資源簡介

新授課
第四章 化學反應與電能
第5課時 放電規律
【學習目標】
1.掌握電解電極放電規律，學會判斷電解的產物。 2.認識電解類型，能正確書寫電解電極反應式。
【學習活動】
學習任務
目標一：掌握電解電極放電規律，學會判斷電解的產物。 任務1：1.在電解氯化銅溶液的實驗中，氯化銅溶液中除了Cu2＋和Cl－之外還有H＋和OH－，這兩種離子為什么沒有得或失電子？ 參考答案：電解時，溶液中離子的放電先后順序與離子的氧化性或還原性有關，氧化性強的陽離子先得電子被還原，還原性強的陰離子先失電子被氧化。Cu2＋比H＋更容易得電子，而Cl－比OH－更容易失電子。 2.為探究電解的放電規律及電極產物，進行如下實驗： 序號陽極材料陰極材料電解質陽極產物陰極產物Ⅰ石墨石墨0.1 mol/L CuCl2溶液Cl2CuⅡ石墨石墨0.1 mol/L NaCl溶液Cl2H2Ⅲ石墨石墨0.2 mol/L CuSO4溶液O2CuⅣ銅石墨0.2 mol/L CuSO4溶液Cu2＋CuⅤ石墨石墨熔融NaClCl2Na
①對比Ⅰ和Ⅱ，Cu2＋、Na＋、H＋在陰極的放電順序是怎樣的？ 參考答案：Cu2＋＞H＋＞Na＋，Ⅰ中陽離子有Cu2＋、H＋，陰極產物是Cu，放電順序是Cu2＋＞H＋；Ⅱ中陽離子有Na＋、H＋，陰極產物是H2，放電順序是H＋＞Na＋，故放電順序為Cu2＋＞H＋＞Na＋。 ②根據以上實驗，你能否判斷SO、Cl－、OH－在陽極的放電順序？ 參考答案：能。由Ⅰ可知陰離子放電順序是Cl－＞OH－，而由Ⅲ可知陰離子放電順序是OH－＞SO，故三者的放電順序為Cl－＞OH－＞SO。 ③對比Ⅲ和Ⅳ，你可得出什么結論？ 參考答案：銅作陽極時，銅失電子發生氧化反應，溶液中的Cl－不再放電。 ④用電解法制取金屬鈉，只能用熔融態NaCl，不能用NaCl水溶液，該觀點正確嗎？ 參考答案：正確。由Ⅴ可知電解熔融NaCl可得金屬鈉，由Ⅱ知在水溶液中，放電順序為H＋＞Na＋，故電解NaCl溶液得不到金屬鈉。 任務2：（1）在電解過程中，陽離子向陰極附近移動，金屬陽離子放電先后順序和什么有關？比較Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、Cu2+、Fe3+、Hg2+、Ag+等陽離子的放電順序。 參考答案：陰極上，金屬陽離子得電子能力越強越先放電。 陽離子的放電順序：Ag+ > Hg2+ > Fe3+ > Cu2+ > Pb2+ > Sn2+ > Fe2+ > Zn2+ （2）在電解過程中，陰離子向陽極附近移動，陰離子放電先后順序和什么有關？陽極材料為惰性電極時，比較F—、SO、OH—、Cl—、Br—、I—、S2—等陰離子的放電順序。 參考答案：陰離子失電子能力越強越先放電。 陰離子的放電順序：S2— > I— > Br— > Cl— > OH— > SO > F—。 【知識小結】 電解產物的判斷 (1)陽極產物的判斷 首先看電極，如果是活性電極(金屬活動性順序表Ag以前的金屬)，則電極材料失電子，電極溶解，溶液中的陰離子不能失電子。如果是惰性電極(Pt、Au、石墨)，則看溶液中的陰離子的失電子能力。此時根據陰離子放電順序加以判斷(放電順序即為得、失電子能力順序)。 陽極上陰離子的放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>NO>SO>F－。 即：活性陽極(金屬)>無氧酸根離子>OH－>含氧酸根離子>F－。 注意：在溶液中含氧酸根離子不放電，常指最高價(中心原子)含氧酸根離子不放電，但非最高價(中心原子)含氧酸根離子的放電能力比OH－的強，如SO、MnO等。 (2)陰極產物的判斷 陰極陽離子的放電順序： Ag+>Hg2+>Fe2+>Cu2+>H+(酸中的H+）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水中H+）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 陽離子的放電順序基本上符合金屬活動性順序，在陽離子放電能力由強到弱排列時，一般將H＋的位置放在Cu2＋之后。但在電鍍條件下，H＋的位置放在Zn2＋之后，Fe2＋、Zn2＋與H＋順序顛倒，即在水溶液中Fe2＋、Zn2＋的得電子能力比H＋強，可認為是由水電離產生的c(H＋)很小之故。
目標二：認識電解類型，能正確書寫電解電極反應。 任務1：在U形管中注入CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極(如圖)，把濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在與直流電源正極相連的電極附近，接通電源。陰極石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色的銅，在陽極石墨棒上有刺激性氣味氣體產生，且使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變成藍色。 溶液中存在哪些可能放電的離子，它們的放電順序如何？電極反應式分別是什么？電解的總反應式是什么？ 參考答案： 可能放電的離子：Cu2＋和H+、Cl－和OH－， 放電順序：Cu2+>H+，Cl—>OH— 陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反應) 陰極：Cu2＋＋2e－===Cu(還原反應) 總反應方程式：CuCl2Cu＋Cl2↑ 任務2：a、b為惰性電極，利用圖中裝置分別電解①HCl溶液、②H2SO4溶液、③Na2SO4溶液、④KCl溶液、⑤CuSO4溶液、⑥AgNO3溶液，分別寫出它們的電極反應和電解的總反應式。 參考答案： ①HCl溶液 陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反應) 陰極：2H＋＋2e－===H2↑(還原反應) 總反應方程式：2HClH2↑＋Cl2↑ ②H2SO4溶液 陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O(氧化反應) 陰極：4H＋＋4e－===2H2↑(還原反應) 總反應方程式：2H2O2H2↑＋O2↑ ③Na2SO4溶液 陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O(氧化反應) 陰極：4H＋＋4e－===2H2↑(還原反應) 總反應方程式：2H2O2H2↑＋O2↑ ④KCl溶液 陽極：2Cl－－2e－===Cl2↑(氧化反應) 陰極：2H＋＋2e－===H2↑(還原反應) 總反應方程式：2H2O+2KClH2↑＋Cl2↑+2KOH ⑤CuSO4溶液 陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O(氧化反應) 陰極：2Cu2＋＋4e－===2Cu(還原反應) 總反應方程式：2H2O+2CuSO42Cu＋O2↑+H2SO4 ⑥AgNO3溶液 陽極：4OH－－4e－===O2↑＋2H2O(氧化反應) 陰極：4Ag＋＋4e－===4Ag(還原反應) 總反應方程式：2H2O+4AgNO34Ag＋O2↑+4HNO3 思考：根據上述電解多種溶液的情況你有什么發現？ 參考答案：用惰性電極電解電解質溶液的時候，存在幾種情況：電解電解質型、電解水型、電解電解質和水型。 【知識小結】 類型電極反 應特點例子實際電解對象電解質 濃度溶液 pH電解質溶液復原電解電解質型電解質的離子放電HClHCl減少增大加HClCuCl2CuCl2減少加CuCl2電解水型陽極OH－放電，陰極H＋放電NaOHH2O增大增大加H2OH2SO4H2O增大減小加H2ONa2SO4H2O增大不變加H2O放出氫氣生成堿型陰極H＋放電NaCl電解質 和水部分離子濃度減少增大加HClKBr加HBr放出氧氣生成酸型陽極OH－放電AgNO3電解質 和水部分離子濃度減少減小加Ag2OCuSO4加CuO
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
2新授課
第四章 化學反應與電能
第5課時 放電規律
【學習目標】
1.掌握電解電極放電規律，學會判斷電解的產物。 2.認識電解類型，能正確書寫電解電極反應式。
【學習活動】
學習任務
目標一：掌握電解電極放電規律，學會判斷電解的產物。 任務1：1.在電解氯化銅溶液的實驗中，氯化銅溶液中除了Cu2＋和Cl－之外還有H＋和OH－，這兩種離子為什么沒有得或失電子？ 2.為探究電解的放電規律及電極產物，進行如下實驗： 序號陽極材料陰極材料電解質陽極產物陰極產物Ⅰ石墨石墨0.1 mol/L CuCl2溶液Cl2CuⅡ石墨石墨0.1 mol/L NaCl溶液Cl2H2Ⅲ石墨石墨0.2 mol/L CuSO4溶液O2CuⅣ銅石墨0.2 mol/L CuSO4溶液Cu2＋CuⅤ石墨石墨熔融NaClCl2Na
①對比Ⅰ和Ⅱ，Cu2＋、Na＋、H＋在陰極的放電順序是怎樣的？ ②根據以上實驗，你能否判斷SO、Cl－、OH－在陽極的放電順序？ ③對比Ⅲ和Ⅳ，你可得出什么結論？ ④用電解法制取金屬鈉，只能用熔融態NaCl，不能用NaCl水溶液，該觀點正確嗎？ 任務2：（1）在電解過程中，陽離子向陰極附近移動，金屬陽離子放電先后順序和什么有關？比較Zn2+、Fe2+、Sn2+、Pb2+、Cu2+、Fe3+、Hg2+、Ag+等陽離子的放電順序。 （2）在電解過程中，陰離子向陽極附近移動，陰離子放電先后順序和什么有關？陽極材料為惰性電極時，比較F—、SO、OH—、Cl—、Br—、I—、S2—等陰離子的放電順序。 【知識小結】 電解產物的判斷 (1)陽極產物的判斷 首先看電極，如果是活性電極(金屬活動性順序表Ag以前的金屬)，則電極材料失電子，電極溶解，溶液中的陰離子不能失電子。如果是惰性電極(Pt、Au、石墨)，則看溶液中的陰離子的失電子能力。此時根據陰離子放電順序加以判斷(放電順序即為得、失電子能力順序)。 陽極上陰離子的放電順序：S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>NO>SO>F－。 即：活性陽極(金屬)>無氧酸根離子>OH－>含氧酸根離子>F－。 注意：在溶液中含氧酸根離子不放電，常指最高價(中心原子)含氧酸根離子不放電，但非最高價(中心原子)含氧酸根離子的放電能力比OH－的強，如SO、MnO等。 (2)陰極產物的判斷 陰極陽離子的放電順序： Ag+>Hg2+>Fe2+>Cu2+>H+(酸中的H+）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(水中H+）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 陽離子的放電順序基本上符合金屬活動性順序，在陽離子放電能力由強到弱排列時，一般將H＋的位置放在Cu2＋之后。但在電鍍條件下，H＋的位置放在Zn2＋之后，Fe2＋、Zn2＋與H＋順序顛倒，即在水溶液中Fe2＋、Zn2＋的得電子能力比H＋強，可認為是由水電離產生的c(H＋)很小之故。
目標二：認識電解類型，能正確書寫電解電極反應。 任務1：在U形管中注入CuCl2溶液，插入兩根石墨棒作電極(如圖)，把濕潤的淀粉碘化鉀試紙放在與直流電源正極相連的電極附近，接通電源。陰極石墨棒上逐漸覆蓋了一層紅色的銅，在陽極石墨棒上有刺激性氣味氣體產生，且使濕潤的淀粉碘化鉀試紙變成藍色。 溶液中存在哪些可能放電的離子，它們的放電順序如何？電極反應式分別是什么？電解的總反應式是什么？ 任務2：a、b為惰性電極，利用圖中裝置分別電解①HCl溶液、②H2SO4溶液、③Na2SO4溶液、④KCl溶液、⑤CuSO4溶液、⑥AgNO3溶液，分別寫出它們的電極反應和電解的總反應式。 思考：根據上述電解多種溶液的情況你有什么發現？ 【知識小結】 類型電極反 應特點例子實際電解對象電解質 濃度溶液 pH電解質溶液復原電解電解質型電解質的離子放電HClHCl減少增大加HClCuCl2CuCl2減少加CuCl2電解水型陽極OH－放電，陰極H＋放電NaOHH2O增大增大加H2OH2SO4H2O增大減小加H2ONa2SO4H2O增大不變加H2O放出氫氣生成堿型陰極H＋放電NaCl電解質 和水部分離子濃度減少增大加HClKBr加HBr放出氧氣生成酸型陽極OH－放電AgNO3電解質 和水部分離子濃度減少減小加Ag2OCuSO4加CuO
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖
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