高三化學(xué)教案：《電解池》教學(xué)設(shè)計(jì)

　　【要點(diǎn)掃描】

　　1.能夠根據(jù)電解裝置與直流電源的連接方式正確判斷電解池的陰、陽(yáng)極。

　　2.能根據(jù)溶液中存在的陰、陽(yáng)離子在外電場(chǎng)的作用下定向移動(dòng)以及電極材料，正確判斷電解池的陽(yáng)、陰極的電極反應(yīng)

　　3.能夠根據(jù)電極反應(yīng)方程式，正確說(shuō)明電解過(guò)程中電極區(qū)附近及溶液中的一些定性關(guān)系。

　　4.理解可充電電池在放電和充電時(shí)正、負(fù)極和陰、陽(yáng)極的相互關(guān)系。

　　【知識(shí)梳理】

　　一、電解池的結(jié)構(gòu)

　　1、電解池的概念：

　　2.電解池的構(gòu)造：

　　3、電解池陰、陽(yáng)極的判斷

　　4.原電池與電解池的比較

　　原電池 電解池

　　能量轉(zhuǎn)換

　　裝置構(gòu)成

　　電極名稱

　　電極反應(yīng)

　　反應(yīng)能否自發(fā)進(jìn)行

　　二、電解原理

　　1、電解池中的氧化還原反應(yīng)

　　陰極：

　　陽(yáng)極：

　　2、溶液中離子放電規(guī)律：

　　電解質(zhì)溶液通電后，溶液中離子的定向移動(dòng)規(guī)律：

　�、� 用惰性電極進(jìn)行電解

　　陰極：

　　陽(yáng)極：

　　分享：上述離子放電的規(guī)律與 是一致的。

　�、� 用非惰性電極進(jìn)行電解

　　陰極：

　　陽(yáng)極：

　　分享：將⑴ ⑵兩種情況對(duì)照， 放電的規(guī)律與電極材料無(wú)關(guān)，

　　而 一定在電極上先放電，因此 。

　　3、電極反應(yīng)方程式和電解總方程式

　　練習(xí)1、寫(xiě)出用惰性電極電解CuCl2溶液的電極方程式和總反應(yīng)方程式。

　　練習(xí)2、寫(xiě)出用Cu電極電解AgNO3溶液的電極反應(yīng)和總反應(yīng)方程式。

　　4、電解過(guò)程中電極區(qū)附近及溶液中的一些定性關(guān)系

　　練習(xí)3、將一張濾紙用滴有酚酞的NaCl溶液浸濕后置于表面皿上，然后在濾紙上放置石墨電極(如右圖所示)，接通直流電源后，試分析濾紙上兩電極周圍溶液顏色有什么變化。

　　分享：通過(guò)此例，你認(rèn)為應(yīng)當(dāng)如何認(rèn)識(shí)電解過(guò)程中電極區(qū)附近及溶液的變化。

　　三、可充電電池

　　練習(xí)4、鉛畜電池是現(xiàn)代生活中廣泛使用的一種可充電電池，這種電池以Pb和PbO2為電極材料，電解液為硫酸，總反應(yīng)方程式為：

　　PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4+2H2O 。請(qǐng)分析此電池的電極和工作原理。

　　【典例精析】

　　例1：⑴電解AgNO3溶液(惰性電極)

　　陽(yáng)極：

　　陰極：

　　總反應(yīng)式

　　⑵ 用Cu作陽(yáng)極電解NaOH溶液

　　陽(yáng)極：

　　陰極：

　　總反應(yīng)式

　　解題體會(huì)：

　　例2：有甲、乙、丙三個(gè)串聯(lián)的電解槽，如下圖所示連接。其中電極C、D、E、F都為Pt片，電極G是Fe片，H是Cu片。甲池中電解液為飽和食鹽水;乙池中電解液為稀硫酸;丙池中電解液為硫酸銅溶液。當(dāng)接通電路一段時(shí)間后，現(xiàn)象如圖所示。

　�、� A是 極，B是 極，

　　C是 極，D是 極。

　　⑵ 若向甲池中加入少許酚酞試液， 極附近顯紅色;若向甲池中加入少量淀粉碘化鉀溶液， 極附近顯藍(lán)色。

　　⑶ G極上的現(xiàn)象是 ，

　　H極上的現(xiàn)象是 ，

　　丙池是 裝置。

　�、� E極上發(fā)生 反應(yīng)，電極反應(yīng)式是 ;

　　F極上發(fā)生 反應(yīng)，電極反應(yīng)式是 。

　　解題體會(huì)：

　　例3：蓄電池在放電時(shí)起原電池的作用，在充電時(shí)起電解池的作用。下面是愛(ài)迪生蓄電池分別在充電和放電時(shí)發(fā)生的反應(yīng)

　　請(qǐng)分析此電池的電極和工作原理，并說(shuō)明電池工作時(shí)電極周圍溶液酸堿性的變化和溶液酸堿性的變化。

　　解題體會(huì)：

　　【反饋練習(xí)】

　　1.把鋅片和鐵片放在盛有稀食鹽水和酚酞試液混合溶液的玻璃器皿中，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，首先觀察到溶液變紅的區(qū)域是 ( )

　　A Ⅰ和Ⅲ附近 B Ⅰ和Ⅳ附近

　　C Ⅱ 和 Ⅲ附近 D Ⅱ 和 Ⅳ附近

　　2.右圖中x、y分別是直流電源的兩極，通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加，b極板處有無(wú)色無(wú)臭氣體放出，符合這一情況的是 ( ) A

　　a極板 b極板 x電極 Z溶液

　　A 鋅 石墨 負(fù)極 CuSO4

　　B 石墨 石墨 負(fù)極 NaOH

　　C 銀 鐵 正極 AgNO3

　　D 銅 石墨 負(fù)極 CuCl2

　　3.用鉑電極電解某溶液一段時(shí)間，該溶液濃度增大而pH減小，該溶液是 ( )

　　A NaOH　　 B CuCl2　　　 C H2SO4　　　 D CuSO4

　　4.在盛飽和碳酸鈉溶液的燒杯中，插入惰性電極，恒溫下通電一定時(shí)間后 ( )

　　A 溶液的pH值將增大

　　B 鈉離子數(shù)和碳酸根離子數(shù)的比值將變小

　　C 溶液的濃度逐漸增大，有一定量晶體析出

　　D 溶液的濃度不變，有晶體析出

　　5.用石墨做電極電解AlCl3溶液時(shí)，下列電解液變化曲線合理的是( ) AD

　　A B C D

　　6.堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn)，因而得到廣泛應(yīng)用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液，電池總反應(yīng)式為： Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l) Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是 ( )

　　A 電池工作時(shí)，鋅失去電子

　　B 電池正極的電極反應(yīng)式為：2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq)

　　C 電池工作時(shí)，電子由正極通過(guò)外電路流向負(fù)極

　　D 外電路中每通過(guò)O.2mol電子，鋅的質(zhì)量理論上減小6.5g

　　7.右圖裝置中，a、b都是惰性電極，通電一段時(shí)間后，b極附近溶液呈紅色。

　　回答下列問(wèn)題。

　�、� 電源的X極是 極。

　　⑵ 若左側(cè)燒杯中也為惰性電極，溶液發(fā)生的電極反應(yīng)為：

　　、

　　總反應(yīng)式為 。

　�、� 若將右側(cè)溶液倒入另一空燒杯中，充分?jǐn)嚢韬�，溶液�?色。

　　此時(shí)左側(cè)燒杯中溶液呈 性。

　　8.下圖中A～F均為中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的物質(zhì)，它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：

　　(1)若反應(yīng)①和②不需要特定的反應(yīng)條件就能進(jìn)行，則A物質(zhì)的化學(xué)式可能 __;

　　(2)若反應(yīng)①和②需要在一定條件下才能進(jìn)行，則C與D反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為

　　_____________ _ __;

　　(3)C與D的稀溶液不反應(yīng)，但若通入B氣體，在加熱條件下可以反應(yīng)生成A溶液。

　　試寫(xiě)出這一反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________ _________。

　　9.電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。右圖表示一個(gè)電解池，裝有電解液a;X、Y是兩塊電極板，通過(guò)導(dǎo)線與直流電源相連。請(qǐng)回答以下問(wèn)題：

　　(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則

　　① 電解池中X極上的電極反應(yīng)式為 。在X極附近觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。

　�、� Y電極上的電極反應(yīng)式為 。檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是 。

　　(2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則

　�、� X電極的材料是 ，電極反應(yīng)式為 。

　�、� Y電極的材料是 ，電極反應(yīng)式為 。

　　10.柯?tīng)栘惙磻?yīng)是2RCOOK+H2O R-R+H2+2CO2+2KOH ( R-代表烴基 )。

　　請(qǐng)根據(jù)電解原理說(shuō)明四種產(chǎn)物分別主要出現(xiàn)在電解池的電極區(qū)域。

　　11.由于Fe(OH)2極易被氧化，所以實(shí)驗(yàn)室難用亞鐵鹽溶液與燒堿反應(yīng)制得白色純凈的Fe(OH)2沉淀。若用下圖所示實(shí)驗(yàn)裝置可制得純凈的Fe(OH)2沉淀。兩極材料分別為石墨和鐵。

　　⑴ a電極材料_______，其電極反應(yīng)式為_(kāi)____________________。

　�、� 電解液d可以是_______，則白色沉淀在電極上生成;也可以是_______，則白色沉淀在兩極之間的溶液中生成。

　　A. 純水 B.NaCl溶液 C.NaOH溶液 D.CuCl2溶液

　�、� 液體c為苯，其作用是________________，在加入苯之前，對(duì)d溶液進(jìn)行加熱處理的目的是__________________________。

　　⑷ 若d改為Na2SO4溶液，當(dāng)電解一段時(shí)間，看到白色沉淀后，再反接電源，繼續(xù)電解，除了電極上看到氣泡外，另一明顯現(xiàn)象為_(kāi)______________________________________。

　　12.X、Y、Z、W為按原子序數(shù)由小到大排列的四種短周期元素。已知：

　�、� X可分別與Y、W形成X2Y、X2Y2、XW等共價(jià)化合物;

　�、� Z可分別與Y、W形成Z2Y、Z2Y2、ZW等離子化合物。

　　請(qǐng)回答：

　�、� Z2Y的化學(xué)式是 。

　　⑵ Z2Y2與X2Y反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。

　�、� 如圖所示裝置，兩玻璃管中盛滿滴有酚酞的溶液的ZW飽和溶液，C(Ⅰ)、C(Ⅱ)為多孔石墨電極。接通S1后，C(Ⅰ)附近溶液變紅，兩玻璃管中有氣體生成。一段時(shí)間后(兩玻璃管中液面未脫離電極)，斷開(kāi)S1，接通S2，電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。此時(shí)：

　　C(Ⅰ)的電極名稱是 (填寫(xiě)正極或負(fù)極);

　　C(Ⅱ)的電極反應(yīng)式是 。

　�、� 銅屑放入稀硫酸不發(fā)生反應(yīng)，若在稀硫酸中加入X2Y2，銅屑可

　　逐漸溶解，該反應(yīng)的離子方程式是 。

　　電解池 第一課時(shí) 參考答案

　　【典例精析】

　　例1：略

　　例2：⑴ 負(fù) 正 陰 陽(yáng)

　　⑵ C D

　�、� 有紅色固體析出 銅棒逐漸變細(xì) 電鍍

　�、� 還原 4H++4e- =2H2↑ 氧化 4OH--4e-=2H2O+O2↑

　　例3：略

　　【反饋練習(xí)】

　　1.B 2.A 3.C 4.D 5.AD 6.C

　　7.⑴ 正 電源的X極是 極。

　�、� 陰極 2Cu2++4e-=2Cu

　　陽(yáng)極4OH--4e-=2H2O+O2↑

　　2CuSO4+2H2O 2Cu+O2↑+2H2SO4

　　⑶ 紅 酸

　　8.(1) Cu(NO3)2 或AgNO3

　　(2)Cu+2H2SO4(濃) CuSO4+SO2↑+2H2O

　　(3)2Cu+2H2SO4+O2 2CuSO4+2H2O

　　9.⑴ ① 2H++2e-==H2↑ 放出氣體，溶液變紅

　　② 2Cl-—2e-==Cl2↑ 把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在Y電極附近，試紙變藍(lán)色

　　⑵ ①純銅 Cu2++2e-==Cu ②粗銅 Cu-2e-==Cu2+

　　10.陰極產(chǎn)物為 ：H2 和 KOH

　　陽(yáng)極產(chǎn)的為 ： R-R和2CO2

　　11.⑴ Fe，F(xiàn)e-2e—=Fe2+

　�、� C;B

　�、� 隔絕空氣，防止產(chǎn)物被氧化;趕盡溶液中的氧氣

　�、� 白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色，最后變?yōu)榧t褐色

　　12.⑴ Na2O

　　⑵ 2Na2O2 +2H2O == 4NaOH + O2↑

　�、� 負(fù)極 Cl2 + 2e—== 2Cl-

　　⑷ Cu + H2O2 + 2H+ == Cu2+ + 2H2O