高三化学教案：原电池与电解

概要：池的正极和负极，用来判断电极金属活动性强弱。(2)分析判断金属腐蚀的快慢程度。(3)由电池反应分析判断新的化学能源的变化，判断放电、充电。【投影】【评价】学生总结的很好，看以下归纳。根据学生的回答小结：原电池原理的三个应用和依据：(1)电极反应现象判断正极和负极，以确定金属的活动性。其依据是：原电池的正极上现象是：有气体产生，电极质量不变或增加;负极上的现象是：电极不断溶解，质量减少。(2)分析判断金属腐蚀的速率，分析判断的依据，对某一个指定金属其腐蚀快慢顺序是：作电解池的阳极>作原电池的负极>非电池中的该金属>作原电池的正极>作电解池的阴极。判断依据：(1)根据反应现象原电池中溶解的一方为负极，金属活动性强。(2)根据反应的速度判断强弱。(3)根据反应的条件判断强弱。(3)由电池反应分析判断新的化学能源的变化，分析的思路是先分析电池反应有关物质化合价的变化，确定原电池的正极和负极，然后根据两极的变化分析其它指定物质的变化。【练习】 www.guaimaomi.com 1.下列五个烧杯中均有天然水铁被腐蚀由快到慢的顺序是：______。回答：从图和复习归纳的方法可以分析，有外接电源时铁放在电源的正极，铁被腐蚀的最快;若放在负极腐蚀的最慢;原电池中，两极的金属活动性差别越大，反应越快，但若有活动性强于铁的金属存在则铁不被腐蚀(保护了铁)，所以此题的答案是：(4)、(2)、(1)、(3

回答：

不能。

对，还应该看回路：形成闭合回路或者两极板相接触。

【设问】

若有外接电源，两极插入电解质溶液，并有回路，可能是什么池?

回答：

是电解池。

【评价】不完全正确。(纠正后看投影)

(2)若有外接电源，两极插入电解质溶液，可能是电解池或者是电镀池。

【设问】为什么呢?

回答：

当阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同时，则为电镀池，其余的情况是电解池。

【评价】很好，根据电解液、根据阳极的电极材料，确定电解或电镀。

二、电化学的应用

1.原电池原理的应用

【设问】

请同学们根据已经复习的知识回答原电池原理的应用及依据?

回答：

应用到实际中有：

(1)由电极反应现象确定原电池的正极和负极，用来判断电极金属活动性强弱。

(2)分析判断金属腐蚀的快慢程度。

(3)由电池反应分析判断新的化学能源的变化，判断放电、充电。

【投影】

【评价】学生总结的很好，看以下归纳。

根据学生的回答小结：

原电池原理的三个应用和依据：

(1)电极反应现象判断正极和负极，以确定金属的活动性。其依据是：原电池的正极上现象是：有气体产生，电极质量不变或增加;负极上的现象是：电极不断溶解，质量减少。

(2)分析判断金属腐蚀的速率，分析判断的依据，对某一个指定金属其腐蚀快慢顺序是：

作电解池的阳极>作原电池的负极>非电池中的该金属>作原电池的正极>作电解池的阴极。

判断依据：

(1)根据反应现象原电池中溶解的一方为负极，金属活动性强。

(2)根据反应的速度判断强弱。

(3)根据反应的条件判断强弱。

(3)由电池反应分析判断新的化学能源的变化，分析的思路是先分析电池反应有关物质化合价的变化，确定原电池的正极和负极，然后根据两极的变化分析其它指定物质的变化。

【练习】

1.下列五个烧杯中均有天然水

铁被腐蚀由快到慢的顺序是：______。

回答：

从图和复习归纳的方法可以分析，有外接电源时铁放在电源的正极，铁被腐蚀的最快;若放在负极腐蚀的最慢;原电池中，两极的金属活动性差别越大，反应越快，但若有活动性强于铁的金属存在则铁不被腐蚀(保护了铁)，所以此题的答案是：

(4)、(2)、(1)、(3)、(5)。

2.电解规律的应用

【设问】

电解规律的应用有什么内容?

回答：

主要应用是：依据电解的基本原理分析判断电解质溶液。

【设问】

如何恢复电解液的浓度呢?(举例说明)

回答：

电解液应先看pH的变化，再看电极产物。欲使电解液恢复一般是：

电解出什么物质就应该加入什么，如：电解饱和食盐水在溶液中减少的是氯气和氢气，所以应该加入的是氯化氢。

【设问】

如果电解硫酸铜时，要恢复原来的浓度应该加入什么呢?

回答：

因为电解硫酸铜时，生成的是铜和氧气，所以应该向溶液中加入氧化铜。

【设问】

电解在应用中还应该注意什么呢?

回答：

在分析应用问题中还应该注意：

一要：不仅考虑阴极、阳极放电的先后顺序，还应该注意电极材料(特别是阳极)的影响;二要：熟悉用惰性电极电解各类电解质溶液的规律。

【练习】

用石墨电极电解1mol/L的下列溶液，溶液的pH不变的是______。

(1)HCl　　　　　　　　　　　(2)NaOH

(3)Na2SO4　　　　　　　　　　(4)NaCl

回答：

盐酸溶液电解产生氯气和氢气，溶液的pH升高。

氢氧化钠溶液电解产生氢气和氧气，溶液的pH升高。

硫酸钠溶液电解产生氢气和氧气，溶液的pH不变。

氯化钠溶液电解产生氢氧化钠、氢气和氯气，溶液的pH升高。

所以(1)、(2)、(4)溶液的pH都增大。

答案：pH不变的是(3)。

以上的四种溶液电解后，如何使其浓度恢复到原来的浓度呢?

回答：

在(1)中应该加入氯化氢。

在(2)中应该加入一定量的水。

在(3)中应该加入一定量的水。

在(4)中应该加入一定量的氯化氢。

3.综合利用——实用电池与可逆电池

常见的电池应用是：

①干电池(Zn-Mn电池)

日常生活和照明。

②铅蓄电池

应用于国防、科技、交通、化学电源等。

③锂电池

密度小，寿命长应用于电脑、手表、心脏起搏器、火箭、导弹的电源。

④燃烧电池

污染小、能量转化高，应用于高科技研究。

⑤其它电池

铝电池：能量高、不污染环境应用于照明、野营作业。

回答：

应用在手电、心脏起搏器、海洋照明、航标电源。

今后我们还可以根据原理设计出更多更好的实用电池。

三、典型习题分析

【投影】

例题1如图2-17，E为沾有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A，B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。

(1)外电源的正、负极分别是R为____，S为_____。

(2)A附近溶液的现象是_______，B附近发生的电极反应式为_____。

(3)滤纸上的紫色点向哪方移动____。

(4)当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，主要因为____，有关的反应式为_____。

根据图分析回答：

(1)C、D产生气体的体积是不相同的，由此可以判断C端的气体是氢气，D端产生的气体是氧气，所以确定R为负极而S端是正极。

(2)A附近的变化是变为红色，因为D端放氧气，N端为阳极，而A端为阴极，吸引阳离子，阳离子放电2H+-2e=H2。因为，电解破坏了水的电离平衡，所以，此处OH-浓度增大，溶液显红色。而在B端发生OH-放电，其反应为：4OH--4e=2H2O+O2。

(4)氢气和氧气在碱的环境下发生的是电池反应，(类似燃烧电池)，消耗了氢气和氧气。

(-)2H2+4OH--4e=4H2O

(+)O2+2H2O+4e=4OH-

【评价】此题是一道比较综合的题，它考察了电化学知识的大部分内容。

此题的突破点是，示意图中的两种气体的体积，由此确定电源的正、负极，使题中所有问题迎刃而解。这位同学分析得非常好，我们应该认真的读题，抓住题中的突破口。

【投影】

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