电解池的工作原理教案

个性化教案电解池的工作原理适用学科高中化学适用年级高中二年级适用区域人教版适用地区课时时长（分钟）60知识点电解池的工作原理教学目标知识与技能：理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法；掌握电解电极反应方程式的书写；了解电解反应的一般规律。过程与方法：通过了解简单过程中的电解实验视频讲解，加强理解电解池的工作原理并且能够区分与联系原电池，以便提高化学计算能力。情感态度与价值观：培养学生的应用能力。让学生关注有关的生活、生产问题，感受化学的发展对当代社会发展的重要意义。教学重点电解池与原电池的工作原理教学难点通过所学知识能够设计出原电池和电解池个性化教案教学过程一、复习预习复习之前所学的化学电池类型，原电池的概念，原电池的工作原理，巩固正负极反应类型及反应原理，提高对电池的深刻认识。个性化教案二、知识讲解考点1：电解1．概念使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。2．特点(1)电解是最强有力的氧化还原手段，是不可逆的。(2)电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程。个性化教案考点2：电解池（1）1．定义把电能转化成化学能的装置。2．形成条件(1)直流电源；(2)两个电极：与电源正极相连的一极是阳极；与电源负极相连的一极是阴极；(3)电解质溶液或熔融电解质；(4)形成闭合回路。个性化教案考点3：电解池（2）1．装置及电极反应以电解CuCl2溶液为例(1)装置(2)电极反应阴极Cu2＋＋2e－=Cu发生还原反应阳极2Cl－－2e－=Cl2发生氧化反应总反应CuCl2=====电解Cu＋Cl2↑2.电子流向和离子流向(1)电子流向电源负极→电解池阴极电解池阳极→电源正极(2)离子流向阳离子→电解池阴极阴离子→电解池阳极3．电解熔融NaCl时的电极反应式为阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑(氧化反应)；阴极：2Na＋＋2e－=2Na(还原反应)。个性化教案三、例题精析【例题1】1．下列有关电解池的说法正确的是()A．在电解池中与外接电源负极相连的电极是阳极B．无论电解何种物质，阳极上失电子数都与阴极上得电子数相等C．电解氯化铜溶液时，在阴极上有气体生成D．电解NaCl、CuCl2两种溶液，参加反应的物质是相同的【答案】B【解析】与负极相连的是阴极。电解氯化铜时，阳极上有氯气生成，阴极上有铜析出；电解NaCl溶液时，水参加了反应，而电解CuCl2溶液时，水没有参加反应。个性化教案【例题2】上图是电解CuCl2溶液的装置，两个电极是石墨电极，则下列有关判断正确的是()A．a为负极、b为正极B．a为阳极、b为阴极C．电解过程中，Cl－浓度不变D．电解过程中，d电极质量增加【答案】D【解析】电流的方向是从正极到负极，根据图中电流方向，可知a为电源的正极，b为电源的负极，所以A项错误；在电解池中c、d才称为阳、阴极，所以B项错误；在电解过程中，阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑，阴极：Cu2＋＋2e－=Cu，所以溶液中的Cl－浓度减小，C项错误；c与电源正极相接是阳极，d与电源的负极相接是阴极，所以c电极上析出氯气，d电极上析出金属铜，质量增加，所以D项正确。个性化教案四、课堂运用【基础】1、Cu2O是一种半导体材料，基于绿色化学理念设计的制取Cu2O的电解池示意图如图所示，电解总反应为2Cu＋H2OCu2O＋H2↑。下列说法正确的是()A．石墨电极上产生氢气B．铜电极发生还原反应C．铜电极接直流电源的负极D．当有0.1mol电子转移时，有0.1molCu2O生成通电通电个性化教案2、如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是()A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色个性化教案答案及解析：1、A解析：由电解总反应可知，Cu参加了反应，所以Cu作电解池的阳极，发生氧化反应，B选项错误；石墨作阴极，阴极上是溶液中的H＋放电，电极反应为2H＋＋2e－=H2↑，A选项正确；阴极与电源的正极相连，C选项错误；阳极反应为2Cu＋2OH－－2e－=Cu2O＋H2O，当有0.1mol电子转移时，有0.05molCu2O生成，D选项错误。2、D解析：Na2SO4=2Na＋＋SO2－4，H2OH＋＋OH－，SO2－4和OH－移向b电极，Na＋和H＋移向a电极，在b电极上：4OH－－4e－=2H2O＋O2↑，在a电极上：2H＋＋2e－=H2↑，所以产生的气体体积a电极的大于b电极的；两种气体均为无色无味的气体；由于a电极上H＋放电，所以a电极附近的c(OH－)c(H＋)，滴加石蕊溶液，a电极附近呈蓝色，同理b电极附近呈红色。个性化教案【巩固】1、用惰性电极电解下列溶液一段时间后再加入一定量的某种纯净物(方括号内的物质)，能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是()A．AgNO3[AgNO3]B．NaOH[H2O]C．KCl[KCl]D．CuSO4[Cu(OH)2]个性化教案2、用铂作电极电解某种溶液，通电一段时间后，溶液的pH变小，并且在阳极得到0.56L气体，阴极得到1.12L气体(两种气体均在相同条件下测定)。由此可知溶液可能是()A．稀盐酸B．KNO3溶液C．CuSO4溶液D．稀硫酸个性化教案答案及解析：1、B解析A项：4AgNO3＋2H2O=====电解4Ag＋O2↑＋4HNO3脱离反应体系的物质是4Ag＋O2，相当于2Ag2O，所以应当加入适量Ag2O才能复原。(加入AgNO3，会使NO－3的量增加)；B项：2H2O=====电解2H2↑＋O2↑脱离反应体系的是2H2＋O2，相当于2H2O，加入适量水可以复原。C项：2KCl＋2H2O=====电解2KOH＋H2↑＋Cl2↑脱离反应体系的是H2＋Cl2，相当于2HCl，应通入适量HCl气体才能复原。(加入盐酸时，同时也增加了水)D项：2CuSO4＋2H2O=====电解2H2SO4＋2Cu＋O2↑脱离反应体系的是2Cu＋O2，相当于2CuO，加入适量CuO可以复原。2、D解析阳极与阴极产生的气体体积比为0.56L1.12L＝12，相当于电解水，pH变小说明电解了含氧酸。个性化教案【拔高】1、在100mLH2SO4和CuSO4的混合液中，用石墨作电极电解，两极上均收集到2.24L气体(标准状况下)，则原混合液中，Cu2＋的物质的量浓度为()A．1mol·L－1B．2mol·L－1C．3mol·L－1D．4mol·L－1个性化教案2、在水中加等物质的量的Ag＋、Pb2＋、Na＋、SO2－4、NO－3、Cl－，该溶液放在用惰性电极作电极的电解槽中，通电片刻，则氧化产物与还原产物质量比为()A．35.5∶108B．16∶207C．8∶1D．108∶35.5个性化教案答案及解析：1、A解析两极均收集到气体时，阴极是Cu2＋放电后，H＋又放电生成氢气；阳极是OH－放电生成氧气。n(H2)＝n(O2)＝2.24L/22.4L·mol－1＝0.1mol，由电子守恒得n(Cu2＋)×2＋n(H2)×2＝n(O2)×4，即：c(Cu2＋)×0.1L×2＋0.1mol×2＝0.1mol×4，解得：c(Cu2＋)＝1mol·L－1，本题考查在阳离子阴极的放电顺序，Cu2＋H＋。2、C解析溶液中的六种离子，有四种发生反应生成沉淀，Ag＋＋Cl－=AgCl↓、Pb2＋＋SO2－4=PbSO4↓，最后溶液就成了NaNO3溶液；而电解NaNO3溶液，实质上就是电解水，电解方程式为2H2O=====电解2H2↑＋O2↑。氧化产物和还原产物的质量之比为m(O2)∶m(H2)＝(1mol×32g·mol－1)∶(2mol×2g·mol－1)＝8∶1，即C项正确。个性化教案课程小结1、本节内容从生活出发，培养学生学习兴趣，由简单到复杂建立学生的自信心和学习兴趣。让学生爱学习，想学习。2．通过练习，引导学生自己总结各概念应用时的注意事项。3．本讲内容重在应用，多引导学生进行一定量的练习，以熟悉并掌握相关应用。个性化教案课后作业【基础】1．用惰性电极电解一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得的溶液中加入0.1molCu(OH)2后恰好恢复到电解前的浓度和pH。则电解过程中转移的电子的物质的量为()A．0.1molB．0.2molC．0.3molD．0.4mol个性化教案2．在25℃时，将铜电极插入一定量的饱和硫酸钠溶液中进行电解，通电一段时间后，阴极逸出amol气体，同时有bgNa2SO4·10H2O晶体析出。若温度不变，剩余溶液中溶质的质量分数是()A.bb＋18a×100%B.bb＋36a×100%C.71bb＋36a×100%D.71bb＋18a×100%个性化教案答案及解析：1．D解析：由电解CuSO4溶液的反应的化学方程式2CuSO4＋2H2O=====电解2Cu＋O2↑＋2H2SO4知，电解过程中只析出Cu和放出O2，故电解后加入CuO就可以复原。但本题提示加入0.1molCu(OH)2可以复原，说明电解过程中不仅有CuSO4被电解，还有H2O被电解。0.1molCu(OH)2相当于0.1molCuO和0.1molH2O，由电子守恒0.1molCuO～0.1molCu～0.2mole－，0.1molH2O～0.1molH2～0.2mole－，共计0.4mole－。2．C解析：用铜作电极时，阳极上铜失去电子被氧化，电极反应为Cu－2e－=Cu2＋；阴极上生成H2，电极反应为2H＋＋2e－=H2↑，阴极区产生的OH－与阳极区产生的Cu2＋结合生成Cu(OH)2沉淀。总反应为Cu＋2H2O=====通电Cu(OH)2＋H2↑，即阴极每生成amolH2，就有2amol水被电解，发生电解的水与析出的Na2SO4·10H2O晶体可以组成该温度下的饱和溶液。该饱和溶液的质量为bg＋2amol×18g·mol－1＝(b＋36a)g，溶质的质量为142322×bg。故w(Na2SO4)＝142b322b＋36a×100%＝71b161b＋36a×100%。个性化教案【巩固】1．铅蓄电池的工作原理为Pb＋PbO2＋2H2SO4===2PbSO4＋2H2O。研读下图，下列判断不正确的是()A．K闭合时，d电极反应式：PbSO4＋2H2O－2e－===PbO2＋4H＋＋SO2－4B．当电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗的H2SO4为0.2molC．K闭合时，Ⅱ中SO2－4向c电极迁移D．K闭合一段时间后，Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极个性化教案2．学生欲完成反应Cu＋H2SO4=CuSO4＋H2↑而设计了下列四个实验，你认为可行的是()个性化教案答案及解析：1.C解析：当K闭合时，装置Ⅰ中的电极为Pb和PbO2，应为原电池，b极(Pb)作负极，a极(PbO2)作正极；Ⅱ中的电极均为PbSO4，应为电解池，c极为阴极，d极为阳极。A项：K闭合时，d极发生氧化反应：PbSO4＋2H2O－2e－=PbO2＋4H＋＋SO2－4，正确；B项：电路中转移0.2mol电子时，Ⅰ中消耗0.2molH2SO4和0.1molPb，正确；C项：Ⅱ中SO2－4向阳极(d极)迁移，错误；D项：K闭合一段时间后，c极表面生成Pb，d极表面生成PbO2，装置Ⅱ可单独作为原电池，d电极为正极，正确。2.C解析：完成Cu+H2SO4═CuSO4+H2↑反应，因Cu与稀硫酸常温下不反应，则应设计为电解池，排除BD，电解池中Cu为阳极，电解质为H2SO4，则C正确，A错误，故选C。个性化教案【拔高】1．在25℃时，用石墨电极电解2.0L0.5mol·L－1CuSO4溶液。5min后，在一个石墨电极上有6.4gCu生成。试回答下列问题：(1)发生氧化反应的是________极，电极反应式为__________________________________________________________________________________