1、第二节 电能转化为化学能电解【课标三维定向】.知识与技能 以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，能够正确判断电解池的阴极和阳极。了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的电解原理，能准确书写电极反应式和电解反应式；掌握惰性材料作电极时，离子的放电顺序。.过程与方法 通过理解电解的基本原理，体会电解原理的应用及计算。通过电解熔融的氯化钠、观看氯碱工业的模型、精炼粗铜及电镀铜等，培养观察、分析、推理、归纳总结、迁移探究的能力。.情感态度与价值观 激 发 自 主 探 究 的 意 识 ， 培 养 “由 表 及 里 ”的 分 析 问 题 的 辩 证 唯 物 主 义 观 点 的 教 育 。 同时 进 行 环
2、境 保 护 的 教 育 ， 提 高 环 保 意 识 。【学习策略指导】学习重点：以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法。学习难点：了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的原理，体会电解原理的应用。 （阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式。 ）第一课时 电解原理问题一、电解【自主学习】电解熔融的氯化钠离子在电场中的定向移动是电解质溶液和熔融电解质导电的原因。在电场作用下，熔融的氯化钠中的 和 分别移向与电源负极和正极相连的电极。与电源负极相连的电极带有 ，Na 在这个电极上得到电子，被还原成钠原子： ；而与电源正极相连的电极带有 ，Cl 在将电子转移给
3、这个电极，自身被氧化成 ，最终生成 ： 。将两个电极上所发生的反应组合起来，就是电解氯化钠制备金属钠的化学反应： 。电解的定义在 的作用下，电解质在两个电极上分别发生 和 的过程。合作探究：“电解”与“电离”是否是一回事？电解与电离的比较电离 电解条件过程特点联系要点强化指导电解时所用的电流必须是直流电，而不是交流电。熔融态电解质可被电解，电解质溶液也可被电解。电解的过程实质是一个氧化还原反应发生的过程，这一过程在通常情况下是不能进行的。问题二、电解池【自主学习】电解池的含义将 转化为 的装置被称为电解池。电解过程中的能量变化在 电 解 过 程 中 ， 电 源 向 反 应 体 系 提 供 能
4、， 电 能 转 化 为 能 而 “储 存 ”在反 应 物 中 。 电 解 池 的 构 成按照电化学规定，电解池中的两个电极是 极、 极，发生 的电极叫做阳极（阳极与电源的 相连） ；发生 的电极叫做阴极（阴极与电源的 极相连） 。故电解池由 、 以及 组成。问题三、电极反应及其反应式的书写【自主学习】电极反应的含义在电解池中，氧化反应和还原反应是在两个 上分别进行的。每个电极上或是发生 电子的变化，或是发生 电子的变化，分别相当于 的一半，这种反应常称为半反应。在电极上进行的半反应叫做电极反应，阳极上发生 反应，阴极上发生 反应。合作探究 1：电极与电子的移动方向有怎样的特点？ 阳极与电源的
5、相连，阳极上发生 反应，电子由电解质中的 放电经电解池 极、外电路到电源的 极，即： 极 电源的 极；阴极与电源的 极相连，阴极上发生 反应，电子由电源的 极、外电路到电解池 极被电解质中的阳离子得到，即：电源的 极 电解池的 极。要点强化指导电极与溶液（或熔融电解质）中的离子移动电解池的 极上有富积的大量的 ，故电解质中带 电荷的 离子向该极移动；电解池的 极上缺失 ，故电解质中带 电的 离子向电解池的 极移动。规律指导与总结：电极反应式的书写形式与步骤电极反应式的书写形式有两种（以 Cl 被氧化为例）：2Cl 2e Cl 2； 2Cl Cl 2 2e 。电极反应式的书写步骤： 看电极：主要
6、看阳极是何类型的电极，若为活性电极，电极本身被氧化；若为惰性电极，溶液或融化状态的电解质中的阴离子被氧化。阴极一般不参与反应。看离子：搞清溶液或融化状态的电解质中有哪些阳离子、阴离子，首先排出放电顺序，然后书写电极反应式。书写时一定不要忘了水的电离，水溶液中始终有 H 和 OH ，放电顺序中 H和 OH 之后的离子一般不参与电极反应。两个电极反应式所带的电荷必相等。书写时可依据总的反应式和某一电极反应式来写另一电极反应式。用总的反应式减去某一电极反应式就等于另一电极反应式问题四、电解质溶液中各离子的放电顺序【自主学习】离子的放电是指 离子失去电子或 离子得到电子的过程。阴离子放电越容易， 电子
7、就越容易， 性就越强；反之，阳离子放电越容易， 电子就越容易， 性就越强。阳离子的放电顺序：K+Ca 2+Na +Mg 2+Al 3+H +（H +浓度较小）Zn 2+Fe 2+Sn 2+Pb 2+H +（H +浓度较大）Cu 2+ Fe 3+Hg 2+Ag +Pt 2+Au 3+阴离子的放电顺序：S2 I Br Cl OH 含氧酸根离子（SO 42 、NO 3 等）F 【问题分析示例】例题 1：工业制铝是采用电解熔融的氧化铝的方法。试分析电解熔融的 Al2O3 的原理，写出有关的电极反应式及总反应式。针对性练习：1 工业制镁是采用电解熔融的氯化镁的方法。试分析电解熔融的 MgCl2 的原理，
8、写出有关的电极反应式及总反应式。例题 2： ： 以 石 墨 为 电 极 电 解 Cu（ NO3） 2 溶 液 。 写 出 电 极 反 应 式 ； 写 出 电 解 的 总反应式和离子方程式。针对性练习：2 用 惰 性 电 极 电 解 CuSO4 和 NaCl 的 混 合 溶 液 ， 开 始 时 阴 极 和 阳 极 上 分 别 析 出 的 物 质 是（ ）A H2 和 Cl2 B Cu 和 Cl2 C H2 和 O2 D Cu 和 O2 【课堂练习达标】3 下 列 关 于 电 解 槽 的 叙 述 不 正 确 的 是 （ ）A 与 电 源 正 极 相 连 的 是 电 解 槽 的 阴 极B 与 电 源
9、 负 极 相 连 的 是 电 解 槽 的 阴 极C 在 电 解 槽 的 阳 极 上 发 生 氧 化 反 应D 电 子 从 电 源 的 负 极 沿 导 线 流 入 电 解 槽 的 阴 极4 能 用 电 解 的 原 理 说 明 问 题 的 是 （ ） 电 解 是 把 电 能 转 化 成 化 学 能 ； 电 解 是 把 化 学 能 转 化 成 电 能 ； 电 解 质 溶 液 导 电 是化 学 变 化 ， 金 属 导 电 是 物 理 变 化 ； 某 些 不 能 自 发 的 氧 化 还 原 反 应 ， 通 过 电 解 的 原 理 可以 实 现 ； 任 何 溶 液 被 电 解 时 ， 必 须 导 致 氧
10、化 还 原 反 应 的 发 生 。A B C D 5 电 解 下 列 物 质 的 水 溶 液 时 ， 在 阴 极 区 无 金 属 析 出 的 是 （ ）A AgNO3 B CuCl2 C NaOH D CaCl26 用 石 墨 作 电 极 ， 下 列 离 子 浓 度 相 同 时 ， 在 电 解 过 程 中 最 容 易 发 生 的 电 极 反 应 是 （ ）A 2Cl Cl 2 2e B 4OH 2H 2O O2 4e C S2 S 2e D 2Br Br 2 2e7 若 电 解 熔 融 的 氢 氧 化 钠 ， 其 有关的电极反应式及总反应式怎样？8 在 蒸 馏 水 中 按 物 质 的 量 之
11、比 为 1 1 1 1 加 入 AgNO3、 Ba（ NO3）2、 K2SO4、 NaCl，充分搅拌后，以铂电极电解该溶液，通电后最初所的还原产物与氧化产物的质量比为 A18 B13771 C35.5108 D10835.5 9 用 碳 棒 作 电 极 ， 在 H+、 Na+、Cu 2+、Ag +、Cl 、 NO3 、SO 42 等离子中选出适当离子组成电解质，电解其溶液： 当 阴 极 放 出 H2，阳极 放 出 O2 时，电解质的名称是 ； 当 阴 极 析 出 金 属 ，阳极 放 出 O2 时，电解质的名称是 ； 当 阴 极 放 出 H2，阳极 放 出 Cl2 时，电解质的名称是 ； 电 解
12、 过 程 中 电 解 质 和 水 都 减 少 时 ， 电解质的名称是 ； 通 过 电 子 的 物 质 的 量 与 阴 极 析 出 的 金 属 、 阳 极 析 出 的 气 体 的 物 质 的 量 之 比 为 4 2 1时 ， 电 解 质 的 化 学 式 是 。第 二 课 时 电 解 原 理 的 应 用问题一 、氯碱工业的电解原理（电解食盐水）【自主学习】氯碱工业就是电解饱和食盐水，在饱和食盐水溶液中，含有 、 、 、 ，阳离子 、 在阴极上的 放 电 顺 序 是 ； 阴 离 子 、 在阳极上 放 电 顺 序 是 。所以，电极反应式为：阳极 ；阴极 。将两个电极反应式相加，得到 电 解 的 总反应
13、式为 。故，在阴极上得到的产物是 和 ，阳极上得到的产物是 。合作探究：电解熔融的食盐和饱和的食盐水的异同点？电解熔融的食盐 电解饱和的食盐水目的 制取金属钠 制取 NaOH 和 Cl 2条件 熔融（无水） 水溶液阳极 电极反应阴极 产物 总反应方程式问题二、铜的精炼的原理（铜的电解精炼）【自主学习】精炼粗铜是将 铜溶解重新冶炼成 铜的过程。利用电解的原理，若将粗铜溶解，必将粗铜作 极，精铜作 极，电解质溶液中必须含有 （离子） ，阳极上不活泼的金属以 的形式沉在电解池中，活泼的金属以 的形式进入溶液。阳极 （少量 、 ） ；阴极 。问题三、生产生活中电镀的原理（电镀）【自主学习】电镀是应用电
14、解原理在金属表面镀上一薄层 的过程。电镀主要的目的是 、 或 。电镀池的阳极是 ，阴极是 ，电镀液中一定含有 的 离子。合作探究 1：电解与电镀的异同点？电解 电镀定义形成条件 ； ； ； ； 电极反应阳极： 反应，溶液中的 离子失电子或 失电子；阴极： 反应，溶液中的 离子得电子阳极：镀层金属 电子；阴极：电镀液中的 离子得电子举例反应原理（电解氯化铜）阳极： 阴极： 总反应： （镀锌）阳极： 阴极： 溶液中 Zn2+浓度 变主要应用合作探究 2： 用 惰 性 电 极 电 解 电 解 质 溶 液 的 变 化 规 律 。 惰 性 电 极 电 解 电 解 质 溶 液 时 ， 溶 液 的 PH 值
15、 变 化 与 发 生 电 解 反 应 的 离 子 有 密 切 关 系 ， 常 见的 一 些 物 质 的 PH 值 及 其 它 性 质 的 变 化 如 下 所 示 ：类型电极反应特点 物质类型及实例 电解的对象电解质浓度的变化PH 值变 化恢复原浓度强碱（如 ） 含氧酸（如 ） 电解水型水电离出的 放电阴极： 阳极： 活泼金属含氧酸盐（如 ）无氧酸（ ） 电解电解质型电解质电离出的阴离子在 极上 电子，阳离子在 极上 电子不活泼金属无氧酸盐（ ）放H2生碱型阴极：水电离出 H放电 阳极：电解质电离出的 离子在 极上失电子活泼金属无氧酸盐（ ）放O2生酸型阴极：电解质电离出的 离子在 极上得电子阳极：水电离出的 放电，不活泼金属含氧酸盐（ 、 ）
