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(共21張PPT)
第二節(jié) 電解池　
第1課時(shí) 電解原理
人教版選擇性必修1
榆次一中 李金虎
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。
2．了解電解池的工作原理，認(rèn)識(shí)電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量?jī)?chǔ)存中的具體應(yīng)用。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1．通過(guò)從宏觀和微觀的角度理解電解池中電子的移動(dòng)，陰陽(yáng)離子的移動(dòng)、陰陽(yáng)兩極上的反應(yīng)及其變化，電流形成的過(guò)程和原理。培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的學(xué)科素養(yǎng)。
2．通過(guò)建立對(duì)電解過(guò)程的系統(tǒng)分析認(rèn)識(shí)的思維模型，理解電解的規(guī)律，會(huì)判斷電解的產(chǎn)物，會(huì)書(shū)寫(xiě)電解的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。培養(yǎng)學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科素養(yǎng)。
素養(yǎng)目標(biāo)
情境引入
自1800年，伏打發(fā)明了伏打電池后，科學(xué)家們紛紛開(kāi)始利用伏打電池研究電的化學(xué)效應(yīng)，對(duì)水、鹽溶液，熔融固體化合物進(jìn)行通電實(shí)驗(yàn)，其中英國(guó)化學(xué)家戴維利用伏打電堆電解制得了鈉、鉀、鎂、鈣、鍶、鋇等多種元素，成為發(fā)現(xiàn)最多新元素的科學(xué)家。
戴維
教學(xué)過(guò)程
一、電解CuCl2溶液
1. 實(shí)驗(yàn)探究：在U形管中注入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%的CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極。把濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的石墨棒附近。接通直流電源，觀察U形管內(nèi)的現(xiàn)象和試紙顏色的變化。
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)過(guò)程
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
電流表偏轉(zhuǎn) 電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，形成閉合回路
與負(fù)極相連的石墨棒上——陰極 逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì) 析出金屬銅
與正極相連的石墨棒上——陽(yáng)極 有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能使?jié)駶?rùn)的碘化鉀淀粉試紙變藍(lán) 產(chǎn)生了氯氣
教學(xué)過(guò)程
2.原理探究
(1)氯化銅溶液中的電離過(guò)程有
①CuCl2=Cu2＋＋2Cl－，②H2O H＋＋OH－；
溶液中存在的離子有Cu2＋、Cl－、H＋、OH－，
通電前，這些離子在溶液中作自由運(yùn)動(dòng)。
通電前
通電后
(2)通電時(shí)，在電場(chǎng)的作用下，溶液中的離子作定向運(yùn)動(dòng)，即Cl－、OH－趨向陽(yáng)極，Cu2＋、H＋趨向陰極。
教學(xué)過(guò)程
總反應(yīng)式是Cu2＋＋2Cl－ Cu＋Cl2
3.電極反應(yīng)式
Cu2＋＋2e－=Cu
2Cl－－2e－= Cl2↑
4. 結(jié)論：電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過(guò)程，就是電解質(zhì)溶液的電解過(guò)程。
教學(xué)過(guò)程
二、電解原理
1．電解
使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)），在陽(yáng)極、陰極兩極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程叫做電解。
2 ．放電
當(dāng)離子到達(dá)電極時(shí)，失去/獲得電子，發(fā)生氧化/還原反應(yīng)的過(guò)程，稱為放電。
教學(xué)過(guò)程
3．電解池
(1)定義：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，叫做電解池，也叫電解槽。
(2)電解池的構(gòu)成條件
①有外接直流電源。
②有與電源相連的兩個(gè)電極。
其中與電源正極相連的叫陽(yáng)極，與電源負(fù)極相連的叫陰極。
③電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)。
④形成閉合回路。
二、電解原理
教學(xué)過(guò)程
(3)電極名稱及電極反應(yīng)式(以惰性電極電解CuCl2溶液為例)
(4)電子和離子移動(dòng)方向
電子：從電源負(fù)極流向電解池的陰極，從電解池的陽(yáng)極流向電源的正極。
離子：陽(yáng)離子移向電解池的陰極；陰離子移向電解池的陽(yáng)極。
教學(xué)過(guò)程
請(qǐng)結(jié)合右圖繪制反映電解池工作原理的示意圖，并與同學(xué)交流。示意圖要求包括以下內(nèi)容：
（1）注明電解池的組成；
（2）標(biāo)明氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)發(fā)生的區(qū)域；
（3）標(biāo)明電子的運(yùn)動(dòng)方向和陰離子、陽(yáng)離子的遷移方向。
思考與討論：
教學(xué)過(guò)程
電解池工作原理示意圖
教學(xué)過(guò)程
電解池中陽(yáng)極、陰極的判斷
①電子流向：
電源負(fù)極→陰極，陽(yáng)極→電源正極
②離子移動(dòng)方向：
陽(yáng)離子移向陰極，陰離子移向陽(yáng)極
③電流閉合：
電源正極→陽(yáng)極→溶液→陰極→電源負(fù)極
教學(xué)過(guò)程
(1)電解時(shí)必須使用直流電源，不能使用交流電源。
(2)常見(jiàn)的惰性電極指石墨、鉑(Pt)、金(Au)，活性電極是指金屬活動(dòng)性順序中Ag和Ag之前的金屬。
(3)電解過(guò)程是化學(xué)變化，而金屬的導(dǎo)電是物理變化；書(shū)寫(xiě)電解總反應(yīng)式要注明“電解”或“通電”這一反應(yīng)條件。
(4)原電池裝置和電解池裝置的最大區(qū)別是看有無(wú)外接直流電源，有外接直流電源的是電解池。
【點(diǎn)撥】
下列關(guān)于電解池工作原理的說(shuō)法中，錯(cuò)誤的是(　　)
A．一種將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置
B．電解池中陽(yáng)極與直流電源的正極相連
C．電解池工作時(shí)，陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)
D．與原電池不同，電解池放電時(shí)，電極本身不會(huì)參加電極反應(yīng)
典例1．
【答案】D
課堂練習(xí)
如圖，電解質(zhì)溶液是NaCl的水溶液，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間發(fā)現(xiàn)d極附近有黃綠色氣體產(chǎn)生，以下說(shuō)法正確的是( )
A．a(chǎn)是電源的正極
B．電子流動(dòng)的方向：d→b
C．c極發(fā)生氧化反應(yīng)
D．如果將c、d兩電極互換，則c上也一定會(huì)生成黃綠色氣體
典例2．
【答案】B　
課堂練習(xí)
為使反應(yīng)Cu＋2H2O=Cu(OH)2↓＋H2↑能夠發(fā)生，下列設(shè)計(jì)方案正確的是( )
A．用銅片作負(fù)極，石墨電極作正極，氯化鈉溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成原電池
B．用銅片作電極，外接直流電源電解硫酸銅溶液
C．用銅片作陽(yáng)極，鐵片作陰極，電解硫酸鈉溶液
D．用銅片作陰、陽(yáng)電極，電解稀硫酸
典例3．
課堂練習(xí)
【答案】C　
課堂小結(jié)
課后小任務(wù)
感 謝 傾 聽(tīng)　

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