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(共18張PPT)
電解原理及其應用
第1課時 電解原理
水質電解器騙局
什么是電解？騙局背后的真相是什么？
學習目標
1.通過電解氯化銅溶液的實驗，能寫出電解池裝置的構成要素、電極名稱、反應類型、電子離子移動方向、電極方程式，實現宏觀、微觀、符號的三重表征。——宏觀辨識與微觀探析
2.通過互換惰性電極電解氯化銅溶液的實驗探究，構建并完善電解原理分析模型。——證據推理與模型認知
3.通過對電解飽和食鹽水的分析和對水質電解器工作原理的揭秘，實現電解原理分析模型的應用。——科學探究與創新意識
1.溶液中存在哪些電離過程？存在哪些離子？通電前如何運動？
2.通電后離子如何移動？移動至電極表面后，將發生什么反應？
3.預測兩極可能出現的實驗現象，分析產物的成分。如何設計實驗驗證產物？
初識電解原理——宏觀辨識與微觀探析
活動一：石墨電極電解氯化銅溶液
Cu2+ Cl- H+ OH- 無規則運動
分別向兩極定向移動，分別發生氧化或還原反應。
Cu Cl2 H2 O2
②連接導線和石墨棒，紅導線連接電池正極、黑導線連接電池負極；
③將石墨棒插入溶液中（兩石墨電極不要接觸）觀察試紙和石墨棒的顏色變化；
④斷開導線與電源的連接，將蘸有氫氧化鈉溶液的棉花放在井穴板上方，不要拆卸實驗裝置。
⑤記錄現象，分析產物，書寫電極方程式。
實驗步驟——計時3min
①向井穴板中加入一滴管氯化銅溶液，用蒸餾水潤濕淀粉碘化鉀試紙放在井穴板上方備用；
負極
正極
陰極
陽極
初識電解原理——宏觀辨識與微觀探析
活動一：石墨電極電解氯化銅溶液
活動二：自主繪制工作原理示意圖
【任務1】請依據惰性電極電解氯化銅溶液的實驗，繪制電解池工作原理示意圖。要求包括以下內容：
1.注明電解池的構成要素、電極名稱、反應類型、電極方程式以及總式；
2.注明電子運動方向，陰、陽離子遷移方向。
再探電解原理——宏觀辨識與微觀探析
電解原理
還原劑
氧化劑
氧化產物
還原產物
電解質（離子導體）
失e－
得e－
e－
e－
放電
放電
陰陽相吸
陰極：得電子場所
陽極：失電子場所
還原反應
氧化反應
陽離子
陰離子
電解？電解池？
再探電解原理——宏觀辨識與微觀探析
【任務1】請依據惰性電極電解氯化銅溶液的實驗，繪制電解池工作原理示意圖。
【任務2】從以下三個方面分析：對比原電池，電解池有什么不同？
電解是強有力的氧化還原手段和儲能手段！！
裝置構成條件
反應類型
能量轉化形式
反應過程
反應體系能量
再探電解原理——宏觀辨識與微觀探析
【任務3】結合探究實驗，深度思考下列問題，構建分析模型。
1.電解氯化銅溶液陽極為什么不是OH-放電，陰極為什么不是H+放電
氧化性：Cu2+ > H+ 還原性：Cl-＞OH－
2.若電解足夠長時間，放電離子是否發生變化？離子在哪一極放電？產物？
深化電解原理——證據推理與模型認知
陰極——氧化性強的陽離子先放電；
陽極——還原性強的陰離子先放電。
通電
模型構建
溶液中存在哪些離子？
通電后離子如何移動？
同類離子競爭誰先放電？
根據氧化還原規律判定產物
溶質、溶劑
陰陽相吸
強者先行
深化電解原理——證據推理與模型認知
【任務3】結合探究實驗和深度思考的問題，構建分析模型。
符號表征
活動三：石墨電極互換電解氯化銅溶液
【結論】陽極放電順序：活性電極（除鉑、金以外的金屬電極材料）＞溶液中的陰離子
深化電解原理——證據推理與模型認知
負極
正極
陰極
陽極
負極
正極
陰極
陽極
【實驗】將兩石墨棒所接電源電極互換，會有什么現象發生？進行實驗。觀察黑導線連接石墨棒前后的變化。
互換前：陰極——析出銅單質
互換后：陽極——銅單質消失
陰極？
模型完善構建
溶液中存在哪些離子？
通電后離子如何移動？
同類離子競爭誰先放電？
根據氧化還原規律判定產物
深化電解原理——證據推理與模型認知
通電后哪些離子往陰極移動？
多種陽離子競爭誰先放電？
根據氧化還原規律判定產物
陽極電極材料
惰性陽極
活性陽極
通電后陽極電極放電產物？
【任務1】借助資料卡片的信息，分析問題：
1.若將電解質溶液換為NaCl溶液，仍用石墨電極電解，預測產物并說出你的分析依據。
2.電解質溶液如何變化可以制備金屬鈉單質？
H2 NaOH Cl2
電解熔融NaCl
深化電解原理——證據推理與模型認知
溶液中存在哪些離子？
通電后離子如何移動？
同類離子競爭誰先放電？
根據氧化還原規律判定產物
惰性陽極
模型應用1
資料卡片：以惰性電極電解為例
陽離子放電順序：Ag+>Fe3+> Cu2+＞H+（酸）＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+(水)＞Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+
陰離子放電順序：S2-＞I－＞Br－＞Cl－＞OH－＞非還原性含氧酸根＞F－
深化電解原理——證據推理與模型認知
模型應用2
通電后哪些離子往陰極移動？
多種陽離子競爭誰先放電？
根據氧化還原規律判定產物
活性陽極
通電后陽極電極放電產物？
【任務2】水質電解器的電極材料是鋁棒和鐵棒，電解自來水一段時間后看到燒杯中生成大量灰綠色沉淀，一極冒出無色氣泡。依據新聞的描述和資料卡片，你能否揭秘騙局？
1.灰綠色沉淀的成分是什么？
2.鐵棒作電解池的什么極？判斷依據是什么？
3.無色氣泡的成分是什么？沉淀是如何生成的？
4.同樣是鐵棒作陽極，為什么電解純凈水時看不到明顯的
沉淀現象？如何驗證我們的猜想？
資料卡片
自來水：是經過水廠的凈化、消毒后符合相應標準的供人們生活、生產使用的水。其中富含多種礦物元素如Mg2+ Na+ Ca2+ K+以及SO42-、Cl-等。
純凈水：是飲用水經過離子交換法、蒸餾法等方式制得，市場上出售的蒸餾水、太空水均為純凈水，所含離子較少。
本節小結
還原劑
氧化劑
氧化產物
還原產物
電解質
失e－
得e－
e－
e－
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