选修4《电解池》教学设计

1、教学设计选修 4第三单元 第三节 电解池（第 1 课时）教材分析： 电解池包含两部分内容：一是电解原理，二是电解原理的应用。电解原 理研究的是电能转化为化学能，属于电化学基础的基本内容。这部分内容的重点是认识“电 能如何转换成化学能”，对学生的要求是了解使电能转变为化学能的条件和方法，加深对氧 化还原反应的认识。学情分析： 电解池是在学生学习了原电池和化学电源之后接触的电化学知 识，由于有高一的学习基础，学生会觉得原电池和化学电源的内容相对简单，因此 觉得电解池的内容也会简单；但是学生在接触了相应的电解池练习之后，就会觉得有难 度。因此在学习这部分内容的时候，应该注意尽量使知识简单化，重点掌握

2、电解池原理和常 见题型的解题技巧，降低学生的学习难度。三维教学目标1知识与技能：（1）理解电解原理，初步掌握电解反应产物的判断方法；（2）了解氯碱工业，电镀，冶金的原理；（3）掌握电解电极方程式的书写。2过程与方法：（1）运用对比记忆，初步掌握电解池的原理，掌握用分析、综合、归纳的方法书写电极反应 方程式（2）通过理解“闭合回路”的概念，掌握电解池中电荷的运动方向（3）通过动手实验，分析讨论，熟悉电解质溶液中离子的放电顺序 3情感态度与价值观：（1）培养积极参与、探究电解池原理的求知欲（2）调动学习化学的热情，充分感受电化学在生活、生产中的作用（3）养成独立思考、分工合作的能力教学重点及难点重

3、点：电解原理；难点：电解原理的应用。教法建议及教具准备1触类旁通由于原电池和电解池的原理有较多的类似的地方，在学习了原电池的知识之后，学生对电极反应和氧化还原反应已经有了一定的理解。学习了电解池的知识之后，学生 对高中阶段的电化学知识就有了比较全面的认识。在教学中，应该注意抓住几点。（1）采用对比的方法，将电解池和原电池的原理和知识点进行对比，衔接氧化还原反应的知 识，重视启发引导，培养科学的学习习惯。这样，既能很好的掌握新学的知识，又能比很好 的巩固、加深以前的知识，并且能对电化学理论有系统的认知。（2）在教学中，充分联系前面的内容，注意分析和归纳总结，使体系完整。（3）认真做好学生实验和演

4、示实验，既能加强感性认知，又可以提高学生的细致观察、分析 和逻辑推理的能力。2指点迷津学生学习电解池内容时，还是觉得会有困难，特别是氧化还原知识掌握有所欠缺的同学会觉得难度很大。因此，在教学中，要重点帮助学生解决以下问题。（1）重视思维的引导过程。在“闭合回路”的概念上，要让学生对正电荷和负电荷的回路充 分理解，才能很好的理解阳离子在电解池的阴极反应，阴离子在电解池的阳极反应。（2）用氧化还原反应的知识帮助学生理解离子的放电顺序。【教学过程】教师活动学生活动设计意图【知识准备】 展示两个装置图，学生辨识。引导回 忆原电池知识。辨识装置图，复习旧知。复习旧知，引入新知【新课导入】 电影桥段：电解

5、水制氧气自救 常见的可充电电池的工作原理分析过程，调用旧知； 结合学案，掌握原电池和电 解池的能量转化激发学习兴趣，以学 生的已知引入，从能 量的角度入手，相对 容易【学生实验】实验 4-2观察，分析，描述现象团队合作 加强主观认识【介绍】：电解池的组成 【问题思考】与原电池的区别 【展示】电解池的工作原理分析，归纳，笔记 加强对“闭合回路”的理解 熟悉电解池的工作原理和电 极反应以及电荷运动熟悉基本理论知识，实施重点的教学目标【活动与探究】 电极方程式的书写 以电解 NaCl和 CuSO4 为例 【教师点拨】 注意放电顺序，注意 H+、OH的来源结合预习内容，继续书写电 解方程式； 校正方程

6、式，总结注意事项使学生初步掌握电解方程式的书写方法【介绍】电解池原理的应用理论联系实际重视理论的应用，掌 握常考知识点【例题解析】 以一道电解池的简单题目快速检测学 习效果解题，加深理解接触实际题目，加深对理论和实际的理解【总结】 电解池的原理和应用总结归纳，熟悉知识总结本节课的内容， 进一步明确学习任务 和目标【巩固练习】 3-5小题的练习， 填空 和选择解题，熟悉知识点检测本节课的课堂效果§4-3 电解池学案（第 1 课时）学习目标1. 了解电解池的工作原理 ,掌握一般电解反应产物的判断方法 ,能够写出电极反应和电池反应 方程式?2. 了解电解原理在电镀 ?氯碱工业 ?电冶金等方

7、面的应用 ?3. 培养化学的综合运用能力，服务于生活 ?学习重点 电解原理及应用学习难点电极反应和电池反应方程式的书写课堂导学1、基本概念（课本 79页、80 页）电解池 ： 放电 : 电解 : 电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程阳极 : 阴极: 可充电电池：使用时， 转化，是 池充电时， 转化 ，是池2、电解原理（1）电解池的构成 两极 阳极阴极 电解质溶液 形成闭合回路 直流电源（2）学生实验 4-2：电解 CuC2l 溶液阳极 :现象 电极反应 发（生 反应）?阴极 :现象 电极反应 发（ 生反应）?（3）电解池中离子放电顺序阴极： 阳离子在阴极 上的放电顺序 （得 e

8、-） Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（指酸电离的 ）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 阳极 : 是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失 e-） S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-（等含氧酸根离子 ）>F-（SO32-/MnO 4->OH-） 是活性电极时：电极本身溶解放电（4）讨论 电解反应的书写【例】写出电解下列电解质溶液的电极反应方程式和总反应方程式 NaCl溶液中有哪些离子

9、： 阳: 阴: 总离子反应： 总化学方程式： CuSO4溶液中有哪些离子： 阳: 阴: 总离子反应： 总化学方程式： 总结规律：电解反应书写的方法 若 H+、OH是由水电离的，则总反应中需将其变成 H2O。所有总反应的条件均为电解。 讨论探究（2011 全国 II 卷 10）用石墨做电极电解 CuSO4 溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的（ ）A CuSO4B H2OCCuODCuSO4·5H2O解题技巧：总化学方程式： 原则： 如果用石墨做电极电解 NaOH 溶液呢加 课后阅读名师一号 80 页小结3、电解原理的应用（1）氯碱工业（ 2）电镀（

10、3）电冶金学习体会【课堂练习】1.下列关于右图装置说法正确的是 （ ）A. 该装置是原电池装置B. 电子流向是 :b c daC. 在 c 极上产生 O2,d 极上产生 CuD. 当电路中流过 2 mol 电子时, d 极上产生 64 g Cu 答案:B2.某同学为了使反应 2HCl+2Ag2AgCl+H2能进行 ,设计了下列四个实验 ,如图所示 ,你认为答案:C3下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是（A. B. C. D. 答案：A4. 金属镍有广泛的用途 ,粗镍中含有少量 Fe、Zn、Cu、Pt 等杂质 ,可用电解法制备高纯度的镍 下列叙述正确的是 (已知 :氧化性 F

11、e2+Ni2+Cu2+)()A. 阳极发生还原反应 ,其电极反应式为 Ni2+2e- NiB. 电解过程中 ,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C. 电解后,溶液中存在的金属阳离子只有 Fe2+和 Zn2+D. 电解后,电解槽底部的阳极泥中含有 Cu和 Pt 答案:D【课后作业】 (说明： 30 分钟题量)§4-3 电解池练习一、 填空简答1、完成表格对比记忆电解池阳氧原电池负氧电极材料电极名称电极反应能量变换电子流向特征2. 某种蓄电池的充放电过程可表示为： Fe(OH)3+Ni(OH)2Fe+NiO2+2H2O，该电池充电时，阳极是 ，电极反应式为 。3电解原理在化学工业中有广泛

12、应用 ?下图表示一个电解池 ,装有电解液 a; X?Y 是两块电极 板,通过导线与直流电源相连 ?请回答下列问题 :(1)若X?Y都是惰性电极 ,a是饱和 NaCl溶液,实验开始时 ,同时在两边各滴入几滴酚酞试液则：电解池中 X极上的电极反应式为 ?_在 X 极附近观察到的现象是?电解池中 Y 极上的电极反应式为 ?_如何检验 Y 极产物?_(2) 如果用电解方法精炼粗铜 ,电解液 a选用 CuSO4溶液,则: X 电极的材料是 ,电极反应式是 ? Y电极的材料是 ,电极反应式是 ?(说明 :杂质发生的反应不必写出)二、单项选择题4下列关于铜电极的叙述不正确的是(A. 铜锌原电池中铜是正极C.

13、 在镀件上电镀铜时，用金属铜作阳极5. 可以将反应 Zn+Br2 = ZnBr2 设计成蓄电池， Br2 + 2e = 2Br 2Br 2e = Br2)B. 用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极D. 电解稀硫酸制 H2、O2 时铜作阳极 列 4 个电极反应 Zn 2e= Zn2+ Zn2+ +2e= Zn其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是( )A. 和 B. 和 C. 和 D. 和,电流表中有电流通过 ,则下列说法正6. 如图所示 ,铜片?锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里 确的是 ( )A.锌片是正极B.两个铜片上都发生还原反应C. 石墨是阴极D.两个番茄都形成原电池7. 能用电解

14、原理说明的问题是 ( )电解是把电能转变成化学能 电解是把化学能转变成电能 电解质溶液导电是化学变化 ,金属导电是物理变化 不能自发进行的氧化还原反应 ,通过电解的原理可以实现 任何溶液被电解时 ,必须导致氧化还原反应的发生A.B.C.D.三、双项选择题( 9、10 两小题为提高题) 8用铂电极电解下列物质的水溶液，工作一段时间后溶液pH 变小的是( )A. 稀硫酸B. Na2SO4C. AgNO3D. KI9.用铂电极电解 x 下列溶液一段时间后，再加入一定量的某物质（括号内） ，能与原来溶液浓 度一样的是（ ）A. Cu（NO3）2（CuCO3）B. NaOH（NaOH）C. NaC（l

15、HCl）（Cu（OH）2）10近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾（ KIO3），碘酸钾在工业上可用电解法制取。 以石墨和不锈钢为电极，以 KI 溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：电解KI 3H2OKIO3 3H 2 。下列有关说法正确的是（ ）A. 电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极B. 电解时，阳极反应是： I 6e + 3H2O = IO3 + 6H+C. 溶液调节至强酸性，对生产有利D. 电解前后溶液的 pH 几乎不变 §4-3 电解池练习参考答案 1略 2Ni（OH）2；Ni（OH）2+2OH2e=NiO2+2H2O 3（1） 2H+2e-H2， 放出气体 ,溶

16、液变红 2Cl-2e-Cl2，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在 Y 电极附近 ,试纸变蓝色（2）纯铜 Cu2+2e-Cu粗铜 Cu-2e-Cu2+4 D10BD连接高考 考题错解及分析 1（2011 全国 II 卷 10）用石墨做电极电解 CuSO4 溶液。通电一段时间后， 欲使用电解液恢复到 起始状态，应向溶液中加入适量的ACuSO4BH2OCCuODCuSO4·5H2O错答： A、D 原因分析：不少同学认为电解质是什么，要恢复起始状态就再加入什么电解质，没有掌 握到电解的实质。用石墨做电极电解 CuSO4 溶液的电解方程式是 2CuSO42H2O 电解 2H2SO4 2CuO2，根据缺

17、什么补什么的原则，选项 C正确。除了添加 CuO外，添加 CuCO3 也是 可行的。正确答案： C 2下列叙述正确的是A粗铜精炼时，把粗铜接在电源的负极 B充电时，把铅蓄电池的负极接在外电源的正极C镀锡铁破损后铁更易被腐蚀D碱性氢氧燃料电池工作时，负极反应为： O2 2H2O 4e 4OH错答： A、B、D 原因分析：本题综合考察了电化学的知识，包括原电池原理、电解池的原理及应用。粗 铜精炼时，粗铜作阳极，应接在电源的正极， A 错。铅蓄电池充电时是电解池，负极接在外 电源的负极， B 错。碱性氢氧燃料电池工作时，负极发生氧化反应： H2-2e-+2OH2H2O，D 错。正确答案： C疑难问题

18、及解答 （说明： 若干问题。包括：问题与解答） 1.电解池中电极是不是一定不反应解答：一般来说，惰性电极（活动性在 Ag 之后）是不参加反应的。阳极如果不是惰性材料， 会优先于溶液中的阴离子首先放电（与失电子能力有关）；阴极不管是不是惰性材料，都不 会参加反应（不会得到电子）。2.阳离子在阴极放电顺序和金属的活动性刚好相反吗解答： 阳离子在阴极放电顺序和金属的活动性刚好相反，大部分都是。 因为金属单质的还原 性越强，相应离子的氧化性就越弱。 特别注意， Fe 单质的相应离子应该理解成 Fe2+ 。 Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+。优秀高考题精选1（2011广东高考 12）

19、某小组为研究电化学原理，设计如图 2 装置。下列叙述不正确的是A、a和 b不连接时，铁片上会有金属铜析出B、a和 b用导线连接时，铜片上发生的反应为： Cu2+2e= CuC、无论 a 和 b 是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色D、a 和 b 分别连接直流电源正、负极，电压足够大时， Cu2 向铜电极移动 答案：D解析：本题考察原电池原理、电解池的原理及其应用。如果 a和b 不连接，没有形成闭 合回路，则不能构成原电池， Fe直接与 Cu2反应置换出铜，方程式为： FeCu2=Fe2Cu，A 正确；如果 a 和 b 用导线连接，则构成原电池，此时铁作负极，铜作正极，方程式分别为：

20、 Fe2eFe2、Cu2+2e= Cu，B正确；有 A、B分析可知，选项 C是正确的；如果 a和 b分别连接直流电源正、负极，则构成电解池，此时 Fe作阴极， Cu作阳极，在电解池中阳离子 向阴极运动， D 错误。2.（2011 北京高考 26）氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：1）2）3）溶液 A 的溶质是电解饱和食盐水的离子方程式是 ；电解时用盐酸控制阳极区溶液的 PH 在 2 3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用；（ 4）电解所用的盐水需精制。去除有影响的 Ca2、Mg2、NH4、SO42c（SO42） c（Ca2 ）。精致流程如下（淡盐水和溶液 A 来电解池）：盐泥 a

21、除泥沙外，还含有的物质是。过程中将 NH4+转化为 N2 的离子方程式是BaSO4 的溶解度比 BaCO3 的小，过程中除去的离子有 经过程处理，要求盐水中 c 中剩余 Na2SO3的含量小于 5mg /L,若盐水 b 中 NaClO的 含量是 mg /L ，则处理 10m3 盐水 b ，至多添加 10% Na2SO3 溶液kg（溶液体积变化忽略不计）。解析：（1）电解解饱和食盐水，阳离子 Na和 H向阴极运动并放电， H首先放电，方 程式为 2H2e=H2。由于 H是水电离出的，所以随着 H的不断放电，就破坏了阴极周围 水的电离平衡， OH的浓度就逐渐增大，因此溶液 A 的溶质是 NaOH。

22、阴离子 Cl和 OH向阳 极极运动并放电， CI首先放电，方程式为 2Cl2e=Cl2。因此电解饱和食盐水的离子方程式为 2Cl2H2O电解2OHH2Cl2。（ 2）见解析（ 1）（ 3）由于阳极上生成氯气，而氯气可溶于水，并发生下列反应 Cl2H2OHClHClO，根据平衡移动原理可知增大盐酸的浓度可使平衡向逆反应方向移动， 减少氯气在水中的溶解， 有利于氯气的溢出。（4）由于溶液中含有 Mg2，所以用溶液 A（即 NaOH）调节溶液的 PH 时，会产生 Mg（OH）2 沉淀，即盐泥 a 中还含有 Mg（OH）2；淡盐水中含有氯气，氯气具有强氧化性，可将 NH4+氧化 为 N2，而氯气被还原

23、成 Cl，方程式为 2NH43Cl2 8OH=8H2O6ClN2；沉淀转化的 实质是沉淀溶解平衡的移动， 一般说来， 溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。 由于 BaSO4 的溶解度比 BaCO3 的小，所以加入 BaCO3后，溶液中的 SO42就结合 Ba2+生成更难 溶的 BaSO4沉淀，同时溶液中还存在 Ca2+而 CaCO3 也属于难溶性物质，因此还会生成 CaCO3 沉淀； NaClO 具有强氧化性，可将Na2SO3 氧化成 Na2SO4，方程式为 Na2SO3+NaClO3Na2SO4+NaCl。10m3 盐水 b 中含 NaClO的物质的量为 （10000 7.45 1

24、01 ）g 1mol ，由方程式可74.5g?mol 1知消耗 Na2SO3 的质量为 1mol×126g/mol126g。若设需要 10% Na2SO3 溶液的质量为 X，则3有（ x?10% 126g） 10 mg/g 5mg / L ，解得 x1760g，即至多添加 10% Na2SO3溶液1.76kg。 10000L答案：（1）NaOH 电解 （2）2Cl2H2O2OHH2 Cl2（3）氯气与水反应： Cl2H2OHClHClO，增大 HCl 的浓度可使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。（4） Mg（OH）22NH43Cl28OH=8H2O6ClN2 SO

25、42、 Ca2设计思路 （500 字以内）电解池的内容是高中电化学的重点， 有一定的难度， 因此在教学的过程中使知识简单化、 使学生能够掌握解题技巧从而轻松解题是关键。 这节课的重点内容就是学生掌握电解的原理， 能够书写电极反应方程式。电解池的内容是和工业生产和生活紧密相连的知识，还应该重视知识的应用，使学生能 够学以致用。因此，在整体设计时，考虑了从电影桥段引入，场景生活化。教学顺序为电解池的构造、 工作原理、离子放电顺序、电极方程式的书写。其中安排有学生实验，电解CuC2l 溶液，充分体现学生的探究过程，培养分工合作的意识。电解池的构造要与原电池的构造形成对比， 方便学生理解。电极方程式的书写安排学生的讨论环节，希望学生能够自己总结出电极方程 式书写的注意事项。在课堂小结之后，有效的联系常考题型，安排随堂检测，以及时巩固本 节课的知识。教学反思 （500 字以内） 高中化学教学反思是一种在教学实践过程中不断发现、思考、解决问题，对教学行为和 教学活动进行批判的、有意识的分析和再认证的过程。在准备人教版选修 4 的电解池教 学过程中，发现学生的学习兴趣是有效学习的根本，而模式化学习是学生掌握基础知识和技 能的有效形式。