高中化学《电解池》教案9 新人教版选修4.docx

1、高中化学电解池教案9 新人教版选修42019-2020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

2、。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：

3、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-

4、）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

5、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

6、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

7、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KAl练习:1、在水中加等物质的量的Ag+,Pb2 +,Na +, SO

8、42-, 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. 35.5:108 B. 16:207C.8:1D.108:35.52、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p H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

9、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p H=？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

10、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

11、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NH3H2O、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()AHCOOHH2OHCOOH3OBCO2H2OHCOHCCOH2OHCOOHDHSH2OS2H3O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

12、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

13、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2NHCO=2NH3CO2H2O典例导悟1工业上制取纯净的CuCl22H2O的主要过程是：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；对所得滤液按下列步骤进行操作：已知Cu2、Fe2在pH为45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

14、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()NH4Cl与ZnCl2溶液可作焊接金属时的除锈剂用NaHCO3与Al2(SO4)3两种溶液可作泡沫灭火剂草木灰与铵态氮肥不能混合施用实验室盛放Na2CO3溶液的试剂瓶不能用磨口玻璃塞加热蒸干AlCl3溶液得到Al(OH)3固体A BC D2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？

15、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)1.010amolL1，相同pH的硫酸铝中水电离出c(H)1.010bmolL1(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

16、和一个不等式表示)_。变式演练2(1)pH3的H2SO4和pH3的NH4Cl溶液中，由水电离出的c(H)各是多少？(2)pH11的NaOH和pH11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)105molL1，求该溶液的pH。(4)某溶液中，由水电离出的c(H)1012molL1，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pH7，则该物质一定是酸或强酸弱碱盐()(xx天津理综4A)(2)由0.1 molL1一元酸HA溶液的pH3，可推知NaA溶液存在AH2OHAOH()(xx福建理综10D)(3

17、)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pH7，则一定是c1V1c2V2B在任何情况下都是c(Na)c(H)c(CH3COO)c(OH)C当pH7时，若V1V2，则一定是c2c1D若V1V2，c1c2，则c(CH3COO)c(CH3COOH)c(Na)4(xx天津理综，4)25 时，向10 mL 0.01 molL1 KOH溶液中滴加0.01 molL1苯酚溶液，混合溶液中粒子浓度关系正确的是()ApH7时，c(C6H5O)c(K)c(H)c(OH)BpHc(C6H5O)c(H)c(OH)CVC6H5OH(aq)10 mL时，c(K)c(C6H5O)c(OH)c(H

18、)DVC6H5OH(aq)20 mL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0.1 molL1 NaA溶液中，离子浓度关系正确的是()Ac(Na)c(A)c(H)c(OH)Bc(Na)c(OH)c(A)c(H)Cc(Na)c(OH)c(A)c(H)Dc(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0.1 molL1 Na2SO3溶液，正确的是()A升高温度，溶液pH降低Bc(Na)2c(SO)c(HSO)c(H2SO3)Cc(Na)c(H)2c(SO)2c(HSO)c(OH)D加入少量NaOH

19、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0.1 molL1的2种溶液混合而成：CH3COONa与HCl；CH3COONa与NaOH；CH3COONa与NaCl；CH3COONa与NaHCO3。下列各项排序正确的是()ApH：Bc(CH3COO)：C溶液中c(H)：Dc(CH3COOH)：8(xx福建理综，10)在一定条件下，Na2CO3溶液存在水解平衡：COH2OHCOOH。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

20、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()ACaO2的水解产物是Ca(OH)2和H2O2BPCl3的水解产物是HClO和PH3CAl4C3的水解产物之一是CH4DAl2S3的水解产物是Al(OH)3和H2S2下列离子方程式属于盐的水解，且书写正确的是()ANaHCO3溶液：HCOH2OCOH3OBNaHS溶液：HSH2OH2SOHCNa2CO3溶液：CO2H2OH2CO32OHDNH4Cl溶于D2O中：NHD2ONH3HDOD3现有S2、SO、NH、Al3、Na、SO、AlO、

21、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：COH2OHCOOH。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(

22、F)接近相等，则溶液A的pH值不可能为()A6 B8 C7 D96下图所示三个烧瓶中分别装入含酚酞的0.01 molL1 CH3COONa溶液，并分别放置在盛有水的烧杯中，然后向烧杯中加入生石灰，向烧杯中加入NH4NO3晶体，烧杯中不加任何物质。(1)含酚酞的0.01 molL1 CH3COONa溶液显浅红色的原因为_。(2)实验过程中发现烧瓶中溶液红色变深，烧瓶中溶液红色变浅，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CNH4NO3溶于水时放出热量DNH4NO3溶于水时吸收热量(3)向0.01 molL1 CH3COONa溶液中分别加入少量浓盐酸、NaOH固体、Na2CO

23、3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()AAlCl3 BNa2SO3 CKMnO4 DMgSO48(xx四川理综，12)关于浓度均为0.1 molL1的三种溶液：氨水、盐酸、氯化铵溶液，下列说法不正确的是()Ac(NH)：B水电离出的c(H)：C和等体积混合后的溶液：c(H)c(OH)c(NH3H2O)D和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

24、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) Mg22OHNHH2ONH3H2OHHOHH2O由于NH水解呈酸性，H与OH反应生成水，导致反应平衡右移，沉淀溶解。乙同学的解释是：Mg(OH)2(s) Mg22OHNHOHNH3H2O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NH3H2O，导致反应的平衡右移，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