苏教版高中化学必修2同步课件《电能转化为化学能》教案.doc

2.3.3电能转化为化学能一、教学目标1.知识与技能目标：通过电能转化为化学能的实例-电解氯化铜溶液教学活动，了解电解原理和电极反应式。2.过程与方法目标：通过实验，提高分析、探讨、对比、总结和语言表达能力；3.从对实验现象的分析中体验宏观表象和微观本质的关系，领悟感性认识到理性认识的过程。使学生初步具有分析、综合的能力，开发并培养学生的创新能力。二、教学重点电解池的反应原理，电极反应式和电解池反应式的书写三、教学难点电极反应式和电解池反应式的书写四、教学媒体实验仪器及多媒体五、教学过程【引入】展示图片“能排毒的洗脚盆”师：“我先占用大家宝贵的1分钟时间，向你们推荐一个神奇的洗脚盆可以排毒的洗脚盆！就是这个！看上去很普通？这么看上去是很普通，不过，只要在水里稍稍的加入一些足浴盐，再接通电源，享受按摩的同时，不一会儿，你体内的毒素和污垢就将不断的排出体外！看吧！这么多毒素都将被排出了体外！这么一次排毒足浴，在国外美容院要几十美元哦！心动了吧？想买了，有没有？” “什么，骗子？”“到底是骗子还是真的有那么神奇，学完今天的这节课，你就知道！”前几节课，我们学习了利用原电池将化学能转化电能，为这节课我们将一起探讨研究电能如何转化为化学能。你能举出一些将电能转化为化学能的例子吗？现在，请同学们回忆或复习相关知识，完成课本44页表2-7。实例被电解的物质电解产物化学方程式电解水电解NaCl溶液电解熔融状态的NaCl电解Al2O3之前的学习中，对于这些电解反应，我们往往是知其然不知其所以然的，死记硬背住现象产物的居多，真正的理解比较少，这节课的任务就是从本质上对“电解”进行深度剖析。（5min）先看一个实验。（改用实物投影，并调整焦距）请注意观察，并简单记录老师的操作。这是一个直流电源，通过这个装置，我们可以把交流电转化为特定压强的直流电。这是两根导线，导线的末端都连着一根石墨棒（展示石墨棒：黑色），现在将红色导线连接到直流电源的正极，绿色导线连接到直流电源的负极。将两根石墨棒并排放入表面皿中，倒入饱和氯化铜溶液，接通电源。请仔细观察，并记录主要现象。我们规定，电解时，与电源正极相连的极为阳极，与电源负极相连的电极为负极。现象1：与电源正极相连的石墨棒即阳极上产生了气泡（前面的同学可能会闻到刺激性的气味，但黄绿色的颜色很难观察到）。（教师演示）后面同学可能看不清楚有气泡，那么我再做一个验证。这是一张湿润的淀粉-KI试纸。我们将它置于此石墨棒上方。湿润的淀粉-KI试纸变蓝。 现象2： 湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝色。好了，我们关闭电源。把与电源负极相连的石墨棒即阴极取出。观察到了什么？现象3： 与电源负极相连的石墨棒上即阴极有红色物质析出。（10min）打回ppt本实验装置示意图。请同学们分析这个实验过程，在阴极、阳极为什么会有不同这样的现象？这种刺激性气味的气体是什么？红色固体物质是什么？可以从这些角度来分析问题（板书：通电前：通电时：）1.通电前溶液中存在那些离子？这些离子是如何运动的？2.通电时，电子是如何运动的？3.通电时，溶液中的离子又将如何运动？4.通电时，在阴极和阳极分别是什么离子发生了变化，发生了什么变化才能与我们观察到的现象相吻合？请学生汇报讨论结果。可能的结果：1. 通电前存在着铜离子、氢离子、氯离子、氢氧根离子。这些离子做着无规则的热运动。2. 通电后，在电压的作用下，电子从负极流出，到阴极石墨棒上。再从阳极石墨棒上流入电源正极。3. 通电时，溶液中的阴离子流向阳极，阳离子流向阴极。4. 在阴极石墨棒上，铜离子得到了电子生成了红色的铜单质。5. 在阳极石墨棒上，氯离子失去了电子生成了能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝氯气。（如果将这些气体收集起来，还可以观察到？黄绿色）教师追问：阳极发生什么反应？阴极发生什么反应？能量是如何转变的？说明了铜离子得电子能力比H离子强。氯离子给出电子的能力比氢氧根离子强。同时，教师整理学生的答案，写出板书阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 还原反应阳极：2Cl- -2e- = Cl2 氧化反应总反应：给出定义：像这样的，将电流通过电解质溶液或熔融状态的电解质，在阳极和阴极上引起氧化还原反应的过程，我们称之为“电解”，同时将电能转化为化学能。发生电解，将电能转化为化学能的装置我们称之为电解池或电解槽。（边讲边板书）(15min)【板书：】3.电能转化为化学能电解：电流通过电解质溶液，在阳极和阴极上引起氧化还原反应的过程。电解池：将化学能转化为电能的装置阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 还原反应阳极：2Cl- -2e- = Cl2 氧化反应通电请学生写出总反应式（注意强调条件！）：CuCl2 = Cu + Cl2 (氯化铜放在这里，会生成铜和氯气吗？一定要记得加条件：通电！) 根据电解的定义，请同学们自己概括构成电解池的条件，将其填入学案相应的位置。并完成一道练习：判断原电池与电解池。（20Min） 请写出电解饱和食盐水反应的电极方程式（请根据分析电解氯化铜溶液时的思维方法，分析饱和食盐水中存在的离子以及通电后这些离子是如何移动的？）。根据已知产物，得出一个小结论：氢离子的电子能力比钠离子强。写出电解饱和食盐水的总反应式。总反应方程式可能不是电极反应式的简单相加，需要追根溯源。(25min)【过渡】原电池必须有一个金属电极，那么电解的时候，是否一定只能用石墨作电极呢？设想一下，电解饱和食盐水的时候，将石墨电极现在再换成铁电极，会怎样？请大胆的有依据的预测一下吧实验现象吧。（提示：金属主要具有什么性质：给出电子的性质。这是阳极发生的反应类型，那么铁遇到氯离子，到底谁给出电子的能力强呢？）眼见为实。我们进行实验。用金属铁做阳极，电解饱和食盐水。请你试着写出电极方程式吧。阳极：Fe-2e- = Fe2+阴极：2H+ +2e- = H2 （或H2O+2e- = H2 + 2OH- ）总：Fe +2 H2O = H2 + Fe(OH)2这个实验的现象，刚才洗脚盆里的污垢像不像？现在，你明白了吗？这就是这个洗脚盆所谓的高档足浴器的真相。以后，你就可以揭穿这些骗局了！(38min)小结：本节课，我们以电解CuCl2溶液为例，探讨了电解过程中发生的物质的变化、能量的变化，知道了电解是一种将电流通入电解质溶液或者熔融状态的电解质中，在阳极和阴极分别发生氧化和还原反应的过程，电解过程将电能转化为化学能。我们去分析一个电解过程的时候，第一步往往是先判断阴阳极，再分析电解液中存在哪些离子，这些离子在通电以后如何运动，在阴极和阳极哪种离子先得电子或失电子，也就是这些离子的放电顺序如何。通过本节课的学习，我们知道了三种阳离子的放电顺序：铜离子氢离子钠离子。在阳极，有些金属比阴离子更容易失去电子，比如说铁比氯离子更容易失去电子。在没有金属做阳极的情况下，三种阴离子的放电顺序，氯离子氢氧根离子硫酸根离子。请同学们课后思考，这里离子的放电顺序跟什么性质是一致的，其它常见阴阳离子的放电顺序应该如何排列？下节课我请同学来汇报（2min）（若有时间则课内，无时间则课外）板书设计3.电能转化为化学能1.电解：电流通过电解质溶液，在阳极和阴极上引起氧化还原反应的过程。电解池：将化学能转化为电能的装置2.电解CuCl2溶液通电前：通电时：阴极：Cu2+ + 2e- = Cu 还原反应通电阳极：2Cl- -2e- = Cl2 氧化反应CuCl2 = Cu + Cl2 3.电解食盐水阴极：2H+