4. 金屬的電化學(xué)腐蝕二、教學(xué)重點(diǎn)：電解原理及應(yīng)用三、教學(xué)過程：我們知道化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?, 即反應(yīng)熱。化 學(xué)能也能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?, 用原電池裝置。今天這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)電能如何轉(zhuǎn)化為化學(xué)能一、電解原理講：首先我們來比較金屬導(dǎo)電和電解質(zhì)導(dǎo)電的區(qū)別。金屬電解質(zhì)導(dǎo)電粒子導(dǎo)電狀態(tài)溫度影響導(dǎo)電實(shí)質(zhì)電子定向移動(dòng)過渡：電解質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)是什么呢？一起看實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)：現(xiàn)象一極有氣泡, 檢驗(yàn)為氯氣；另一極有紅色的物質(zhì)析出, 分析為銅。講：要分析此現(xiàn)象我們得研究此裝置, 首先看電極。1電極陽(yáng)極與電源正極相連陰極與電源負(fù)極相連隋性電極只導(dǎo)電, 不參與氧化還原反應(yīng) (C/Pt/Au)活性電極既導(dǎo)電又參與氧化還原反應(yīng)(Cu/Ag)問：通電前和通電時(shí)分別發(fā)生了怎樣的過程？2+-H 2O+-通電前： CuCl2=Cu +2ClH +OH通電中：陽(yáng)離子（Cu2+,H +）向陰極移動(dòng)被還原；-陰離子（ Cl ,OH ）向陽(yáng)極移動(dòng)被氧化1 / 4講：即在電極上分別發(fā)生了氧化還原反應(yīng), 稱電極反應(yīng)。2電極反應(yīng) ( 陽(yáng)氧陰還 )陽(yáng)極： 2Cl - -2e-=Cl2 ( 氧化 )陰極： Cu2+2e-=Cu( 還原 )總電極方程式： _放電：陰離子失去電子或陽(yáng)離子得到電子的過程叫放電。3電解：電流 ( 外加直流電 ) 通過電解質(zhì)溶液而在陰陽(yáng)兩極引起氧化還原反應(yīng)( 被動(dòng)的不是自發(fā)的 ) 的過程叫電解。講：所以電解質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)質(zhì)便是電解電解池：借助電流引起氧化還原反應(yīng)的裝置,即把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫電解池或電解槽。問：構(gòu)成電解池的條件是什么？電源、電極、電解質(zhì)構(gòu)成閉和回路。4離子的放電順序陰極：（陽(yáng)離子在陰極上的放電順序( 得 e-) ）+2+3+2+2+2+2+2+3+2+2+Ag >Hg >Fe >Cu >H( 指酸 電離的 )>Pb>Sn >Fe >Zn >Al>Mg >Na >Ca >K陽(yáng)極 (1)是惰性電極時(shí)：陰離子在陽(yáng)極上的放電順序（失e- ）2->I-2-( 等含氧酸根離子-2-/MnO4-S>Br>Cl >OH>NO3 >SO4)>F(SO3>OH)(2) 是活性電極時(shí)：電極本身溶解放電問：放電能力弱于+的物質(zhì)在水溶液中放電嗎？H和 OH否 , 但亞鐵離子濃度遠(yuǎn)大于氫離子濃度時(shí), 亞鐵離子放電。問：電解水時(shí)為了增強(qiáng)水的導(dǎo)電性常常需加入氫氧化鈉或稀硫酸, 為什么？可以加食鹽嗎？練習(xí)：電解碘化汞、硝酸銅、氯化鋅、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉的電極方程式。5電解規(guī)律：（ 1）電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽, 實(shí)質(zhì)上是電解水 , 電解水型。問：初中電解水時(shí)加硫酸或氫氧化鈉增強(qiáng)導(dǎo)電性, 影響水的電解嗎？電解硫酸和氫氧化鈉時(shí)為何H2 和 O2 之比大于2？氧 氣溶解度大于氫氣又為何硫酸一定大于2, 而氫氧化鈉可能等于2？硫酸根可能放電（ 2）電解不活潑金屬的含氧酸鹽 , 陽(yáng)極產(chǎn)生氧氣 , 陰極析出不活潑金屬 , 放氧生酸型。練習(xí)：電解硫酸銅方程式。加入下列哪些物質(zhì)可以恢復(fù)到硫酸銅原來的溶液：氧化銅、氫氧化銅、銅、碳酸銅。（ 3）電解不活潑金屬無氧酸鹽 , 實(shí)際上是電解電解質(zhì)本身 , 分解 電解質(zhì)型。2 / 4（4）電解活潑金屬（K/Ca/Na ）的無氧酸鹽 , 陰極產(chǎn)生氫氣 , 陽(yáng)極析出非金屬 , 放氫生堿型。6電解中電極附近溶液pH 值的變化。（1）電極區(qū)域+2A 陰極 H 放電產(chǎn)生H , 陰極區(qū)域 pH 變大。B-陽(yáng)極 OH放電產(chǎn)生 O2, 陽(yáng)極區(qū)域 pH 變小。（2）電解質(zhì)溶液中 A 電解過程中 , 既產(chǎn)生 H2, 又產(chǎn)生 O2, 則原溶液呈酸性的pH 變小 , 原溶液呈堿性的 pH 變 大 , 原溶液呈中性的pH不變（濃度變大）。B電解過程中 ,無 H 和 O 產(chǎn)生 , pH幾乎不變。但象CuCl變大222C電解過程中, 只產(chǎn)生 H2, pH 變大。D電解過程中, 只產(chǎn)生 O2, pH 變小。過渡：如果把陽(yáng)極換成銅棒, 陽(yáng)極發(fā)生的反應(yīng)就是銅自身溶解, 如果電解質(zhì)是硫酸, 陰極析出的是什么？也是銅, 這就是我們的銅的電解精煉法二、電解原理的應(yīng)用1銅的電解精煉陽(yáng)極： 粗銅棒陰極：精銅棒電解質(zhì)：含銅電解質(zhì)問：精煉中硫酸銅的濃度怎樣？基本不變, 但變小。過渡：若把陰極精銅棒換成鐵棒, 電解過程變嗎？不變 , 但不是精煉銅了, 而叫電鍍銅。2電鍍銅陽(yáng)極：鍍層金屬陰極：待鍍金屬（鍍件）電鍍液：含鍍層金屬的電解質(zhì)。3電解飽和食鹽水氯堿工業(yè)問： 1、電解飽和食鹽水的陰極產(chǎn)物、陽(yáng)極產(chǎn)物分別是什么？2、轉(zhuǎn)移的電子數(shù)和氫氧化鈉的物質(zhì)的量的關(guān)系？3、從 Cl-一定需要加氧化劑嗎？Cl24、陰極產(chǎn)物和陽(yáng)極產(chǎn)物能接觸嗎？5、飽和食鹽水為何需要精制？如何精制？精制：步驟一、1）先加過量的BaCl2 和過量的NaOH（順序可換） , 再加入過量的Na2CO32 ）過濾3 ）加鹽酸調(diào)節(jié) pH 為 73 / 4步驟二、送入陽(yáng)離子交換塔除去2+2+Ca 、 Mg 等。4 / 4