高中化学 第三节 电解池教案 新人教版选修4(精品资料).doc

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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；

(2) 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，知道氯碱工业反应原理，能正确书写电极反应式和电解的总化学方程式；

(4) 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；

(2) 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；

(2) 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

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学生的认知发展水平和知识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→反思总结、当堂检测→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：CuCl

2溶液、淀粉碘化钾试纸、NaOH溶液、CuSO

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

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料、电子流动方向、写出电极反应式；

构成原电池的条件是什么？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：Zn—Cu原电池（模拟该电池的装置及工作过程）

【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

溶液，观察【实验探究】让学生分组用改进的电解槽电解CuCl

2

现象，以验证上面讨论的结果。

【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CuCl

溶液通入直流电时，在

2

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

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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：

溶液中共有几种离子？结合实验，试说明其中离【思考】CuCl

2

子得失电子的难易顺序。

溶液中有Cu2+、Cl—、H+、OH—四种离子，【学生回答】CuCl

2

由实验结果可知，两极上的产物分别为Cu和Cl

，则可说明阳离

2

子得电子能力：Cu2+> H+，阴离子失电子能力：

Cl—> OH—。

【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+> Fe3+> Cu2+ >H+>Sn4+>Fe2+>Zn2+>……

阴离子放电顺序：S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>F—

【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

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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、电解池和原电池关系示意图

【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？哪些离子放电？分别写出两极上的电极反应方程式。

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【最新整理，下载后即可编辑】 （2）两极上各有什么现象产生？如何检验有NaOH 何Cl 2生

成？

（3）若食盐溶液中有Ca 2+、Mg 2+、SO 42—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 +、Cl —、H +、OH —，通电后H +、Na +

移向阴极，Cl —、OH —移向阳极。根据离子放电顺序：阴极：2 H ++2e

—=H 2↑ 阳极：2Cl ——2e —=Cl 2↑

（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Cl 2；阴极区加酚酞显红色，检验为NaOH 。

（3）Na 2CO 4、NaOH 、BaCl 2、HCl 试剂，加入时BaCl 2溶液要在

加Na 2CO 4溶液前加入。

【提问】写出该电解反应的总的化学方程式。

【板书】2NaCl+2H 2O H 2↑+Cl 2↑+2NaOH

【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OH —放电，生成Cl 2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，故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】

阳极：

粗铜精炼阴极：

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Cu2+进入溶液后，金属活泼性顺序位于Cu之后的Ag和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、Fe、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 n++ne—=M

【提问】以电解熔融NaCl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。【最新整理，下载后即可编辑】

【最新整理，下载后即可编辑】 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： Cu 2＋＋2e －=Cu （还原反应）

阳极： 2Cl －-2e －=Cl 2↑（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。

CuCl 2Cu ＋Cl 2↑

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 +>Hg 2+> Fe 3+ >

Cu 2+ >H +>Sn 4+>Fe 2+>Zn 2+>……

阴离子放电顺序：S 2—>I —>Br —>Cl —>OH —>含氧酸根>F —

3、电解池、原电池的区别

4、、电解池和原电池关系示意图

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

2NaCl+2H 2O

H 2↑+Cl 2↑+2NaOH 2、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

阳极：

粗铜精炼阴极：

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：M n++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结合，尝试采取全班学生分若干小组，打破常规听课方式，以便更好地完成课堂中的讨论，分组实验等教学过程。

教学中，围绕问题讨论，实验预测、验证，现象对比等环节，突破本节课的教学重点和教学难点，同时以讨论为主线，结合动手实验，学生参与，启发学思维，引导学生观察分析、推理、探究，调动学生的参与意识，引发他们积极思考，以体现学生的主体性；并将所学知识与生产生活实践相联系，使课堂学习更加贴近社会生活，同时，辅以课堂反馈，检查学生课堂吸收率，培养学生的解题能力。

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