電解池說課稿

1、電解池說課一、說兩綱：教學大綱：C類要求：電解原理（以電解氯化銅溶液為例）B類要求：氯堿工業(yè)反應原理、銅的電解精煉A類要求：電鍍銅選學：以氯堿工業(yè)為基礎的化工簡介活動方式：演示實驗（電解氯化銅） 觀看視頻（氯堿工業(yè)、電鍍）考綱：了解電解池的工作原理，能寫出電極反應和電解池總反應方程式。二、教材的地位和作用：本節(jié)課選自蘇教版普通高中課程標準實驗教科書化學選修4專題一化學能與電能的轉化第二單元第三節(jié)。電解池與氧化還原反應、化學反應中的物質和能量變化等知識密切相關，它是電化學基礎，也是原電池知識的延續(xù)，更是研究其應用的基礎。在中學化學基本理論中占有重要的地位，也是指導工農業(yè)生產實踐的重要理論依據。學

2、習電解池之后，學生將形成一個將氧化還原反應、能量轉換、元素化合物知識、電解質溶液、原電池和電解原理和有關計算等知識聯(lián)系起來的知識網絡，對培養(yǎng)學生從實踐到理論，又從理論到實踐的認知規(guī)律的提高有很大的作用。三、教學目標：知識與技能：（1）理解電解原理，會判斷電解池、電極產物、電極周圍溶液pH值及整個溶液pH值的變化；（2）能書寫電極反應式及總反應式。過程與方法：（1）利用惰性電極電解氯化銅的實驗，探究電解原理，了解電解的應用，特別是電解在電鍍、電解精煉、電冶煉等方面的應用。（2）應用實驗、觀察等手段獲取信息，應用分析、推理、歸納、概括等方法加工信息。 情感態(tài)度與價值觀：（1）分組實驗與討論，體會小

3、組合作學習的樂趣，培養(yǎng)團結協(xié)作的精神；（2）通過探究實驗的操作，現象的觀察、記錄和分析，感受實驗方法在化學研究中的重要作用體驗科學研究的嚴謹與艱辛。（3）通過電解知識的學習，發(fā)現其在日常生活和工農業(yè)生產中的廣泛應用，激發(fā)學生勇于創(chuàng)新、積極實踐的科學態(tài)度。四、教學重難點：教學重點：理解電解的基本原理教學難點：陰陽兩極的電極反應式及電解的化學方程式的正確書寫、電解池的應用五、課時安排：2課時第一課時：電解原理第二課時：電解原理的應用六、教法與學法：通過實驗與多媒體的有機結合，進行問題探究、實驗探究、分組討論，歸納總結，體現“以問題為引導，學生為主體”的課堂教學法。指導學生運用實驗觀察、分析、比較、

4、討論、概括、練習等學習手段，通過親自動手參與實驗，分析討論實驗現象，得出結論的過程培養(yǎng)其探索精神及分析問題的能力。同時，也能夠培養(yǎng)學生的主體性與合作精神。七、教學策略：1、電解原理：從電解氯化銅的實驗直接引入，觀察實驗現象，通過問題思考引導學生分析原因，并拓展延伸，總結離子放電順序。在掌握原理的基礎上，再由學生分析電解規(guī)律。2、電解原理的應用：通過問題探究，引導學生利用電解原理分析電解飽和食鹽水的反應原理，再歸納總結其產物的利用。關于電鍍，可以補充電鍍銅的實驗，并將電鍍銅與電解氯化學銅溶液作對比。關于電冶金，以電解熔融NaCl為例，說明電解原理在冶金方面的應用。從而也可以說明導電的條件：有自由

5、移動的陰陽離子，這些離子可以是電解質溶液電離出來的，也可以是熔融態(tài)的電解質電離出來的。教學過程：第一課時引入 據創(chuàng)意廣告，用橙子、鐵釘、銅條和Iphone手機，設計裝置，給Iphone手機充電，同學們能解釋其中的奧秘嗎？生 鐵釘、銅條是電極，橙子提供電解質溶液，形成原電池，產生電流，從而可以給手機充電。師原電池產生的電能使手機完成充電的過程實現了從電能到化學能的轉化，電流是怎樣完成手機充電過程的呢？這就是我們這節(jié)課所要學習的內容。 板書第三節(jié) 電解池探究活動一通過實驗，探究電解池工作原理實驗探究分三步進行P19頁實驗，并觀察、記錄實驗現象(1) 將兩根碳棒分別插進U型管內的CuCl2溶液中，觀

6、察現象 現象：碳棒表面無明顯現象(2) 將兩根碳棒用導線相連后，浸入U型管內的CuCl2溶液中，觀察現象現象：碳棒表面無明顯現象(3) 將兩根碳棒分別跟直流電源的正、負極相連接，浸入U型管內的CuCl2溶液中，接通電源，觀察現象現象：和負極相連的碳棒上逐漸覆蓋了一層紅色物質。 和正極相連的碳棒上生成有刺激性氣味、能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{的氣體。原理探究 播放Flash：模擬CuCl2溶液導電過程中的微粒運動狀況。問題討論 1、通電前，溶液中存在哪些離子？在溶液中它們如何運動？2、通電后，陰、陽離子移動方向如何？3、通電過程中，電流的方向如何，電子的流動方向呢？4、通電后電極上分別發(fā)生什么反

7、應？ 歸納板書 一、 電解原理1、電解：使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極上引起氧化還原反應的過程。2、電解池：(1) 定義：將電能轉化為化學能的裝置。(2)形成條件：外加直流電源與電源相連的兩個電極陽 極：與電源正極相連的電極。（氧化反應）陰 極：與電源負極相連的電極。（還原反應）講a、電極必須能導電b、電極材料可相同亦可以不同。電極介紹 活潑電極：除Pt、Au、Ti等少數金屬外的其他金屬電極 惰性電極：石墨電極、鉑電極等電解質溶液或熔融的電解質用導線連接形成閉合回路3、工作原理：電子流向：電子從電源負極流出到電解池陰極，從電解池陽極流出到電源正極離子流向：陰離子移向陽極，陽離子移向陰極電極

8、反應：陽極：失電子，發(fā)生氧化反應陰極：得電子，發(fā)生還原反應4、電解的本質：電解質溶液的導電過程就是電解質溶液的電解過程。討論氯化銅溶液中，除了Cu2+和Cl-外，也有H2O電離出的H+和OH-，為什么電解氯化銅溶液時，沒有產生氫氣和氧氣呢？補充：“放電”概念；探究活動二探究陰陽兩極的放電順序（分組實驗） 實驗器材：反應容器（U型管） 、直流電源、導線、 電極（碳棒或銅棒）第一組：惰性電極電解NaCl溶液 第二組：銅作為陽極材料電解CuSO4溶液 第三組：惰性電極電解Na2SO4溶液 生匯報實驗結果第一組：陽極：Cl2 陰極：H2 第二組：陽極：銅棒質量減輕 陰極：Cu第三組：陽極：O2 陰極：

9、H2總結出電解池的放電順序：陽極放電能力：金屬單質>Ag+Cu2+H+Fe2+Zn2+ Al3+ Mg2+ Na+ K+陰極放電能力：S2-I -Br -Cl - OH -含氧酸根師補充：金屬電極做陽極，金屬本身被氧化（金、鉑除外）板書 5、陰陽兩極的放電順序陰極：（陽離子在陰極上的放電順序(得e-)）Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 陽極：(1)是惰性電極時：陰離子在陽極上的放電順序（失e-）S2-&g

10、t;I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)(2) 是活性電極時：電極本身溶解放電探究活動三 根據離子放電順序，寫出電解下列物質時的電極反應，歸納電解規(guī)律物質類別實例電極反應pH電解類型含氧酸H2SO4陽極：4OH-4e- = 2H2O+O2陰極：4H+4e-=2H2減小電解水型加水還原強堿NaOH增大活潑金屬的含氧酸鹽Na2SO4不變無氧酸HCl陽極：2Cl- -2e-= Cl2陰極：2H+ 2e- = 2H2增大分解電解質型加電解質還原不活潑金屬的無氧酸鹽CuCl2陽極：2Cl-

11、-2e-= Cl2陰極：Cu2+ + 2e- = Cu增大活潑金屬的無氧酸鹽NaCl陽極：2Cl- -2e-= Cl2陰極：2H+2e-= H2增大放氫生堿型（加HCl還原）不活潑金屬的含氧酸鹽CuSO4陽極：4OH- -4e- = 2H2O+O2陰極：4H+ 4e- = 2H2減小放氧生酸型(加CuO還原）分析電解中電極附近溶液pH值的變化。（1）電極區(qū)域 A陰極H+放電產生H2，陰極區(qū)域pH變大。 B陽極OH-放電產生O2，陽極區(qū)域pH變小。（2）電解質溶液中 A電解過程中，既產生H2，又產生O2，則原溶液呈酸性的pH變小,原溶液呈堿性的pH變大，原溶液呈中性的pH不變（濃度變大）。 B電

12、解過程中，無H2和O2產生， pH幾乎不變。但象CuCl2變大C電解過程中，只產生H2， pH變大。D電解過程中，只產生O2，pH變小。小結分析電解反應的一般思路：明確溶液中存在哪些離子根據陽極氧化，陰極還原分析得出產物陰陽兩極附近有哪些離子第二課時引言上節(jié)課我們學習了電解的原理，電解是通過電流引起化學反應的過程，即將電能轉變成了化學能。電解的原理在工業(yè)上有哪些應用呢？這節(jié)課就向同學們介紹電解原理在工業(yè)上應用的事例.板書二、電解原理的應用講電解飽和食鹽水以制備燒堿、氫氣和氯氣，電解飽和食鹽水的工業(yè)生產叫氯堿工業(yè)。板書1、電解飽和食鹽水制燒堿、氫氣和氯氣投影實驗裝置實驗裝置及原理：按上圖裝置，在

13、U形管里倒入飽和食鹽水，插入一根石墨棒做陽極，一根鐵棒做陰極。同時在兩邊管中各滴入幾滴酚酞試液，并用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗陽極放出的氣體。接通直流電源后，注意管內發(fā)生的現象。生利用電解原理，分析該實驗的原理，完成資料P60頁內容。講在這個反應中，由于H在陰極上得到電子而生成H2，破壞了附近的水的電離平衡，促進了水繼續(xù)電離，結果陰極區(qū)溶液里OH-濃度增大而呈堿性。板書(1) 實驗原理：陽極(放電順序：Cl->OH-)：2Cl-2e- = Cl2 (氧化反應)陰極(放電順序：H>Na)：2H+2e-=H2 (還原反應)總反應：2NaCl+2H2O2NaOH +H2+ Cl2 陰極 陽

14、極簡單介紹工業(yè)制備方法-離子交換膜法講由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成，每臺電解槽由若干個單元槽串聯(lián)或并聯(lián)組成。 將電解槽隔成陰極室和陽極室和陰極室，它只允許陽離子(Na)通過，而阻止陰離子(Cl-、OH-)和氣體通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO 而影響燒堿的質量。師其原料粗鹽中含有泥沙、Ca2、Mg2、Fe3、SO42-等雜質，不符合電解要求，因此必須經過精制。知識回顧強調除雜質時所加試劑的順序要求是Na2CO3必須在BaCl2之后，加入鹽酸在過濾之后。過渡電解的方法也可以用在銅的精煉上，通過火法

15、冶金煉出的銅是粗銅，含雜質多，不 適于電器及其他許多工業(yè)使用，必須進行電解精煉。問怎樣利用電解的原理精煉粗銅呢？板書2、電解精煉銅投影 粗銅作陽極，純銅作陰極，用CuSO4溶液作電解液，電解精煉銅的過程中兩極和電解液中離子的變化情況。生討論分析電解液中離子的種類，通電后溶液中離子的移動情況和陰極反應。完成資料P61頁內容講CuSO4溶液中有Cu2+、H+、SO42-、OH-等四種離子，通電后Cu2+、H+移向陰極，SO42-、OH-移向陽極，陰極上Cu2+放電變成Cu聚集在陰極板（精銅）上。板書 陰極(精銅)：Cu2+2e-Cu講 SO42-和OH-雖然移向了陽極，但是由于陽極板（粗銅）表面的

16、Cu原子失電子能力強于二者，故陽極上Cu原子失電子被溶解。板書 陽極(粗銅)：Cu2eCu2+問 粗銅中所含的雜質（如：Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）是如何除去的呢？講比銅活潑的金屬雜質，在銅溶解的同時也會失電子形成金屬陽離子而被溶解掉。如： Zn2eZn2+；Ni2eNi2+；由于這些離子比Cu2+難以還原，故它們不能在陰極上得電子析出而存留在溶液中。比銅不活潑的金屬雜質，在銅失電子溶解時,不能失電子而溶解，故 它們以單質形式沉積于電解槽底部，形成陽極泥。板書比銅活潑的金屬雜質以陽離子形式留于溶液中 比銅不活潑的金屬雜質形成陽極泥問請大家根據兩極上所發(fā)生的主要反應分析電解精煉銅過程中的電解

17、液有無變化。生分析、討論并回答。板書電解精煉銅過程中CuSO4溶液的濃度基本不變。過渡以上我們學習了銅的電解精煉原理，下面我們再共同學習電解原理的另一個應用實例電鍍銅。板書3、電鍍銅問什么是電鍍？電鍍的優(yōu)點有哪些？生查找閱讀教材中相關內容，歸納總結歸納板書(1) 電鍍是應用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。(2) 電鍍的主要目的是使金屬增強抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度。(3) 鍍層金屬：通常是在空氣或溶液中不易起變化的金屬，如Cr、Zn、Ag、Cu等講電鍍時，把待鍍金屬制品作為陰極；把鍍層金屬作為陽極；用含有鍍層金屬離子的電解質配成電鍍液。通低壓直流電，陽極金屬在溶液中成

18、為陽離子，移向陰極，在陰極獲得電子被還原成金屬，在待鍍件表面上覆蓋上一層均勻光潔而致密的鍍層。講例如，鋼鐵是人們最常用的金屬，但鋼鐵有個致命的缺點，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵發(fā)生腐蝕的一種最常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、銅、鉻、鎳等。問請大家根據電解精煉銅過程中所發(fā)生的兩極反應，選擇在鐵制品上鍍銅裝置的陰極材料、陽極材料和電鍍液。完成資料P60頁相關內容。生分析、討論并回答。板書(4) 在鐵制品上鍍銅：陽極銅 陰極鐵制品電鍍液CuSO4溶液原理：陽極(Zn) Zn-2e=Zn2+ 陰極(Fe) Zn2+2e = Zn 講陽極的鋅不斷氧化成Zn2+進入溶液，陰極溶液中Zn2+被還原成鋅鍍層，因此電鍍液中C(ZnCl2)保持不變。講電鍍的特點是“一多、一少、一不變”。一多指陰極上有鍍層金屬沉積，一少指陽極上有鍍層金屬溶解，一不變指電解液濃度不變。講這里還需要我們注意的是，電鍍生產過程中產生的廢水、廢氣、廢渣中含有多種對環(huán)境有害的物質，處理后應符合國家規(guī)定的排放標準