《电解池》教学设计

             商南县鹿城中学  周丹丹

一、教材内容地位及作用

电解池是继原电池后电化学基础不可或缺的组成部分，是原电池知识的延续，更是研究其应用的基础。与氧化还原反应、化学反应中的物质和能量变化等知识密切相关，在中学化学基本理论中占有重要的地位，也是指导工农业生产实践的重要理论依据。

新课程标准要求：体验化学能与电能转化的探究过程，了解电解池的工作原理，能写出电极反应式和电解池总反应式，重在体验知识形成过程。

二、教学目标
1．理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法
2．了解氯碱工业，电镀，冶金的原理
3．掌握电解电极方程式的书写。

三、教学的重、难点

1．电解原理。

2．电解原理的应用

四、教法

通过实验与多媒体的有机结合，进行问题探究、实验探究、分组讨论，归纳总结，体现“以问题为引导，学生为主体”的新课改精神。可以采取实验探究与讲授结合的方式。

五、学法指导

    指导学生运用实验观察、分析、比较、讨论、概括、练习等学习手段，通过亲自动手参与实验，分析讨论实验现象，得出结论的过程培养其探索精神及分析问题、解决问题的能力。同时，也能够培养学生的主体性与合作精神

六、教学过程

（一）、电解原理

讲：首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。

过渡：电解质导电的实质是什么呢？一起看实验。

实验：现象—一极有气泡，检验为氯气；另一极有红色的物质析出，分析为铜。     

讲：要分析此现象我们得研究此装置，首先看电极。

1．电极

阳极—与电源正极相连

阴极—与电源负极相连

隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au)

活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag)

问：通电前和通电时分别发生了怎样的过程？

通电前：CuCl₂=Cu²⁺+2Cl^-     H₂O H⁺+OH^-

通电中：阳离子（Cu²⁺,H⁺）向阴极移动被还原；

阴离子（Cl^-,OH^-）向阳极移动被氧化

讲：即在电极上分别发生了氧化还原反应，称电极反应。

2．电极反应( 阳氧阴还 )

阳极：2Cl^- -2e-=Cl₂ (氧化)

阴极：Cu²⁺+2e-=Cu(还原)

总电极方程式：___________________

放电：阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。

3．电解：电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。

讲：所以电解质导电的实质便是——电解

电解池：借助电流引起氧化还原反应的装置，即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。

问：构成电解池的条件是什么？

电源、电极、电解质构成闭和回路。

思考：

电解CuCl₂水溶液为何阳极是Cl^-放电而不是OH^-放电，阴极放电的是Cu²⁺而不是H⁺ ？

4．离子的放电顺序

阴极：（阳离子在阴极上的放电顺序(得e-)）

Ag⁺>Hg²⁺>Fe³⁺>Cu²⁺>H⁺(指酸电离的)>Pb²⁺>Sn²⁺>Fe²⁺>Zn²⁺>Al³⁺>Mg²⁺>Na⁺>Ca²⁺>K⁺

阳极：(1)是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）

S^2->I^->Br^->Cl^->OH^->NO₃^->SO₄^2-(等含氧酸根离子)>F^-(SO₃^2-/MnO₄^->OH^-)

(2)是活性电极时：电极本身溶解放电

问：放电能力弱于H⁺和OH^–的物质在水溶液中放电吗？

   否，但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时,亚铁离子放电。

问：电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸，为什么？可以加食盐吗？

练习：电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠的电极方程式。

5．电解规律：

（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐，实质上是电解水，电解水型。

问：初中电解水时加硫酸或氢氧化钠增强导电性，影响水的电解吗？

电解硫酸和氢氧化钠时为何H₂和O₂之比大于2？氧气溶解度大于氢气

又为何硫酸一定大于2，而氢氧化钠可能等于2？硫酸根可能放电。

（2）电解不活泼金属的含氧酸盐，阳极产生氧气，阴极析出不活泼金属，放氧生酸型。

练习：电解硫酸铜方程式。加入下列哪些物质可以恢复到硫酸铜原来的溶液：氧化铜、氢氧化铜、铜、碳酸铜。

（3）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，分解电解质型。

（4）电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，阴极产生氢气，阳极析出非金属，放氢生碱型。

6．电解中电极附近溶液pH值的变化。

（1）电极区域  A．阴极H⁺放电产生H₂，阴极区域pH变大。

               B．阳极OH^-放电产生O₂，阳极区域pH变小。

（2）电解质溶液中 A．电解过程中,既产生H₂,又产生O₂,则原溶液呈酸性的pH变小,原溶液呈碱性的pH变大,原溶液呈中性的pH不变（浓度变大）。

                  B．电解过程中, 无H₂和O₂产生, pH几乎不变。但象CuCl₂变大

C．电解过程中,只产生H₂, pH变大。

D．电解过程中,只产生O₂, pH变小。

过渡：如果把阳极换成铜棒，阳极发生的反应就是铜自身溶解，如果电解质是硫酸，阴极析出的是什么？也是铜，这就是我们的铜的电解精炼法。

（二）、电解原理的应用

1．铜的电解精炼

   阳极：粗铜棒

   阴极：精铜棒

   电解质：含铜电解质

问：精炼中硫酸铜的浓度怎样？基本不变，但变小。

过渡：若把阴极精铜棒换成铁棒，电解过程变吗？

不变，但不是精炼铜了，而叫电镀铜。

2．电镀铜

   阳极：镀层金属

   阴极：待镀金属（镀件）

   电镀液：含镀层金属的电解质。

3．电解饱和食盐水——氯碱工业

问：1、电解饱和食盐水的阴极产物、阳极产物分别是什么？

2、转移的电子数和氢氧化钠的物质的量的关系？

3、从Cl^-       Cl₂一定需要加氧化剂吗？

4、阴极产物和阳极产物能接触吗？

5、饱和食盐水为何需要精制？如何精制？

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Ca²⁺、Mg²⁺等。  

4．电冶金

电解熔融氯化钠：2NaCl(熔融)＝（电解）2Na+Cl₂

适用范围：活泼金属K~Al

练习:

1、用惰性电极电解下列溶液，一段时间后，再加入一定质量的另一种物质溶液能与原来完全一样的是

氯化铜加硫酸铜、氢氧化钠加氢氧化钠、氯化钠加氯化氢、硫酸铜加氢氧化铜

2、铁、C/硫酸——C、C/氯化铜用导线相连，分析正负极和阴阳极及两装置pH的变化。

3、如何判断电解池的阴阳极？

   与正极相连的、发生氧化反应的、阴离子移向的一极是阳极，反之是阴极。

七、板书设计

(一)、电解原理

1、电解原理

2、电解池的两极www.xkb1.com

阴极：与电源负极相连的电极。（发生还原反应）

阳极：与电源正极相连的电极。（发生氧化反应）

3、能量转换：电能转化为化学能

4、电子和离子的移动

        电子从电源负极流出，从正极流入

        阴离子移向阳极，阳离子移向阴极

(二)、放电顺序（常见）

阳离子放电顺序：Ag+＞Hg2+＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+＞Na+＞K+

阴离子放电顺序：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根

金属电极做阳极，金属本身被氧化（金、铂除外）

(三)、电解原理的应用

1、氯碱工业、

2、电镀（电解精炼）、

3、电冶金  （电解法、热还原法、热分解法）

八、课后反思

   根据高二年级学生的心理特征及其认知规律，采用活动探究等教学方法，以“教师为主导，学生为主体”，教师的“导”立足于学生的“学”，以学法为重心，放手让学生自主探索的学习，主动地参与到知识形成的整个思维过程，力求使学生在积极、愉快的课堂氛围中提高自己的知识水平，从而达到预期的教学效果。而且使课堂容量减小，淡化了知识的讲解，对学生的自主学习能力提出了较高的要求，在学生的课堂评价表中有所体现。

在今后的教学中，应多动脑筋，转变教学理念，寻找过程体验与知识传授的和谐点，把课堂变成师生共同研究探讨的场所，让更多的学生转变学习观念，变“被动学习”为“享受学习”，形成终身学习的意识和能力。

第二篇：高二化学 电解池专题训练

高二化学 电解池专题训练

1、电解池是___________________________________________________的装置

2、阳极：___________________________________________________________

若是惰性电极（ ），_________放电，放电顺序 若是活泼电极（ ），_________放电，放电顺序_________________________ 阴极：____________________________________________________________

不管惰性电极还是活泼电极，总是_____________放电，放电顺序_______________

3、写出下列电解池的电极反应式和总反应式

（1）用惰性电极电解硫酸钠溶液：若要恢复到原溶液浓度，加入一定量____________

阳极电极反应式: 。阴极电极反应式: 。 总反应式: 。

（2）用惰性电极电解氯化铜溶液：若要恢复到原溶液浓度，加入一定量____________

阳极电极反应式: 。

阴极电极反应式: 。

总反应式: 。

（3）用惰性电极电解饱和NaCl溶液：若要恢复到原溶液浓度，加入一定量_____ 阳极电极反应式: 。

阴极电极反应式: 。

总反应式： 。

氯碱工业：用______离子交换膜法，目的是（1）_____________________________ ________________________________________（2）______________________________ ______________________________________________________________________

（4）电解硫酸铜溶液：若要恢复到原溶液浓度，加入一定量____________

阳极电极反应式: 。

阴极电极反应式: 。

总反应式: 。

4、应用：

（1）精炼铜：

阳极电极反应式:

阴极电极反应式:

2+溶液中C(Cu)___________，阳极减少的质量_________阴极增加的质量（“＝”或“≠”）

（2）电镀（镀铜）

镀件必须作 极. 镀层金属必须作 极.电解质溶液中必须含有 金属离子。 阳极电极反应式: 。

阴极电极反应式: 。

2+溶液中C(Cu)___________，阳极减少的质量_________阴极增加的质量（“＝”或“≠”）

强化习题

1、下列图示中关于铜电极的连接错误的是 （ ）

．．

- 1 -

2、下列叙述中不正确的是 （ ）

A．电解池的阳极上发生氧化反应，阴极上发生还原反应

B．原电池跟电解池连接后，电子从电池负极流向电解池阳极

C．电镀时，电镀池里的阳极材料发生氧化作用

D．电解饱和食盐水时，阴极得到氢氧化钠溶液和氢

3、用惰性电极实现电解，下列说法正确的是 （ ）

A．电解稀硫酸溶液，实质上是电解水，故溶液pH不变

－B．电解稀氢氧化钠溶液，要消耗OH，故溶液pH减小

C．电解硫酸钠溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:2

D．电解氯化铜溶液，在阴极上和阳极上析出产物的物质的量之比为1:1

4、用惰性电极电解下列溶液，电解一段时间后，电解液的pH增大了的是 （ ）

A、H2SO4 B、KOH C、AgNO3 D、Na2SO4

5、把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞

试液混合溶液的玻璃皿中（如图所示平

面图），经过一段时间后，首先观察到

溶液变红的区域是 （ ）

A．Ⅰ和Ⅲ附近 B．Ⅰ和Ⅳ附近 C．Ⅱ和Ⅲ附近 D．Ⅱ和Ⅳ附近

6、右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正确的是（ ）

A．a为负极、b为正极

B．a为阳极、b为阴极

C．电解过程中，d电极质量增加

D．电解过程中，氯离子浓度不变

7、关于电解NaCI水溶液，下列叙述正确的是 （ ）

A．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B．若在阳极附近的溶液中滴人KI溶液，溶液呈棕色

C．若在阴极附近的溶液中滴人酚酞试液，溶液呈无色

D．电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后落液呈中性

8、下列描述中，不符合生产实际的是 （ ）

A．电解熔融的氧化铝制取金属铝，用铁作阳极 B．电解法精炼粗铜，用纯铜作阴极

C．电解饱和食盐水制烧碱，用涂镍碳钢网作阴极 D．在镀件上电镀锌，用锌作阳极

9、某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电

解饱和氯化钠溶液，通电时，为使Cl2被完全吸收，制得有较

强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称

和消毒液的主要成分判断正确的是 （ ）

A. a为正极，b为负极；NaClO和NaCl B. a为负极，b为正极；NaClO和NaCl

C. a为阳极，b为阴极；HClO和NaCl D. a为阴极，b为阳极；HClO和NaCl

10、把分别盛有熔融的氯化钾、氯化镁、氯化铝的三个电解槽串联，在一定条件下通电一段时间后，析出钾、镁、铝的物质的量之比为 （ ）

A．1︰2︰3 B．3︰2︰1 C．6︰3︰1 D．6︰3︰2

11、下列用来表示物质变化的化学用语中，正确的是 （ ） ．．

A．电解饱和食盐水时，阳极的电极反应式为：2Cl－2e= Cl2 ↑

- －B．氢氧燃料电池的负极反应式：O2 + 2H2O+ 4e== 4OH

－ 2+C．粗铜精炼时，与电源正极相连的是纯铜，电极反应式为：Cu －2e== Cu

－ 2+D．钢铁发生电化学腐蚀的正极反应式：Fe－2e== Fe

+ 2++2-. -12、从H.Cu. Na. SO4Cl五种离子中选择适当的离子组成电解质，符合下列要求。

（1）以石墨棒为电极，电解时电解质质量减小，水量不变，应选用的电解质是_________

（2）以石墨棒为电极，电解时电解质质量不变，水量减小，应选用的电解质是_________ （3）以石墨棒为阳极，铁棒为阴极，电解时电解质质量和水量都减小，应选用的电解质

是

- 2 - － －

13、如下图所示的装置，C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。

将电源接通后，向乙中滴入酚酞液，在F极附近显红色。试回答以下问题：

(1) 电源A极的名称是_______。

（2）甲装置中电解反应的总化学方程式是______________________ ___。 （3）如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是______________。

（4）欲用丙装置给铜镀银，G应该是_______，电镀液的主要成分是_________(填化学式)。

（5）装置丁中的现象是_________________________________ _____，

说明________________________________ ___。

14、工业上采用Fe、C为电极电解K2MnO4.溶液制KMnO4.

（1）电解时,应以 作阴极,电解过程中阴极附近溶液pH将会

（2）阳极反应式为

15

16⑵1石墨棒C2附近发生的实验现象为 ⑶当C2极析出224mL气体（标准状态时，锌的质量变化（增加或减少） g.

CuSO4溶液的质量变化了（增加或减少了） g

1.C 2.B 3.D 4.B 5.B 6.C 7.B 8.A 9.B 10.D 11.A

12、①CuCl2 HCl ②H2SO4 Na2SO4 NaHSO4 ③NaCl CuSO4

13、（14分）

（1）正极（2分）

（2） 2CuSO4＋2H2O 2Cu＋O2↑＋2H2SO4（2分） 电解 （3）1 ：1（2分） （4）Ag ； AgNO3（3分）

（5）Y极附近红褐色变深（1分） ； 氢氧化铁胶粒带正电（2分）

2—14、答案:Fe 增大 MnO4e=MnO4- 2K2MnO44+2KOH+H2↑

15. 电解质溶液中产生红褐色沉淀

16、（1）原电池 电解池

2+---（2）正 Cu + 2e == Cu 阳：Cl - 2e == Cl2↑

电极上有气泡产生，电极周围变红色

（3）减少 0.65 增加 0.01

- 3 -