高中化学《电解池》教案9 新人教版选修4.docx

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高中化学《电解池》教案9新人教版选修4

2019-2020年高中化学《电解池》教案9新人教版选修4

一、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。

二、教学重点：

电解原理及应用

三、教学过程：

我们知道化学能可以转变为热能，即反应热。

化学能也能转变为电能，用原电池装置。

今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能

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。

金属

电解质

导电粒子

导电状态

温度影响

导电实质

电子定向移动

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-H2OH++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-）

S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-（等含氧酸根离子）>F-（SO32-/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、在水中加等物质的量的Ag+,Pb2+,Na+,SO42-,NO3-,Cl-,该溶液放在用惰性电极做电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物质量比为（）

A.35.5:

108B.16:

207　C.8:

1　　D.108:

35.5

2、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

3、0.1摩氯化铜和0.1摩溴化钠共0.4摩电子转移，分析过程。

4、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的pH的变化。

5、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。

如：

高锰酸钾的做电解质，发现红色加深的是什么极？

湿润的淀粉KI试纸并滴有酚酞，变红的是什么极？

变蓝的是什么极？

6、以A、B两根石墨电极电解足量的硝酸银溶液，通电t分钟，在B极收到11.2mL标况下气体，此后将电源反接，以相同的电流强度通电t/2分钟。

问：

（1）A、B分别是什么极？

（2）电源反接后A、B电极质量如何变化？

（3）若溶液体积为200mL，则通电t/2分钟时的溶液pH=？

原电池

电解池

电极名称

正负极

阴阳极

电极材料

负极：

活泼金属

正极：

不活泼金属或可导电的非金属（如C）

惰性材料或活性材料

电流方向：

外电路内电路

组成

原理

化学能到电能

电能到化学能

2019-2020年高中化学《盐类的水解》全册复习导学案

[考纲要求]　1.了解盐类水解的原理，了解影响盐类水解程度的主要因素。

2.了解盐类水解的应用。

知识点一　盐类水解的原理

1．定义

在溶液中盐电离出来的离子跟______________________结合生成____________的反应。

2．实质

破坏了__________―→水的电离程度________―→c（H＋）≠c（OH－）―→溶液呈碱性、酸性或中性。

问题思考

1．怎样证明Na2CO3溶液呈碱性是由CO

水解引起的？

3．特点

4．规律

有弱才水解，越弱越水解；谁强显谁性；同强显中性。

盐的

类型

实例

是否

水解

水解的

离子

溶液的

酸碱性

溶液

的pH

强酸

强碱盐

NaCl、KNO3

强酸

弱碱盐

NH4Cl、

Cu（NO3）2

弱酸

强碱盐

CH3COONa、

Na2CO3

问题思考

2．同浓度的Na2CO3和CH3COONa溶液相比，谁的pH较大？

为什么？

知识点二　水解反应方程式的书写

1．书写形式

盐＋水__________

盐中的离子＋水

________________________________________________________________________

2．书写规律

（1）多元弱酸的正盐（如Na2S）：

____________________________________________

____________（主要），___________________________________________________（次

要）。

（2）多元弱碱的正盐（如AlCl3）：

____________________________________________。

（3）双水解反应（如Na2S与AlCl3溶液混合）__________________________________。

易错警示　一般盐类水解程度很小，水解产物很少，不标“↑”或“↓”，不把产物（如NH3·H2O、H2CO3）写成其分解产物的形式。

问题思考

3．下列离子方程式中，属于水解反应的是（　　）

A．HCOOH＋H2O

HCOO－＋H3O＋

B．CO2＋H2O

HCO

＋H＋

C．CO

＋H2O

HCO

＋OH－

D．HS－＋H2O

S2－＋H3O＋

知识点三　影响盐类水解的因素

1．内因

酸或碱越弱，其对应的弱酸阴离子或弱碱阳离子的水解程度________，溶液的碱性或酸性________。

2．外因

因素

水解平衡

水解程度

水解产生离子的浓度

升高温度

浓度

增大

减小

外加

酸碱

酸

　弱酸根离子的水解程度________，

弱碱阳离子的水解程度________

碱

　　　弱酸根离子的水解程度________，

弱碱阳离子的水解程度________

问题思考

4．在CH3COONa溶液中，加入少量冰醋酸对CH3COO－的水解平衡将产生什么影响？

5．

（1）为什么热的纯碱液去油渍效果会更好？

（2）配制FeCl3溶液时，常加入少量的盐酸，为什么？

一、盐类水解的应用

1．盐类水解的应用

应用

举例

判断溶液的酸碱性

FeCl3溶液显____性，原因是：

____________________________________

配制或贮存易水解盐溶液

配制CuSO4溶液时，加入__________，防止____________

判断盐溶液蒸干产物

AlCl3溶液蒸干灼烧后的产物为______

胶体的制取

制取Fe（OH）3胶体的离子方程式：

______________________________

物质的提纯

除去MgCl2溶液中的Fe3＋，可加入__________________________

离子共存的判断

Al3＋与AlO

、CO

、HCO

、S2－、HS－等因__________________而不共存

泡沫灭火器原理

成分为NaHCO3与Al2（SO4）3，发生反应为________________________

作净水剂

明矾可作净水剂，原理为____________________________________

化肥的使用

铵态氮肥与草木灰不得混用，原因是2NH

＋CO

===2NH3↑＋CO2↑＋H2O

典例导悟1　工业上制取纯净的CuCl2·2H2O的主要过程是：

①将粗氧化铜（含少量Fe）溶解于稀盐酸中，加热、过滤，调节滤液的pH为3；②对①所得滤液按下列步骤进行操作：

已知Cu2＋、Fe2＋在pH为4～5时不水解，而Fe3＋却几乎完全水解而沉淀。

请回答下列问题：

（1）X是什么物质？

__________。

其反应的离子方程式是

________________________________________________________________________。

（2）Y物质应具备的条件是________________________________________________，

生产中Y可选：

______________。

（3）溶液乙在蒸发结晶时应注意：

__________________________________________。

变式演练1　下列有关问题，与盐的水解有关的是（　　）

①NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属时的除锈剂

②用NaHCO3与Al2（SO4）3两种溶液可作泡沫灭火剂

③草木灰与铵态氮肥不能混合施用

④实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞

⑤加热蒸干AlCl3溶液得到Al（OH）3固体

A．①②③B．②③④

C．①④⑤D．①②③④⑤

2．盐溶液蒸干时所得产物的判断方法

判断盐溶液蒸干灼烧后的产物的一般思路是什么？

二、计算溶液中由水电离出的H＋或OH－浓度的方法

1．在25℃时，由纯水电离出的c（H＋）、c（OH－）分别为多少？

在中性溶液中，由水电离出的c（H－）和c（OH－）与纯水一样吗？

2．在酸溶液中，H＋和OH－的来源分别是什么？

举例说明怎样计算由水电离产生的c（OH＋）的大小。

3．碱溶液中，H＋和OH－的来源又是什么？

怎样计算由水电离产生的c（OH－）?

4．在可水解的盐溶液中，H＋和OH－的来源怎样？

举例说明此时计算溶液中由水电离产生的c（H＋）的方法。

典例导悟2　（xx·南京模拟）

（1）在常温下，某硫酸和硫酸铝两种溶液的pH都是3，那么硫酸中水电离出的c（H＋）是硫酸铝溶液中水电离出的c（H＋）的________倍。

（2）在常温下，设某pH的硫酸中水电离出的c（H＋）＝1.0×10－amol·L－1，相同pH的硫酸铝中水电离出c（H＋）＝1.0×10－bmol·L－1（a，b都是小于14的正数），那么a和b之间满足的数量关系是（用一个等式和一个不等式表示）____________________。

变式演练2　

（1）pH＝3的H2SO4和pH＝3的NH4Cl溶液中，由水电离出的c（H＋）各是多少？

（2）pH＝11的NaOH和pH＝11的Na2CO3溶液中，由水电离出的c（H＋）各是多少？

二者相差多少倍？

（3）某溶液中，由水电离出的c（H＋）＝10－5mol·L－1，求该溶液的pH。

（4）某溶液中，由水电离出的c（H＋）＝10－12mol·L－1，求该溶液的pH。

题组一　盐类水解的原理及水解的离子方程式

1．判断正误

（1）某物质的溶液pH<7，则该物质一定是酸或强酸弱碱盐（　　）

（xx·天津理综－4A）

（2）由0.1mol·L－1一元酸HA溶液的pH＝3，可推知NaA溶液存在A－＋H2O

HA＋OH－（　　）

（xx·福建理综－10D）

（3）在滴有酚酞溶液的氨水里，加入NH4Cl至溶液恰好无色，则此时溶液的pH<7（　　）

（xx·全国理综Ⅰ－9B）

（4）0.1mol·L－1的碳酸钠溶液的pH大于0.1mol·L－1的醋酸钠溶液的pH（　　）

（xx·上海－14C）

2．（xx·重庆理综，8）对滴有酚酞试液的下列溶液，操作后颜色变深的是（　　）

A．明矾溶液加热

B．CH3COONa溶液加热

C．氨水中加入少量NH4Cl固体

D．小苏打溶液中加入少量NaCl固体

题组二　溶液中微粒浓度大小的比较

3．（xx·全国理综，9）室温时，将浓度和体积分别为c1、V1的NaOH溶液和c2、V2的CH3COOH溶液相混合，下列关于该混合溶液的叙述错误的是（　　）

A．若pH>7，则一定是c1V1＝c2V2

B．在任何情况下都是c（Na＋）＋c（H＋）＝c（CH3COO－）＋c（OH－）

C．当pH＝7时，若V1＝V2，则一定是c2>c1

D．若V1＝V2，c1＝c2，则c（CH3COO－）＋c（CH3COOH）＝c（Na＋）

4．（xx·天津理综，4）25℃时，向10mL0.01mol·L－1KOH溶液中滴加0.01mol·L－1苯酚溶液，混合溶液中粒子浓度关系正确的是（　　）

A．pH>7时，c（C6H5O－）>c（K＋）>c（H＋）>c（OH－）

B．pH<7时，c（K＋）>c（C6H5O－）>c（H＋）>c（OH－）

C．V[C6H5OH（aq）]＝10mL时，c（K＋）＝c（C6H5O－）>c（OH－）＝c（H＋）

D．V[C6H5OH（aq）]＝20mL时，c（C6H5O－）＋c（C6H5OH）＝2c（K＋）

5．（xx·广东理综，12）HA为酸性略强于醋酸的一元弱酸，在0.1mol·L－1NaA溶液中，离子浓度关系正确的是（　　）

A．c（Na＋）>c（A－）>c（H＋）>c（OH－）

B．c（Na＋）>c（OH－）>c（A－）>c（H＋）

C．c（Na＋）＋c（OH－）＝c（A－）＋c（H＋）

D．c（Na＋）＋c（H＋）＝c（A－）＋c（OH－）

题组三　盐类水解的应用

6．（xx·广东理综，11）对于0.1mol·L－1Na2SO3溶液，正确的是（　　）

A．升高温度，溶液pH降低

B．c（Na＋）＝2c（SO

）＋c（HSO

）＋c（H2SO3）

C．c（Na＋）＋c（H＋）＝2c（SO

）＋2c（HSO

）＋c（OH－）

D．加入少量NaOH固体，c（SO

）与c（Na＋）均增大

7．（xx·北京理综，11）有4种混合溶液，分别由等体积0.1mol·L－1的2种溶液混合而成：

①CH3COONa与HCl；②CH3COONa与NaOH；③CH3COONa与NaCl；④CH3COONa与NaHCO3。

下列各项排序正确的是（　　）

A．pH：

②>③>④>①

B．c（CH3COO－）：

②>④>③>①

C．溶液中c（H＋）：

①>③>②>④

D．c（CH3COOH）：

①>④>③>②

8．（xx·福建理综，10）在一定条件下，Na2CO3溶液存在水解平衡：

CO

＋H2O

HCO

＋OH－。

下列说法正确的是（　　）

A．稀释溶液，水解平衡常数增大

B．通入CO2，平衡朝正反应方向移动

C．升高温度，

减小

D．加入NaOH固体，溶液pH减小

题组一　盐类水解的概念和离子方程式的书写

1．（xx·济宁质检）广义的水解观认为：

无论是盐的水解还是非盐的水解，其最终结果是水解物质和水分别离解成两部分，然后两两重新结合成新的物质。

根据信息，下列说法不正确的是（　　）

A．CaO2的水解产物是Ca（OH）2和H2O2

B．PCl3的水解产物是HClO和PH3

C．Al4C3的水解产物之一是CH4

D．Al2S3的水解产物是Al（OH）3和H2S

2．下列离子方程式属于盐的水解，且书写正确的是（　　）

A．NaHCO3溶液：

HCO

＋H2O

CO

＋H3O＋

B．NaHS溶液：

HS－＋H2O

H2S＋OH－

C．Na2CO3溶液：

CO

＋2H2O

H2CO3＋2OH－

D．NH4Cl溶于D2O中：

NH

＋D2O

NH3·HDO＋D＋

3．现有S2－、SO

、NH

、Al3＋、Na＋、SO

、AlO

、Fe3＋、HCO

、Cl－等离子，按要求填空：

（1）在水溶液中，该离子水解呈碱性的是____________________________________。

（2）在水溶液中，该离子水解呈酸性的是_____________________________________。

（3）既能在酸性较强的溶液中大量存在，又能在碱性较强的溶液中大量存在的是__________。

（4）既不能在酸性较强的溶液中大量存在，又不能在碱性较强的溶液中大量存在的是__________。

题组二　影响盐类水解的因素

4．（xx·福建理综，10）在一定条件下，Na2CO3溶液中存在水解平衡：

CO

＋H2O

HCO

＋OH－。

下列说法正确的是（　　）

A．稀释溶液，水解平衡常数增大

B．通入CO2，平衡向正反应方向移动

C．升高温度，

减小

D．加入NaOH固体，溶液pH减小

5．（xx·镇江模拟）溶液A中加入一定量的NaF晶体后，若测得c（Na＋）与c（F－）接近相等，则溶液A的pH值不可能为（　　）

A．6B．8C．7D．9

6．下图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0.01mol·L－1CH3COONa溶液，并分别放置在盛有水的烧杯中，然后向烧杯①中加入生石灰，向烧杯③中加入NH4NO3晶体，烧杯②中不加任何物质。

（1）含酚酞的0.01mol·L－1CH3COONa溶液显浅红色的原因为__________________。

（2）实验过程中发现烧瓶①中溶液红色变深，烧瓶③中溶液红色变浅，则下列叙述正确的是________。

A．水解反应为放热反应

B．水解反应为吸热反应

C．NH4NO3溶于水时放出热量

D．NH4NO3溶于水时吸收热量

（3）向0.01mol·L－1CH3COONa溶液中分别加入少量浓盐酸、NaOH固体、Na2CO3固体、FeSO4固体，使CH3COO－水解平衡移动的方向分别为__________、____________、____________、____________（填“左”、“右”或“不移动”）。

题组三　盐类水解的应用

7．在蒸发皿中用酒精灯加热蒸干下列物质的溶液然后灼烧，可以得到该物质固体的是（　　）

A．AlCl3B．Na2SO3C．KMnO4D．MgSO4

8．（xx·四川理综，12）关于浓度均为0.1mol·L－1的三种溶液：

①氨水、②盐酸、③氯化铵溶液，下列说法不正确的是（　　）

A．c（NH

）：

③>①

B．水电离出的c（H＋）：

②>①

C．①和②等体积混合后的溶液：

c（H＋）＝c（OH－）＋c（NH3·H2O）

D．①和③等体积混合后的溶液：

c（NH

）>c（Cl－）>c（OH－）>c（H＋）

题组四　实验探究

9．已知氨水的电离程度与醋酸的电离程度在同温同压下几乎相等。

溶有一定量氨气的NH4Cl溶液呈碱性。

现向少量的Mg（OH）2悬浊液中，加入适量的饱和NH4Cl溶液，固体完全溶解。

对此甲同学的解释是：

Mg（OH）2（s）

Mg2＋＋2OH－①

NH

＋H2O

NH3·H2O＋H＋②

H＋＋OH－

H2O③

由于NH

水解呈酸性，H＋与OH－反应生成水，导致反应①平衡右移，沉淀溶解。

乙同学的解释是：

Mg（OH）2（s）

Mg2＋＋2OH－①

NH

＋OH－

NH3·H2O②

由于NH4Cl电离出的NH

与Mg（OH）2电离出的OH－结合生成了弱电解质NH3·H2O，导致反应①的平衡右移，Mg（OH）2沉淀溶解。

（1）丙同学不能肯定哪位同学的解释合理，于是选用下列的一种试剂，来证明甲、乙两位同学的解释只有一种正确。

你认为他选用的试剂