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1、第二单元化学能与电能的转化课时3、电解池的工作原理及应用【学习目标】1理解电解原理2了解氯碱工业反应原理及氯碱工业简介3了解铜的电解精炼与镀银【学习重难点】1理解电解池的工作原理及应用 2氯碱工业的制碱原理 【知识回顾】1、电解质是指在_能够导电的化合物。2、电离是指电解质在_或_状态下离解成_的过程。3、原电池是_ _的装置 。4、构成原电池的条件是 5、回忆以下内容并填表 实 例 化 学 方 程 式电解水电解食盐水电解融熔 氯化钠电解融熔 氧化铝【预习导学】1、电离需要通电吗？_。2、电解的概念：在 的作用下，在两电极上分别发生 反应和 反应的过程。3、电解池(a)定义：将 转化为的装置。
2、(b)组成： 电源， 电极材料，电解质溶液或 电解质。与电源正极相连的电极称为 极；与电源负极相连的电极称为 极。阳极发生的电极反应为 ；阴极发生的电极反应为 ；电子从电源 极流出、流向电解槽的 极，从电解槽的 极流向电源的 极。(c)构成条件（判断方法）： 4、电解池的工作原理电解质在溶液或熔融状态下电离出自由移动的离子。通电时，自由离子定向移动，阳离子移向 极，在 极 电子发生 反应；阴离子移向 极，在 极 电子发生 反应，这就是电解原理。5、电解原理示意图（请填空）【问题探究】一、电解熔融态氯化钠（选修四P18）思考：1.通电前, 溶液中溶液中有哪些离子？通电前后运动状态有何不同？2.通
3、电后, Na+向_ 极(与电源_相连)移动，Cl-向_极(与电源_相连)移动。 电子从电源负极流向_极,电极反应为_ _ _,发生_反应。 电子从电解池阳极流向_极,电极反应为_ _,发生_反应。 总反应为_。 比较：电离电解条件特征举例2NaCl= 2Na+ + 2Cl-2NaCl= 2Na+ Cl2关系二、电解氯化铜溶液（选修四P19）思考：1、CuCl2溶液中含有哪些离子？2、通电前后，溶液中离子的运动状态有何不同？3、CuCl2溶液在通电过程中两极分别有什么现象发生？阴极： 阳极： 4、完成电极反应式和电解反应方程式5.为什么阳极是Cl-失去电子，而不是OH-；阴极是Cu2+得电子生成
4、Cu，而不是溶液中的H+？6.为何当一个电极存在多种可能的放电离子时，不是大家共同放电，而是只有一种离子放电？放电能力与什么因素有关？7.以铜为阳极,铁为阴极,电解氯化铜溶液，情况又如何？【归纳总结】电解池中离子的放电顺序：物质在电解池的阴、阳两极发生得失电子的过程叫放电。在阳极上如是活性材料作电极时，金属在阳极失电子被氧化成阳离子进入溶液，阴离子不容易在电极上放电。如是惰性电极如Pt、Au、Ti、石墨等，溶液中阴离子放电顺序是：S2-I-Br-Cl-OH-NO3-SO4-F-。在阴极上无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应，发生反应的是溶液中的阳离子，阳离子在阴极上放电顺序是：AgHg2
5、Fe3Cu2HPb2Sn2Fe2Zn2Al3Mg2NaCa2K【课堂练习】分析以惰性电极电解下列溶液的电极反应。（）硝酸银溶液（）氯化钠溶液（）稀硫酸（）氢氧化钠溶液总结：电解各类电解质溶液（惰性电极）的情况是归纳见下表：电解类型实例阴极阳极电解反应式溶液pH恢复（思考为什么）电解水H2SO4加H2ONaOHNaNO3电解自身HBr通入HBr气体CuCl2加入CuCl2固体生碱析氢NaCl通入HCl气体生酸放氧CuSO4加入CuO固体或CuCO3固体【自我检测】1、下列关于电解池的叙述中不正确的是()A与电源正极相连的是电解池的阴极 B与电源负极相连的是电解池的阴极C在电解池的阳极发生氧化反应
6、 D电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极2、在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是( )A原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应( BC )B原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应3、分析下图，回答下列问题： A B C D E F G (1) 上述装置中，_为原电池，_为电解池。(2) 在A中，Cu为_极，发生_反应，电极反应为_。Zn为_极，发生_反应，电极反应为_。A中的实验现象为_。(3) 在D中，Cu为_极，发生_反应，电极反应为_。碳棒为_极，发生_反应，电极反应为_。D
7、中的实验现象为_。(4) 在G中，Cu为_极，发生_反应，电极反应为_。碳棒为_极，发生_反应，电极反应为_。E中的实验现象为_。(5) 在A中电子的移动方向为 在E中电子的移动方向为 总结 原电池、电解池判定（1）若无外接电源，可能是原电池，然后根据原电池的形成条件判定；（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液中，则可能是电解池；（3）若为无明显外接电源的串联电路，则利用题中信息找出能发生自发氧化还原反应的装置为原电池。4(1)右图的装置会出现什么现象？并完成电极反应式和总反应式。(2) 左边烧杯为_装置，右边烧杯为_装置。当Zn减轻0.65g时，左边烧杯的碳棒增重_ g，右边烧杯的左边碳棒为
8、_极，产生的气体为_ mol，右边烧杯的右边碳棒为_极，在标状下产生的气体为_ mL。电解池工作原理的应用【基础知识梳理】【课前回顾】1.按下图装置进行实验，并回答下列问题判断装置的名称：A池为_ B池为_锌极为_极，电极反应式为_铜极为_极，电极反应式为_石墨棒C1为_极，电极反应式为_石墨棒C2附近发生的实验现象为_当C2极析出224mL气体（标准状态）时，锌的质量变化_（变大、不变或变小）了_g， CuSO4溶液的质量_（增加、不变或减少_g。 mol/L,B中OH-浓度_mol/L2依据放电顺序,采用惰性电极从NO3、SO42、H+、Cu2+、Ba2+、Ag+、Cl等离子中，选出适当的
9、离子组成电解质，对其溶液进行电解：（1）两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能为 ；(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是 （3）两极分别放出气体，且体积比为1：1，电解质的化学式可能是 。 3.依据放电顺序，用惰性电极电解含0.1mol/LCuSO4和0.4mol/LHCl的溶液，并持续通电，请写出电极反应(1) (2) (3) 一、电解原理的应用1电解饱和食盐水（电极材料为_）(1)电极反应式阳极： 阴极： 总 2电镀（如右图）原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他 或 的过程。 (1)原理：应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程
10、. (2)阴极材料： 阳极材料： (3)电镀液为： 4）电镀的结果，电镀液的浓度 （填变大、变小或不变）【教材P21观察与思考】3电解精炼铜（如右图）粗铜中含Ni,Zn以及一些比铜不活泼的金属电极反应式阴极（纯铜）: 阳极（粗铜）: 阳极泥: 相对不活泼的金属以单质的形式沉积在电解槽底,形成阳极泥【思考】（1）电解后溶液中CuSO4浓度如何变化？ （2）电解质溶液CuSO4还可以用什么物质代替？ 4.活泼金属的制备（制取金属钠、镁、铝）电解熔融状态的氧化铝阳极： 阴极： 总反应： 思考： 1） 为什么不电解熔融的AlCl3 ？2） 反应过程中为什么使用冰晶石(Na3AlF6)作为熔剂?3） 工
11、业上制金属镁是电解氧化镁还是电解熔融的氯化镁？二、原电池与电解池比较电解池原电池能量转换离子的迁移方向发生氧化反应的电极发生还原反应的电极相同点(从原理分析)【课后巩固练习】1写出下列装置的电极反应，并标明氧化反应、还原反应2. 在标准状况下，用铂电极电解CuSO4溶液，当阴极产生6.4g铜时，阳极放出的气体是（ ） A、1.12L H2 B、1.12L O2 C、2.24L H2 D、2.24LO23.在铜的精炼过程 中，下列说法错误的是（ ）A、阳极是粗铜，其中的锌、银等杂质均失电子被氧化B、阴极上首先析出铜C、粗铜不断溶解D、电解溶液为硫酸酸化的硫酸铜溶液4. 在外界提供相同电量的条件下
12、，Cu2+或Ag+分别按Cu2+2e-=Cu和Ag+e-=Ag在电极上放电，其析出铜的的质量为1.92 g，则析出银的质量为（ ）A、1.62 g B、6.48 g C、3.24 g D、12.96 g5. 将分别盛有熔融KCl、MgCl2、Al2O3的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出K、Mg、Al的物质的量之比为（ ）A、1:2:3 B、3:2:1 C、6:3:1 D、6:3:26写出下列装置的电极反应，并判断A、B、C溶液PH值的变化。7.右图中x、y分别是直流电源的两极,通电后发现a极板质量增加,b极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的8.2014新课标全国卷 化学选修
13、2：化学与技术将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。一般是先将海水淡化获得淡水，再从剩余的浓海水中通过一系列工艺流程提取其他产品。(4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁，发生反应的化学方程式为_；电解时，若有少量水存在会造成产品镁的消耗，写出有关反应的化学方程式：_。9.2014全国卷 如图所示是在航天用高压氢镍电池基础上发展起来的一种金属氢化物镍电池(MHNi电池)。下列有关说法不正确的是()A放电时正极反应为NiOOHH2OeNi(OH)2OHB电池的电解液可为KOH溶液C充电时负极反应为MHOHH2OMeDMH是一类储氢材料，其氢密度越大，电池的能量密度越高10.2014广东卷 某同学组装了如图所示的电化学装置，电极为Al，其他电极均为Cu，则()A电流方向：电极电极B电极发生还原反应C电极逐渐溶解D电极的电极反应：Cu22e=Cu
