高中化学选择性必修一 4.2.2电解原理的应用 教案

1、人教版（2019） 选择性必修1 第四章 化学反应与能量第二节 课时2 电解原理的应用教学设计教学目标1、掌握电解饱和食盐水的原理。2、了解电解原理在电镀、金属精炼、电冶金等方面的应用。3、掌握电解的有关计算。教学重难点重点：电解饱和食盐水的原理；电解的有关计算难点：电解原理的应用教学过程一、导入新课上节课我们学习了电解的原理，电解是通过电流引起化学反应的过程，即将电能转变成了化学能。电解的原理在工业上有哪些应用呢？这节课就向同学们介绍几个电解原理在工业上应用的事例.二、新课讲授【师】电解饱和食盐水以制备烧碱、氢气和氯气，电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业。 实验原理：阳极(放电顺序：ClOH

2、)：2Cl-2e = Cl2 (氧化反应)阴极(放电顺序：HNa)：2H+2e=H2 (还原反应)总反应：2NaCl+2H2O2NaOH +H2+ Cl2【注意】在学习电解食盐水的化学原理时，学生往往不容易理解碱为什么在阴极区生成。这点可以从H在阴极上大量被还原，从而引起水的电离平衡被破坏，来分析在阴极区积累大量OH的理由。【师】工业制备方法离子交换膜法由阳极、阴极、离子交换膜、电解槽框和导电铜棒等组成，每台电解槽由若干个单元槽串联或并联组成。将电解槽隔成阴极室和阳极室和阴极室，它只允许阳离子(Na)通过，而阻止阴离子(Cl、OH)和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合

3、而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO 而影响烧碱的质量。【过渡】工业上为什么要对粗铜进行电解精炼呢？【学生】阅读课本，回答。【师】电解精炼铜粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解液。【学生】请学生讨论分析电解液中离子的种类，通电后溶液中离子的移动情况和阴极反应。【总结】CuSO4溶液中有Cu2+、H+、SO42-、OH-等四种离子,通电后Cu2+、H+移向阴极，SO42-、OH-移向阳极，阴极上Cu2+放电变成Cu聚集在阴极板（精铜）上。【师】阴极(精铜)：Cu2+2eCuSO42-和OH-虽然移向了阳极，但是由于阳极板（粗铜）表面的Cu原子失电子能力强于二者，故阳极

4、上Cu原子失电子被溶解。阳极(粗铜)：Cu2eCu2+【师】粗铜中所含的杂质（如：Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）是如何除去的呢？【学生活动】请学生讨论、总结并回答上面提出的问题。【师】比铜活泼的金属杂质，在铜溶解的同时也会失电子形成金属阳离子而被溶解掉。如： Zn2eZn2+；Ni2eNi2+；由于这些离子比Cu2+难以还原，故它们不能在阴极上得电子析出而存留在溶液中。比铜不活泼的金属杂质，在铜失电子溶解时,不能失电子而溶解，故它们以单质形式沉积于电解槽底部，形成阳极泥。【过渡】以上我们学习了铜的电解精炼原理，下面我们再共同学习电解原理的另一个应用实例电镀铜。【问】什么是电镀？电镀的优点有哪

5、些？【学生活动】指导学生查找阅读教材中相关内容，请学生代表回答。【师】电镀时，把待镀金属制品作为阴极；把镀层金属作为阳极；用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液。通低压直流电，阳极金属在溶液中成为阳离子，移向阴极，在阴极获得电子被还原成金属，在待镀件表面上覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层。【师】这里还需要我们注意的是，电镀生产过程中产生的废水、废气、废渣中含有多种对环境有害的物质，处理后应符合国家规定的排放标准，对其中的有用成分要回收利用。【过渡】Na、Mg、Al等活泼金属都可用电解它们的熔融盐或氧化物制得。这种方法是利用电解法来冶炼活泼金属，我们将其称之为电冶金。【师】电冶金（1）本质：利用电解使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中还原出来（2）适用范围：制取活泼金