第三節(jié) 電解池學(xué)案
學(xué)習(xí)目標(biāo)：
1、理解電解的基本原理，初步掌握一般電解反應(yīng)產(chǎn)物的判斷方法；
2、掌握電解、電解池及形成條；
3、了解銅的電解精煉和電鍍銅的原理，了解氯堿工業(yè)反應(yīng)原理，能正確書寫電極反應(yīng)式和電解的總化學(xué)方程式；
4、通過對(duì)比、分析明確原電池與電解池的區(qū)別和聯(lián)系。
學(xué)習(xí)重點(diǎn)：電解原理氯堿工業(yè)反應(yīng)原理
學(xué)習(xí)難點(diǎn)：離子放電實(shí)質(zhì)
學(xué)習(xí)過程：
一、電解原理
1、試驗(yàn)探究
如圖所示：與電正極相連的電極叫 極，
與電負(fù)極相連的電極叫 極。
若燒杯中的液體為CuCl2溶液，合上電開關(guān)，
能否看到小燈泡發(fā)光？ 。
給CuCl2溶液通電時(shí)現(xiàn)象：
陰極上 ，
經(jīng)檢驗(yàn)該物質(zhì)是 。
陽極上： ，
經(jīng)檢驗(yàn)該物質(zhì)是 。
兩支電極上發(fā)生的反應(yīng)為：
陽極： 。反應(yīng)類型： 反應(yīng)。
陰極： 。反應(yīng)類型： 反應(yīng)。
總反應(yīng)式： 。
過程分析：CuCl2溶液能導(dǎo)電是因?yàn)榇嬖?，通電后這些自由移動(dòng)的離子，在電場(chǎng)作用下作 移動(dòng)，根據(jù) 相互吸引的原理，帶負(fù)電的氯離子向 極移動(dòng)，在陽極，氯離子失去電子被 為氯原子，并兩兩結(jié)合成氯分子，從陽極放出，帶正電的銅離子向 極移動(dòng)，在陰極銅離子獲得電子被 成銅原子，覆蓋在陰極上。
2、電解：使電流通過 溶液而在陰、陽兩極引起 的過程。
所用電流一般為直流電還是交流電較好？ ！該過程中 能轉(zhuǎn)化為 能！ 這是一個(gè)物理過程還是一個(gè)化學(xué)過程？ 過程！顯然：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是 的過程。
3、電解池：將 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置。
構(gòu)成電解池的條：
① ②
③ ④
判斷下列裝置是否屬于電解池：

4、原電池與電解池的比較
裝置類別原電池電解池

舉例（圖）

電極名稱
反應(yīng)類型
能量轉(zhuǎn)變
反應(yīng)是否自發(fā)進(jìn)行
在CuCl2的電解池裝置中，電子流動(dòng)方向從電的 極沿著導(dǎo)線到達(dá) 極，從 極沿著導(dǎo)線回到電的 極。
在溶液中電子有沒有從陰極直接到達(dá)陽極呢？ 。溶液中的 在電場(chǎng)作用下到達(dá)陰極，得到從電負(fù)極流出的電子；溶液中的 在電場(chǎng)作用下到達(dá)陽極，失去了電子流向電的正極。就是說：在電解質(zhì)溶液中依靠 的定向移動(dòng)而形成閉合回路的。
對(duì)CuCl2溶液而言，溶液中是否只有Cu2+和Cl－兩種離子呢？ 。水電離出少量的H＋和OH－－在電場(chǎng)作用下是否也要做定向移動(dòng)呢？ 。通電時(shí)，溶液中的
兩種離子都要向陰極移動(dòng)， 都要向陽極移動(dòng)。
5、放電順序
陰極上：
由于陰極上要 電子，不管陰極是金屬還是石墨，此時(shí)都不能得電子，因此只能是溶液中的 得電子。陽離子氧化性越強(qiáng)就越 得電子。
因此陰極上氧化性強(qiáng)的離子 得電子。
金屬越不活潑，對(duì)應(yīng)陽離子氧化性越 ，越 得電子。
由此根據(jù)金屬活動(dòng)順序表，分析下列離子得電子能力的強(qiáng)弱：
金屬活動(dòng)順序表
Ag+ Cu2+ H+(酸) Pb2+ Fe2+ Zn2+ H+(水) Al3＋…
嚴(yán)格講：離子的放電能力與其濃度也有一定的關(guān)系，如酸溶液中：c[H+(酸)]>c[ H+(水)]，因而放電能力 > 。但在中學(xué)范圍內(nèi)一般不考慮上述金屬離子濃度對(duì)其放電能力的影響。
、 、 、 、 、 等活潑金屬陽離子在水溶液中電解時(shí)不得電子。
小結(jié)：質(zhì)量增加，或有氫氣產(chǎn)生的電極一定是 極。
陽極上：
電解池中陽極上要 電子，而 與溶液中的 都可失電子，因此陽極上的電極反應(yīng)與 有關(guān)。由于一般的 比陰離子更容易失去電子，因此如果用一般的金屬做陽極，電解時(shí)陽極上是 失去電子。而陽極如果用石墨或金屬鉑（Pt）等難失電子的物質(zhì)做惰性電極時(shí)，則是溶液中 失去電子。陰離子還原性越強(qiáng)就越 失去電子。根據(jù)非金屬性的強(qiáng)弱，分析下列離子失電子能力的強(qiáng)弱：
S2－ I－ Br－ Cl－ OH－（水或堿） 最高價(jià)含氧酸根離子 F－。
從CuCl2溶液的電解產(chǎn)物可知： 的失電子能力比 強(qiáng)。而氟原子的得電子能力很 ，因而F－失電子能力最 。
研究表明：OH－的失電子能力比最高價(jià)含氧酸根離子強(qiáng)：
4OH－－ 4e－＝O2 ↑＋2H2O
、 等陰離子在水溶液中電解時(shí)不失電子。
注意：放電順序這個(gè)考點(diǎn)不難，但要細(xì)心，極易出錯(cuò)。要能根據(jù)放電順序判斷陰、陽極產(chǎn)物，如果是惰性電極則直接考慮溶液中離子的放電順序。如果陽極是較活潑金屬，那一定要能想起：一般的 比陰離子更容易失去電子，因此如果用一般的金屬材料做陽極，電解時(shí)陽極上是 失去電子。
練習(xí)：一、用惰性電極電解下列電解質(zhì)溶液，請(qǐng)你分析下列問題（注意得失電子的順序）
1、CuCl2陰極： 陽極
總方程式： 電解質(zhì)濃度 ，pH
電解對(duì)象： ，要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加 。
2、HCl:
陰極： 陽極
總方程式： 電解質(zhì)濃度 ，pH
電解對(duì)象： ，要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加 。
小結(jié)：經(jīng)過總方程式發(fā)現(xiàn)以上兩個(gè)電解池反應(yīng)的電解對(duì)象都是 ，這一類電解反應(yīng)稱
為電解電解質(zhì)型
3、NaCl陰極： 陽極
總方程式： 電解質(zhì)濃度 ，pH
電解對(duì)象： ，要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加 。
小結(jié)：經(jīng)過總方程式發(fā)現(xiàn)該電解池反應(yīng)的電解對(duì)象是 ，這一類電解反應(yīng)稱為放H2生堿型。
4、CuSO4陰極： 陽極
總方程式： 電解質(zhì)濃度
總方程式： 電解質(zhì)濃度 ，pH
電解對(duì)象： ，要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加 。
小結(jié)：經(jīng)過總方程式發(fā)現(xiàn)該電解池反應(yīng)的電解對(duì)象是 ，這一類電解反應(yīng)稱為放O2生酸型。
5、NaOH:
陰極： 陽極
總方程式： 電解質(zhì)濃度 ，pH
6、H2SO4:
陰極： 陽極
總方程式： 電解質(zhì)濃度 ，pH
7、Na2SO4:
陰極： 陽極
總方程式： 電解質(zhì)濃度 ，pH
小結(jié)：經(jīng)過總方程式發(fā)現(xiàn)以上三個(gè)電解池反應(yīng)的電解對(duì)象都是 ，要把電解質(zhì)溶液復(fù)原，加 。這一類電解反應(yīng)稱為電解水型。
4、電極方程式的書寫
①標(biāo)出電極名稱—陰極或陽極
②寫出電極方程式：
陽極： ；反應(yīng)類型： 反應(yīng)。
陰極： ；反應(yīng)類型： 反應(yīng)。
陰、陽兩極中得、失電子的總數(shù)要 ，每一極上都要滿足 和 守恒，總方程式可根據(jù)陰、陽兩極的物質(zhì)變化寫出。
二、用銅電極電解下列電解質(zhì)溶液，請(qǐng)你分析下列問題（注意得失電子的順序）
1、H2SO4:
陰極：
陽極
總方程式：
2、ZnSO4:
陰極：
陽極
總方程式：
3、CuSO4陰極：
陽極
總方程式：
發(fā)散：
1、在電解水實(shí)驗(yàn)中，常加入一定量的NaOH溶液和H2SO4溶液，對(duì)電解水的現(xiàn)象和結(jié)果有無影響？ 。為何加入一定量的NaOH溶液和H2SO4液？ 。 能否改為加入HCl溶液？ 。能否把陰極上的石墨改為Fe？ 。能否把陽極上的石墨改為Fe？ 。
2、能否設(shè)計(jì)一個(gè)裝置，使反應(yīng)：Cu＋H2SO4＝Cu SO4＋H2 ↑能夠進(jìn)行？

二、電解原理的應(yīng)用：
1、氯堿工業(yè)：電解 制 、 和 。
電極反應(yīng)方程式：
陽極：
陰極：
總方程式
該電解池中陽極用 電極（金屬、惰性）
2、電鍍：
電鍍時(shí)，通常把 作陰極，把 作陽極，
用含有 作電鍍液。
3、銅的精煉
電解時(shí)，通常把 作陰極，把 作陽極，
用含有 作電鍍液。
粗銅中的多數(shù)雜質(zhì)沉積在電解槽底部，形成
4、電冶金
對(duì)于 、 、 、 這樣活潑的金屬，工業(yè)上用電解法冶煉。
工業(yè)上用電解 的方法制取金屬鈉，方程式
工業(yè)上用電解 的方法制取金屬鎂，方程式
工業(yè)上用電解 的方法制取金屬鋁，方程式
練習(xí)：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，通過導(dǎo)線與直流電相連。請(qǐng)回答以下問題：

（1）若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(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極附近觀察到的現(xiàn)象是 。
② 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
① X電極的材料是 ，電極反應(yīng)式是 。
② Y電極的材料是 ，電極反應(yīng)式是 。
（說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出）

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaoer/51310.html

相關(guān)閱讀：基于微粒觀和變化觀的《電解池》（第一課時(shí)）教學(xué)設(shè)計(jì)