高中化学第三节电解池教案新人教版选修4(精品资料).doc

1、【最新整理，下载后即可编辑】电化学基础第三节 电解池一、教材分析电解池是人教版高中化学选修四化学反应原理第四 章第三节，这部分教材主要介绍了电解原理以及电解原理的应 用。电解属于电化学的知识范畴，是中学化学理论体系不可缺少 的一部分，同时电解与物理学科中的电学、能量的转换有密切的 联系，是氧化还原反应、原电池、电离等知识的综合运用。本节 教材可分为三个部分：电解原理、电解原理的应用、电镀。把握 教材意图后，我把本节内容安排为两课时完成。二、教学目标1 .知识目标：(1)知道电解的基本原理，会判断一般电解反应产物；能说出电解、电解池及形成条件；(3)知道铜的电解精炼和电镀铜的原理，知道氯碱工业反

2、应原理, 能正确书写电极反应式和电解的总化学方程式； 通过对比、分析明确原电池与电解池的区别和联系2 .能力目标:(1)培养学生观察、分析、整理、归纳总结、探究等能力；通过实验培养学生的观察能力、分析能力和解决实际问题的 能力；3 .情感、态度和价值观目标：(1)指导学生积极参与教学过程，激发其主动探究的意识；对学生进行辩证唯物主义教育和环境保护教育，培养学生正 确的处世态度；(3)通过氯碱工业的学习，培养学生确立理论联系实际的学习方 法，进一步树立探究精神及合作意识，同时增强环境保护意识。 三、教学重点难点重点：电解原理、氯碱工业反应原理难点：离子放电实质四、学情分析学生的认知发展水平和知识

3、基础都是我们要考虑的学情。我 们的学生素质不太高，没有强烈的求知欲，思维能力渐趋成熟。 但也有思维方面的劣势，他们习惯演绎式的教学方法，探究学习 的经验少。在知识方面，学生在初中没有电化学知识；在高一化 学中学习过有关电化学的原电池；在生活中也很少有涉及到电解 应用经历。五、教学方法1 .实验探究与启发讨论法。2 .学案导学：见后面的学案。3 .新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑情境导入、展 示目标-合作探究、精讲点拨一反思总结、当堂检测一发导学案、 布置预习六、课前准备1 .学生的学习准备：预习实验“电解池原理”，初步把握实验的 原理和方法步骤。2 .教师的教学准备：多媒体课件制作，课前

4、预习学案，课内探 究学案，课后延伸拓展学案。3.教学环境的设计和布置：四人 一组，实验室内教学。课前打开实验室门窗通风，课前准备好如 下仪器装置和药品：实验仪器：小烧杯、玻璃棒、碳棒、导线、电流表、直流电源、 改进的塑料制电解槽；实验药品：CuCb溶液、淀粉碘化钾试纸、NaOH溶液、CuS()4 溶液、铜片、铁片。七、课时安排：2课时第一课时电解原理第二课时电解的应用八、教学过程第一课时电解原理【复习引入】化学反应过程中，除有新物质生成之外还常常伴有 能量的转化，如化学能转化为电能的原电池反应。请每位同学自己设计一组原电池装置图，注明电极名称、所用材料、电子流动方向、写出电极反应式；构成原电池

5、的条件是什么？能量如何变化？电能会不会转化为化学能呢？若能，又需要通过什么装置？怎样 才能实现电能到化学能的转化？将是我们这一节要学习的内容。【板书】第三节电解池电解原理【课件】例如：ZnCu原电池（模拟该电池的装置及工作过程）稀硫酸 CuCl?溶液【引导】若将该原电池装置加以改动为右图所示装置【讨论】（1）通电前溶液中有哪些离子？来源是什么？（2）开通电源前后，溶液中阴阳离子分别怎样运动？分别有什 么现象？如何用简单的方法初步检验其产物？【介绍并板书】电极名称阴极：与外接电源的负极相连的电极阳极：与外接电源的正极相连的电极【实验探究】让学生分组用改进的电解槽电解Cud2溶液，观察 现象，以验

6、证上面讨论的结果。【学生代表发言】叙述观察到的现象。【讨论】离子在两极上发生了什么反应？【学生回答并板书】电极反应阴极： （反应）阳极： （反应）总反应式：【结论】（1）由以上实验分析可知CuCU溶液通入直流电时，在 阴、阳两极发生了 反应，有新物质生成，能转化为 能。（2）电解原理：电解质在 或 状态下电离出自由移动的离子，通电时，自由离子定向移动，离子移向阴 极，在阴极 电子，发生 反应；离子移向阳极,在阳极 电子，发生 反应。【板书】电解池：电解原理：【思考】根据原电池的构成结合以上实验总结出构成电解池的条 件。【板书】电解池的构成条件：【思考】CuCb溶液中共有几种离子？结合实验，试说

7、明其中离 子得失电子的难易顺序。【学生回答】CuCU溶液中有Cu2。一、H+、QH四种离子， 由实验结果可知，两极上的产物分别为Cu和CU，则可说明阳离 子得电子能力：Cu2+> H+,阴离子失电子能力：cr> oh-o【设疑】为什么在同一溶液中各种离子的放电顺序有先后之分， 应有怎样的顺序？【讲述】由于各种离子的得失电子能力不同，因此，在电解时离 子放电顺序难易也不同，结合氧化还原反应的知识，可知氧化性 强的离子先得电子，还原性强的离子先失电子。【板书】离子的放电顺序（惰性电极）阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+> F* > Cu2+ >H+>Sn4+

8、>Fe2+>Zn2+>阴离子放电顺序：S2>厂>BL>Cr>（）H>含氟酸根,F一【注意】用惰性电极（如：石墨、Pt）电解时，溶液中的阴、阳 离子按顺序放电，若阳极为活性电极（如Ag、Cu等金属），则 电极本身放电，溶液中的阴离子不放电。【过度】现在我们已经基本了解了电解池，下面将电解池和原电 池加以比较。【课件】（本部分由教师和学生共同归纳完成）1、电解池、原电池的区别Z甘JC11111Zu稀硫酸CuCk溶液装置名称电极名称点极反应 式总反应式反应现象能量转变2、电原 电一池解池;电馥1和原电池去系示意【 项极一-一冬阴极（ 1电解电解1质溶啊

9、狼液j证极,丁阳极（a还所反应）一匕反应）一电一解 池【小结】本节课我们在复习原电池基本概念的基础上，重点学习了电解池的概念及电解原理，并比较了电解池和原电池的区别和 联系。第二课时电解的应用【复习引入】上节课我们学习了有关电解的知识，知道了电解原 理及电解时电能转变为化学能的事实。同时，通过分析知道了电 解质溶液导电的实质及溶液中离子的放电顺序。电解原理在实际 的工业生产中具有广泛的应用，本节课我们将学习其中的一些典 型实例。【板书】二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水以制取烧碱、氯气和氢气【阅读】阅读教材相关内容回答下列问题：（1）在饱和食盐水中存在哪些离子，通电时这些离子如何移 动？哪些

10、离子放电？分别写出两极上的电极反应方程式。(2)两极上各有什么现象产生？如何检验有NaOH何Cb生 成？(3)若食盐溶液中有C/+、Mg2 SO：一等杂质离子，应选择 哪些试剂除去？加入试剂应有怎样的顺序？【学生讨论后回答】(1) NaCl溶液中存在Na。一、H OH-,通电后H Na+ 移向阴极,C、QH一移向阳极。根据离子放电顺序：阴极:2H+2c 一二H2 f 阳极：2C1_2e-=Cl2 t(2)阴极区产生无色无味的气体；阳极区产生黄绿色有刺激性 气味的气体。阳极区产生的有刺激性气味的气体遇湿润的淀粉碘 化钾试纸变蓝，检验为Cl2；阴极区加酚敝显红色，检验为NaOHo(3) Na2C(

11、)4> NaQH、BaC)、HQ 试剂，加入时 BaC*溶液要在 加NazCXL溶液前加入。【提问】写出该电解反应的总的化学方程式。电解【板书】2NaQ+2H2()=f T +CU t +2Na()H【设疑】生产过程中，为什么强调是电解饱和食盐水？【讲述】上节课学习了理论上溶液中离子的放电顺序。在实际生 产中，由于溶液中离子浓度的变化，常会出现放电顺序变化的情 况，因此在氯碱工业中，为保证CL先于。H一放电，生成Cl2故 使用饱和食盐水，以保证CL浓度足够大先放电。【过渡】下面我们再来学习电解的其他用途。【板书】2、电镀【阅读】阅读教材相关内容，回答：(1)电镀的主要目的是什么？(2)电

12、镀时，通常把 作阴极，把 作阳极，用作电镀液。【学生讨论后回答，教师板书】阴极：待镀金属；阳极：镀层金属电解质溶液：含有镀层金属离子的盐溶液【讲述】由于在电镀过程中，镀层金属转化为离子进入溶液，而 溶液中又有与镀层金属相同的离子，枚电解前后电解质溶液的浓 度不变。因此，电镀是一种特殊的电解。利用电解原理同样也可 以进行铜的精炼。【讨论】（1）为什么要进行铜的电解精炼？（2）电解精炼铜时，用 作阴极，用 作阳极，用作电解液。【讨论后学生回答，教师板书】r 阳极：粗铜精泉阴极：电解质溶液：电极反应式：阳极：阴极：【讲述】铜作为活性电极放电，形成Cl+进入溶液后，金属活泼 性顺序位于Cu之后的Ag和

13、Au等金属杂质，由于失电子能力比 Cu弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解，于是以金属单质 的形式沉积在电解槽底部，形成阳极泥。Zn、Fc、Ni等比Cu活 泼的金属，先于Cu放电，形成离子进入溶液，但其离子得电子 的能力弱于Cu2+,因此留在溶液中。【过度】电解原理的另一个应用是电冶金。【板书】3、电冶金【思考】（1）金属冶炼的本质是什么？（2）冶炼金属的方法有哪些？（3）电解冶炼主要适用于冶炼哪些金属？【学生讨论后回答】【板书】本质：M"+nc-=M【提问】以电解熔融NaQ得到金属Na为例，写出电极反应方 程式和总反应方程式。阳极：阴极：总反应：【小结】本节课我们学习了电解原理在实

14、际生产生活中的应用， 在巩固电解原理的同时，了解了化学原理在实际生产上的应用。 实际生产上的过程很复杂，这里我们只停留在理论上进行讨论。九、板书设计第一课时电解原理第三节电解池电解原理1、电极名称阴极：与外接电源的负极相连的电极 阳极：与外接电源的正极相连的电极 2、电解原理：阴极：Cu2+ + 2t-=Cu （还原反应） 阳极：2Cl-2e-=Cl21 （氧化反应）使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过 程叫做电解。把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。CuCl2Cu + Cl21电解池的构成条件：离子的放电顺序（惰性电极）阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+>

15、;F1+>Cu2+ >H+>Sn4+>Fe2+>Zn2+> 阴离子放电顺序：S2->I->Br->Cr>（）H->Mm<>F- 3、电解池、原电池的区别 4、电解池和原电池关系不意图p电源负极、阴极（还原反应| |电解电解| | |悔溶啊| |11狼液j 11电源正极£厂 阳极（氧化反应）一第二课时电解的应用 二、电解原理的应用1、电解饱和食盐水以制取烧碱、氯气和氢气 电解2NaCl+2H2（）= H2 f +C12 t +2NaOH2、电镀阴极：待镀金属；阳极：镀层金属电解质溶液：含有镀层金属离子的盐溶液r 阳极：粗铜精太阴极：电解质溶液：电极反应式：阴极（精铜）：Cu2+ + 2e- = Cu 阳极（粗铜）：Cu-2e = Cu2+3、电冶金本质：Mn+ne-=M十、教学反思电化学内容是无机化学中很重要的知识，他既涉及到理论知识， 又与元素化合物知识密切相关。通过化学能与电能之间的相互转 化，可以使学生对氧化还原反应中能量变化的认识更加深刻，从 而进一步树立能量观点和辩证唯物主义观点。授课中要充分注意教与学的有机