电能转化为化学能——电解

一、教材分析：

本节是《化学反应原理》中第一章化学反应与能量转化的第二节，着重研究化学反应与电能的关系。从能量转化角度看，本节是对前一节课中“能量转化与守恒”论述的补充和完善；从电子转移角度看，原电池的概念是对形成氧化还原反应本质的拓展和应用；电解池是将理论与实际相联系的实体，通过“电解熔融氯化钠”引出电解原理，又在理解电解原理的基础上介绍相关化工生产方面的应用，如氯碱工业、电解精炼铜、电镀工业等。通过学习帮助学生了解电能转化为化学能的条件和方法，加深对氧化还原反应的认识，提高辩证思维能力，同时帮助学生牢固树立理论联系实际的学风。

因此这节课的重心是对电解原理的应用，如电解饱和食盐水、电镀池、精炼池等掌握好。

二、设计思路

从放电顺序和具体的电解应用对电极材料的要求，对电解液的要求入手，引导学生掌握电解池的设计方法，电极材料和电解液的选择。

三、考试说明

1. 能判断电解池、电镀池的电极名称和书写电极反应式。

2. 能判断酸、碱、盐的水溶液在电解时，PH的变化趋势。

3.电解原理在氯碱工业、电镀、金属冶炼和精炼等方面的重要应用。

命题特点

电解池是电化学知识中的重要内容之一，因此成为历年高考的必考内容。题型为选择题和非选择题，考查判断电极上电子转移的数目、判断电极上发生的反应类型、判断电极附近或整个溶液的酸碱性、判断电极反应式的正误、电极产物等；非选择题重点考查电极反应式的书写、电解原理的应用和进行简单的有关计算。

高考预测

电解池与新能源、环境保护、工业生产、制备物质等热点问题相结合，将电化学知识和元素化合物知识、有机化学知识、化学实验设计和计算等融合在一起进行考察。

四、教学过程

【知识梳理】：自主完成，小组讨论

1、电解饱和食盐水——氯碱工业

（1）反应原理：

阳极：_______________________ 阴极：_________________________

总反应式：离子方程式：

化学方程式：

问：1、转移的电子数和氢氧化钠的物质的量的关系？

word/media/image2.gif2、从Cl- Cl2一定需要加氧化剂吗？

（2）产物检验：

Cl2：

H2：

NaOH：

【小组讨论】

（3）原料的精制：

步骤一、1）先加过量的BaCl2和过量的NaOH（顺序可换），再加入过量的Na2CO3

2）过滤 3）加盐酸调节pH为7

步骤二、送入阳离子交换塔除去少量的Ca2+、Mg2+等。

如果设法阻止OH- 移向阳极，则氢氧化钠可以在__________附近的溶液中富集，由阴极溶液可以得到_______________，这就是电解食盐水制备氢氧化钠的原理。电解食盐水还可以得到另外两种重要的化工产品——_________和_________。

【知识梳理】学生独立完成，小组讨论

2、铜的电解精炼

（1）装置（请在右边画出铜的电解精炼简易示意图）：

（2）原理：

阳极

阴极__ ______ __

问：1）精炼中硫酸铜的浓度怎样？______________________。

2）若把阴极精铜棒换成铁棒，电解过程变吗？

说明：粗铜中的活泼金属______________发生反应溶解变成__________________进入溶液。而不如铜活泼的___________________最终沉积在电解池底部，与其他不溶性杂质混在一起形成_________泥。在电解过程中，_____首先在_______放电而析出，而____________留在溶液中。

11.电镀

电镀是_____________________________________________________。

①电极：阳极——镀层金属 或惰性电极 ，阴极——待镀金属制品

②电镀液：___________________________。

铁件镀铜的原理：

阳极：材料 　反应

阴极：材料 　反应

4.铝的冶炼

原理：用石墨做电极电解__________

阳极：_______ _________ 阴极：_______ _______

总反应：______ ______________________

【巩固提高】

巩固练习：

1、电解CuCl2溶液时，如果阴极上有铜析出，则阳极上产生气体的体积（标准状况）约为（ ）

A.0.28L 、用含少量银和锌的粗铜做阳极，纯铜片做阴极，CuSO4溶液做电解液，电解一段时间

后，阳极质量减少了x g，则：（ ）

A．电解液质量增加x g B. 阴极质量增加x g

C. 阴极质量增加a g,a＞x D. 阴极质量增加b g,b＜x

3、两串联电解池，左边放硫酸铜，右边放一定量的某硝酸盐溶液，电解时当左池有析出时，右池析出固体，则右池溶质为：

A、AgNO3 B、NaNO3 C、Mg（NO3）2 D、Al（NO3）3

4、将分别盛有熔融KCl、MgCl2、Al2O3（熔有冰晶石）的三个电解槽，在一定条件下通电一段时间后，析出K、Mg、Al的物质的量之比是：

A、1：2：3 B、3：2：1 C、6：3：1 D、6：3：2；

5、在25℃时，将两个铂电极插入一定量的饱和Na2SO4溶液中电解，通电一段时间后，在阴极上逸出amol气体，同时有WgNa2SO4•10H2O晶体析出，若温度不变，此时剩余溶液的溶质的质量分数为：

word/media/image3.gifA、 100W% ； B、 7×100W%

W＋18a 161（W＋18a）

word/media/image4.gif C、 100W% D、 7×100W%

word/media/image5.gifword/media/image6.gif W＋36a 161（W＋36a）

6.右图是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是

两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出

端分别为x 、 y。

（1）当以I＝的电流电解60分钟后，测得铜片A的质量增加了 ，

则图中装置的x端应与直流电的 极相连，它是电解池的 极。

（2）电解后铜片B的质量 。（答增加、减少或不变）

（3）列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA。（已知电子电量e＝×10－19C）

7、某温度下将一定量密度为克/毫升的氯化钠溶液用惰性电极电解，设氯化钠恰好完全电解且无其它反应发生时，得到的溶液中氧元素的质量分数为80%，试计算：

（1） 电解后溶液中溶质与溶剂的物质的量之比。

（2） 原氯化钠溶液的物质的量浓度。

五、课后反思

在上节课的基础上，学生对电极反应有了一定的基础，这节课以学生自主学习为主，教师加以引导，学生还是能够顺利完成学习目标的。在计算方面，学生有所欠缺，利用阴阳两极反应的电子守恒还不是很顺利，在以后的习题课中要加以强化。