电解质溶液在通电情况下的变化

电解质溶液在通电情况下的变化
教学目标：
1.使学生理解电解的基本原理，学会书写电极反应式，初步了解离子放电顺序
2.初步学习对电极过程作微观分析，培养学生微观想象能力、逻辑推理的能力和科学探究能力，初步接触、体验怎样进行科学解释。

教学重点和难点
电解原理；引导学生探究离子放电顺序
教学方法
设置台阶、迁移、实验引导探究、理论推测、实验验证、拓展提高
教学媒体
教学过程
今天我们这节课的课题是电解质溶液在通电情况下的变化，关于电解质溶液在通电情况下会发生变化，我们以前学习过哪些？
【复习回顾】初中化学我们学习了电解水，请大家回忆电解水的产物……（电脑投影）
【学生回答】电解水的产物是氢气和氧气。

【多媒体信息提示】电解熔融状态下的氯化钠的产物是金属的钠和氯气……（电脑投影）
【引入课题】在高一，如果我们把水和氯化钠固体混合可配成饱和食盐水，还学习过电解饱和食盐水，这是对海水资源综合利用的一种方法，请同学告诉我电解产物是什么？……（电脑投影）【学生回答】氢氧化钠、氢气和氯气
【电脑投影合成】
你们想过没有
(1)为什么电解饱和食盐水的产物中未出现氧气？
(2)为什么电解饱和食盐水的产物中会有氢氧化钠？电解过程中会不会产生金属钠？……
为了弄清这些问题，我们先来深入研究电解饱和食盐水的过程。

【引导学生析】在饱和食盐水溶液中存在Na+ Cl- H+ OH-四种自由移动离子，当接通直流电后自由离子发生定向移动，根据电荷异性相吸原理，大多数溶液中的Na+和H+会向阴极移动，大多数溶液中的Cl－和OH－会向阳极移动，分别在阴阳两极上得失电子（放电）。

不同的阴阳离子在两极上得失电子能力是有差异的，从电解后的产物可以说明知H+得电子能力比Na+强，Cl-的失电子能力比OH-强。

【提出概念】以上是从微观的角度解释给电解饱和食盐水的通电后，生成了新的物质、发生了化学反应，这个过程就叫做电解。

什么是电解呢？，请同学们能不能根据上面的分析、讨论图示，总结概括电解的定义？
【学生归纳电解定义】
在刚才的解释中，我们通过图示判断很好地解释了电解这一过程，对于电解饱和食盐水这一过程同学们是否还有这一疑问，为什么H+的得电子能力比Na+强，Cl-的失电子能力比OH-强呢？，你们能够理解吗？怎样用学过的知识来解释？
【引导学生分析】根据金属活动顺序，越难失去电子得金属，其离子就越容易得到电子。

【多媒体展示】金属活动表顺序及对应离子得电子能力大小顺序【引导学生分析】根据高一化学中卤素之间相互置换可知以上阴离子失电子能力大小顺序为I- Br- Cl- OH-
【多媒体展示】I- Br- Cl- OH-失电子能力强弱关系
在电解水的实验中，为了增加水的导电性，我们要通常加入一些少量的稀硫酸，此时溶液中的阴离子除了氢氧根离子还有硫酸根离子，那么为什么水的电解产物依然是氢气和氧气呢？而没有硫酸根离子失电子后的产物呢？
【学生分析】说明氢氧根离子的失电子能力比硫酸根强
【多媒体补充】I- 、Br-、Cl-、OH-、SO₄2-失电子能力强弱关系
【引出概念】我们把阳离子在阴极得电子和阴离子在阳极失电子的过程简称为“放电”，把阴阳离子在阴阳极上的得失电子能力顺序相应地简称为放电顺序
【多媒体展示】阴阳离子放电顺序
利用离子放电顺序可以判断和理解电解产物。

但是实际上，离子的放电顺序与很多因素有关，我们以上面给出的放电顺序是在惰性电极（电极不参与反应）和标准浓度、标准温度的前提下给出的。

应用时要注意实际的条件。

还有一个问题，电解饱和食盐水时为什么会生成氢氧化钠？在哪儿生成？让我们看看实验。

【实验演示】电解饱和食盐水，往两极溶液中滴加酚酞
实验结果阴极附近的溶液变红。

这是什么原因呢？从离子的运动方向以及电解过程的图示看，似乎应该在阳极存在较多的氢氧根离子，阳极区溶液变红，但现在是阴极区溶液变红，阳极区溶液无明显现象，怎么解释这个问题？
【引导学生分析】水是极弱的电解质，存在着电离平衡。

当接通直流电后离子发生定向移动，氢离子有向阴极移动的趋势，在阴极放电生成氢气，破坏了水的电离平衡，使得阴极附近存在的氢氧根离子相对增多，因而使含有酚酞的溶液变红。

在电解时，尽管阴离子要向阳极移动、阳离子要向阴极移动但是离子的迁移速度很慢很慢，否则，阴离子一下子全部移动到阳极、阳离子一下子全部移动到阴极，中间地带没有了离子，溶液还能导电吗？因此，在阳极区除了水电离产生的氢氧根离子，由迁移来的氢氧根离子的量是很少很少的，不能使酚酞溶液变色。

通过刚才的学习，你能对饱和食盐水电解的过程作个小结吗？
刚才我们分析饱和食盐水电解的过程是哪几个步骤进行的？……
怎样解释在阴极区生成氢氧化钠？……
【提出问题】我们还讨论了什么是电解，电解跟电离有什么关系？
【学生分析电解与电离的关系】
【图示说明】
结论：电解必须建立在电离的基础上。

【继续整合】通过今天的课，你学到了哪些知识？你能对本节课的知识点作个总结吗？除了这些知识，你还学到了什么？
通过今天的课，我们弄清了电解的原理，我想这一部分知识将会更好指导我们今后学习，但是因为时间关系，我们还有很多问题没有解决：比如
(1)电解饱和食盐水的过程中产生的氯气会与氢氧化钠反应，产生的氢气与氯气接触后会发生爆炸，我们该如何防止这两种情况？
(2)电解装置通常称为电解池，它与原电池有哪些区别？电解装置的构成必须有哪些部分？
(3)电解在我们工业生产中有哪些应用？
1.分析电解氯化铜溶液和硫酸铜溶液的电极产物、可能的实验现象并写出电极反应式。

2.思考：在电解氯化铜溶液时，如果把惰性的石墨电极换成铜电极会有哪些变化？
3.查阅资料：电解的应用
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。