高中化学第四章电化学基础4.3电解池第2课时电解原理的应用教案
2020高中化学第四章电化学基础第三节电解池第2课时电解原理的应用教案新人教版选修4
第2课时 电解原理的应用[明确学习目标] 1.了解电解在氯碱工业中的应用。
2.了解电解在电镀、电解精炼及电冶金方面的应用。
一、电解饱和食盐水 1.装置、现象及电极反应式2.解释放电顺序:□03H +>Na + □04Cl ->OH - 3.总反应式化学方程式:□052NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑; 离子方程式:□062Cl -+2H 2O=====电解2OH -+H 2↑+Cl 2↑。
二、电镀 1.定义电镀是应用□01电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他□02金属或□03合金的方法。
2.电镀池的构成(往铁件上镀铜)(1)阴极材料:□04Fe ,电极反应式:□05Cu 2++2e -===Cu ; (2)阳极材料:□06Cu ,电极反应式:□07Cu -2e -===Cu 2+; (3)电解质溶液:□08CuSO 4溶液。
3.电镀的目的主要是增强金属□09抗腐蚀能力,增强美观和表面硬度。
三、电冶金 1.金属冶炼的本质使矿石中的金属离子获得电子,从它们的化合物中□01还原出来。
M n ++n e -===M 。
2.电冶金电解是最强有力的氧化还原手段,适用于一些□02活泼金属单质的制取,如冶炼钠、镁、铝等活泼金属。
3.电解熔融的氯化钠阳极反应式:□032Cl --2e -===Cl 2↑; 阴极反应式:□042Na ++2e -===2Na ; 总反应:□052NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑。
1.用惰性电极电解含有酚酞的饱和NaCl 溶液,如何通过实验现象判断阴、阳两极? 提示:2.若把铁件上镀铜的阴极材料换为小块精铜,阳极材料换为粗铜,能否通过电解方法由粗铜制精铜?提示:能。
阴极反应式为Cu 2++2e -===Cu ,而粗铜作阳极,比铜活泼的金属成为阳离子进入溶液,但不会在阴极上得电子成为单质(因Cu 2+得电子能力比它们要强),不如Cu 活泼的金属不失电子,会随Cu 的消耗从粗铜上脱落沉入阳极区,成为阳极泥。
2023年高三化学教案电解原理及其应用(精选3篇)
2023年高三化学教案电解原理及其应用(精选3篇)教案一:电解原理及其应用——电解反应的基本概念和电解质溶液的导电性质学习目标:1. 了解电解反应的基本概念和原理。
2. 掌握电解质溶液的导电性质及其影响因素。
3. 了解电解质在电解过程中的应用。
教学重点:1. 电解反应的基本概念和原理。
2. 电解质溶液的导电性质及其影响因素。
教学难点:1. 电解质在电解过程中的应用。
教学准备:1. 教材:高中化学教材。
2. 实验器材:电解槽、电池、导线、电极等。
3. 实验药品:NaCl溶液、CuSO4溶液等。
教学过程:Step 1:导入(5分钟)通过展示一个电解槽和电极的图片,引起学生对电解的兴趣,激发学生对电解的好奇心。
Step 2:讲解电解反应的基本概念和原理(15分钟)1. 什么是电解反应?电解反应是指在电解质溶液中,通过外加电压,使金属离子得以向阴极还原,非金属离子得以向阳极氧化的过程。
2. 电解质溶液的导电性质:电解质溶液能够导电的原因是其中存在可自由移动的离子。
电解质溶液的导电性与溶液中电解质的浓度和离子的迁移速度有关。
Step 3:讨论电解质溶液导电性质及其影响因素(20分钟)1. 为什么纯水不导电?纯水中几乎没有带电离子,所以不具备导电性。
2. 为什么强电解质溶液导电能力强于弱电解质溶液?强电解质溶液中大部分离子已经离解,能够自由移动,故具有较强的导电能力。
3. 电解质溶液的导电能力与溶液中电解质的浓度和离子的迁移速度有关。
Step 4:介绍电解质在实际应用中的一些例子(10分钟)1. 化学电镀:通过电解质溶液中的金属离子,将金属镀在电镀物体的表面。
2. 电解水制氢:通过电解水,将水分解为氧气和氢气。
3. 盐的电解法制取氯气:通过盐水电解,将氯气从盐水中分离出来。
Step 5:实验演示(15分钟)进行一个电解实验,例如电解CuSO4溶液,观察电极上的变化,通过实验充实学生对电解反应的理解。
Step 6:小结(5分钟)总结电解反应的基本概念和原理,以及电解质溶液的导电性质及其影响因素。
高中化学 第4章 电化学基础 第3节 电解池 课时2 电解原理的应用导学案 新人教版选修4-新人教版
课时2 电解原理的应用目标与素养:1.了解电解原理的应用—氯碱工业、精炼、冶金和废水处理等。
(宏观辨识与社会责任)2.以电子守恒的观点进行电化学计算。
(科学探究与模型认知)1.氯碱工业:电解饱和食盐水,制取烧碱、氯气和氢气。
(1)电极反应式(并注明反应类型) 阳极:2Cl --2e -===Cl 2↑(氧化反应); 阴极:2H ++2e -===H 2↑(还原反应)。
其中阴极反应中的H +是由水电离产生的。
(2)总反应式:2NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑。
2.电镀(1)电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。
(2)电镀⎩⎪⎨⎪⎧ 阳极:镀层金属,电极本身发生氧化反应阴极:待镀金属制品电镀溶液:含有镀层金属离子的溶液3.电解精炼(如电解精炼铜,杂质为铁、锌、金、银等)(1)粗铜作阳极,主要的电极反应为Cu -2e -===Cu 2+;纯铜作阴极,电极反应为Cu 2++2e -===Cu ;电解质溶液为CuSO 4溶液。
(2)活泼性较强的铁、锌等以离子形式进入溶液,活泼性较差的Ag 、Au 形成阳极泥。
4.电冶金制取金属K 、Ca 、Na 、Mg 、Al 等活泼金属,很难用还原剂从它们的化合物中还原得到单质,因此必须通过电解熔融的化合物的方法得到。
(1)电解熔融的氯化钠可以得到金属钠:阴极:2Na ++2e -===2Na ,阳极:2Cl --2e -===Cl 2↑,总反应式:2NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑。
(2)电解熔融Al 2O 3制Al ,冰晶石(Na 3AlF 6)作熔剂。
阴极:4Al 3++12e -===4Al ,阳极:6O 2--12e -===3O 2↑。
总反应式:2Al 2O 3(熔融)=====电解Na 3AlF 64Al +3O 2↑。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)石墨电极电解饱和食盐水,阳极附近生成NaOH 。
《电解原理及其应用》教学设计
【屏幕显示】 装置图 学生讨论:设计正确的连接方案 学生活动:动手组装
直接让学生连接电路还存 在一定的难度 , 这样 , 我就在屏 幕上给出这些设备 , 引导他们 先连接电路 , 再跟据电路组装 实验 , 以达到降低难度 , 培养兴 趣的目的 .
设计问题,引出离子放电顺序, 完成对电解原理的初步拓展与 应用;
④及时拓展、 涉及到离子的放电顺序问题。
同时通过针对性较强的练习,
针对练习
【板书】 4.离子的放电顺序
加强讲解与演练,突破“离子
【板书】用.惰.性.电.极.电.解.,.且.离.子.浓.度.相.同.时.有.如.下. 放电顺序的运用”这个难点。
⑧布置作业 1、对比原电池与电解池
帮助学生区分两个装置,建构
2、家庭小实验:根据电解原理,请自己设计一
知识联系与区别将科学探究延
个装置制取家庭消毒液?
伸到课外。变实验知识为实践
能力,升华创造意识
五、教学评价
本教学采用实验探究、动画演示,启发式教学的方法,充分体现学生在教师的正确引导下学习的主
动性和主体性。巧妙的把较难理解的电解原理一步一步让学生在自主学习的过程中加以掌握,并实时通
论—实践”的哲学思想。
④对学生进行环境保护的教育
教学的重点和难点: (1)根据以上对教材的分析可知:本节课的重点..是电解池的工作原理和形成条件,而电解池的工作
原理则是本节的难.点.即①电极反应的书写②电解产物的判断③电解 ( 离子 ) 方程式的书写。
(2)重、难点的突破: 通过实验探究、动画模拟、以旧带新、合理演绎等方式突破难点。
通过对电解原理的实验探究,培养学生观察、分析、推理、归纳、总结、探究等能力,巩固
高中化学 第四章 电化学基础 第三节 电解池(第2课时)电解原理的应用教学案 新人教版选修4
第二课时 电解原理的应用[课标要求]1.了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜以及电冶金等电解原理的应用。
2.掌握电解原理的有关计算。
1.电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑。
2.电镀时,待镀的金属制品作阴极,镀层金属作阳极,用含镀层金属离子的溶液作电镀液。
3.电解精炼铜时,用纯铜作阴极,粗铜作阳极,用CuSO 4溶液作电解液。
4.电解熔融Al 2O 3制取铝,电解熔融MgCl 2制取镁,电解熔融NaCl 制取钠。
电解原理的应用1.电解饱和食盐水氯碱工业:电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。
2.电镀(1)概念:应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。
(2)目的:使金属增强抗腐蚀能力,增加美观度和表面硬度。
(3)实例(在铁件上镀铜)。
3.电解精炼铜4.电冶金(1)金属冶炼的本质: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,如M n ++n e -===M 。
(2)电冶金:电解是最强有力的氧化还原手段,适用于一些活泼金属单质的制取,如冶炼钠、钙、镁、铝等活泼金属。
(3)电解熔融的氯化钠。
阳极反应:2Cl --2e -===Cl 2↑; 阴极反应:2Na ++2e -===2Na ;总反应:2NaCl(熔融) =====电解2Na +Cl 2↑。
[特别提醒](1)氯碱工业中所用的饱和食盐水必须精制,以除去食盐水中的Ca 2+、Mg 2+、SO 2-4等杂质。
(2)电镀时电解质溶液的浓度不变而电解精炼铜时,电解质溶液的浓度减小。
1.用惰性电极电解NaCl 水溶液,下列叙述正确的是( ) A .电解时在阳极得到氯气,在阴极得到金属钠 B .若在阳极附近的溶液中滴入KI 溶液,溶液呈褐色 C .若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液,溶液呈无色D .电解一段时间后,将全部电解质溶液转移到烧杯中,充分搅拌后溶液呈中性解析:选B 用惰性电极电解NaCl 溶液,阳极产物为Cl 2,阴极产物为H 2和NaOH ,不是金属钠,A 错误;NaOH 溶液使酚酞溶液变红色,C 项错误;因产物中生成NaOH ,溶液不可能呈中性,D 项错误。
【2019最新】高中化学第四章电化学基础4-3电解池第2课时电解原理的应用导学案
【2019最新】高中化学第四章电化学基础4-3电解池第2课时电解原理的应用导学案学习目标:1、了解氯碱工业,电镀,冶金的原理2、掌握电解电极方程式的书写。
学习重难点:掌握电解原理及应用。
自主学习1、氯碱工业:电解制、和。
食盐溶液中,含有的离子包括离子放电顺序有:阳离子:阴离子:现象:阳极:阴极:电极反应方程式:阳极:阴极:总方程式该电解池中阳极可用作电极(金属、惰性)2. 电镀:电镀是应用的方法。
电镀的主要目的是电镀的原理:电镀时,通常把作阴极,把作阳极,用含有作电镀液。
在作用下,镀件表面就覆盖上一层均匀光洁而致密的镀层。
电解精炼铜:电解时,通常把作阴极,中通常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等金属,用作阳极,用作电镀液。
电极反应:阳极:阴极:粗铜中的多数杂质沉积在电解槽底部,形成3.电冶金(1)金属冶炼就是使矿石中的。
电解是最强有力的手段。
(2)对于、、、这样活泼的金属,工业上用电解法冶炼。
工业上用电解的方法制取金属钠,方程式工业上用电解的方法制取金属镁,方程式工业上用电解的方法制取金属铝,方程式合作探究:1. 现代氯碱工业中使用的离子交换膜法电解制碱的主要生产流程示意图如下:依据图完成下列填空:(1)与电源正极相连的电极上所发生反应的电极方程式为____________________________;与电源负极相连的电极附近,溶液的pH________(填“不变”、“升高”或“降低”)。
(2)工业食盐中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+等杂质,精制过程中发生反应的离子方程式为___________________ 、 __________________ 、_______________________ 。
(3)如果粗盐中SO42-的含量较高,必须添加钡试剂除去SO42-,该钡试剂可以是________。
A.Ba(OH)2B.Ba(NO3)2 C.BaCl2(4)为有效除去Ca2+、Mg2+、SO42-,加入试剂的合理顺序为________。
人教版高中化学选修4-4.3《电解原理的应用》名师教学设计
第四章电化学基础第三节电解池第二课时——电解原理的应用长沙市第一中学张亚文核心素养通过电解饱和食盐水、电镀、铜的电解精炼的学习,培养学生将化学成果应用于生活的意识和社会责任感。
基本说明1、教学内容所属模块:选修4《化学反应原理》2、年级:高中二年级3、所用教材:人教版4、所属章节:第四章第三节教材分析电解池是借助于电能,使不能自发进行的氧化还原反应能够发生,从而使电能转化为化学能的装置。
它的应用相当广泛,由此形成的工业也很多,如氯碱工业、电镀、电解、电冶金、电池充电等。
本节课是学生学习“电解原理”知识后的自然延伸与实际应用的有机结合,它有助于学生系统学习电化学知识,并学会用理论知识来解释在生产生活、科研中的实际应用原理,为将来进行科研工作打好基础。
学情分析选修4《化学反应原理》第四章第一、二节和第三节第一课时中,学生已经具有借助氧化还原理论、金属活动顺序和物理学中的电学知识判断电源正负极、电解池的阴阳极,溶液中离子放电顺序的关系、正确书写电极反应式和基本的电解原理分析的能力。
因此,在本节课中,可利用已有的电解池原理知识来理解常见的生产生活中电解原理应用相关知识,例如电解饱和食盐水、电镀、铜的精炼、电冶金等工业生产,有助于学生将理论知识与实际生活相结合,达到理论联系实际的目的,激发学习兴趣。
本节内容是高考大纲中的必考热点内容,电化学知识既可以综合学科内的知识,如化学实验现象的判断和分析、定量实验的操作要求、离子方程式的书写、氧化还原反应问题分析、化学计算等,也可以涉及学科间知识的运用,如物理学中的有关电流强度的计算、有关电量和阿伏加德罗常数的计算等,还可以与生产生活(如金属的腐蚀和防护、电镀废液的危害与环保)、新科技及新技术(新型电池)等问题相联系,是不可忽视的知识点.关于电化学的内容是历年高考的重要知识点之一,已成高考的必考题.其考查的内容有:原电池、电解池、电镀池的电极名称及电极反应式等。
如2015年高考全国新课标卷I第11题,考察内容为微生物电池的总反应式,以及质子交换膜的问题;如2015天津高考卷第4题考查内容为阳离子膜知识;如2015年北京高考第27题第(4)问考查电解海水以及阳离子膜的作用等。
高中化学 第四章 电化学基础 4.3 电解池教案 新人教版选修4-新人教版高二选修4化学教案
4.3电解原理CuCl 2溶液中两根碳棒,分别跟直流电源的正极和负极相连接,接通一段时间后,观察两极上的现象并用湿润的KI-淀粉试纸检验所生成的气体。
【质疑】1.通电前溶液中存在哪些离子?这些离子是如何运动的?【分析】接通直流电后,原来的离子运动发生了这样的变化?有关离子在两极发生了什么样的反应?【观看】动画实验【提问】两极产物是什现,与电源负极相连的一端的碳棒上有红色固体物质析出,与电源正极相连的一端碳棒上有使湿润的淀粉-KI试纸变蓝的气体生成。
分析整理作出判断,红色物质为铜,黄绿色的气体为氯气。
回答:通电前溶液力及口头表达能力。
调动学生思维,分层次思考,有利于激发学习兴趣。
分析方法在教学中潜移默化的渗透。
实现感性认识到理性认识的过程。
么?【讲解】电解CuC12溶液的原理可表示为:阳极:2C1- -2e- == C12↑(氧化反应)阴极:Cu2+ + 2e- == Cu (还原反应)总反应:CuC12 Cu + C12↑【概括】通俗记法,利用谐音。
阳(极)--氧(化反应)【思考与交流】1、如何判断电解池的阴阳极?2、在CuCI2溶液中有自由移动的Cu2+、CI-、H+、OH-,为什么只有Cu2+、CI-得失电子,而H+、却不能在两极上得失电子呢?二、离子放电顺序【讲解】阳离子得到电子或阴离子失去电子的过中Cu2+、CI-、H+、OH-自由移动讨论分析,回答:通电后带正电的Cu2+、H+向阴极移动;带负电的CI-、OH-向阳极移动。
Cu2+在阴极得电子变成了单质Cu,CI-在阳极失电子变成了CI2。
回答阳极产物—氯气(CI2)阴极产物—铜(Cu)加深记忆,培养兴趣。
调动学生处于积极思考状态,培养思维能力。
培养阅读能力及自学能力、分析问题的能力。
创设问题情境激发学生求知欲望,培养自学能力。
[讲]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。
[板书]1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气[投影]实验装置及原理按上图装置,在U形管里倒入饱和食盐水,插入一根石墨棒做阳极,一根铁棒做阴极。
高中化学第四章电化学基础4.3电解池教案新人教版选修4
第三节电解池(第一课时)学习目标:1、了解电解池的工作原理2、初步掌握一般电解反应产物的判断方法3、会写两极反应式和总反应式重、难点:电解池的工作原理学法指导:在回忆有关电解质及其电离的基础上,理解电解质导电的前提是电离,电解质导电的过程是使电流通过电解质溶液(或熔融的电解质)而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程(即电解)。
在分析电解反应产物时,一般先看电解池的阳极(与电源正极连接)材料,若为惰性电极(Pt或C)则非金属阴离子在阳极上失电子,发生氧化反应,电解池的阴极(与电源负极连接)则为阳离子得电子发生还原反应。
然后把两极的反应相加即为总反应(但H+和OH-若是水提供的应写H2O,注意还要写反应条件“电解”)教学过程:一、自主学习:(一)思考回忆1、电解质是指在___________________能够导电的化合物。
2、电离是指电解质在_______或______状态下离解成 _____________的过程。
3、原电池是____________________的装置。
4、构成原电池的条件是:(二)观察与思考1、把C换成Cu能否使铜离子变成Cu?2、把C换成Zn呢?3、若把两极都换成C能否使铜离子变成Cu?二、独立思考、合作探究:观察实验:电解饱和氯化铜溶液,回答相关问题(一)实验现象:(二)总结归纳:电解池:1、定义:把能转化为能的装置。
2、电解:使电流通过而在阴、阳两极引起反应的过程3、构成条件:(三)交流与讨论:1、使用的电极材料是活性的还是惰性的?2、通电前氯化铜溶液中存在哪些阴阳离子?3、接通电后阴、阳离子如何定向移动?4、当离子到达电极表面后,发生的什么类型的反应?5、电解后溶液中离子的浓度是否都有变化?(四)观看电解氯化铜溶液微观模拟,总结归纳:电解池4、电解原理:(五)交流与讨论:在溶液中存在Cu2+ 、Cl-、H+、OH-四种离子,为何发生氧化还原反应的是Cu2+ 、Cl-?说明两极的离子放电的顺序受什么所影响?(六)总结归纳:电解池:5、离子放电顺序(氧化还原能力强弱):阴极阳离子的得电子顺序:巧记:与金属活泼性反向关系阳极阴离子的失电子顺序:三、小结:分析电解反应的一般思路四、练习:1、分析下图,哪个是原电池,哪个是电解池。
精品高中化学第四章电化学基础4-3电解池第2课时电解原理的应用教案
【最新】2019年高中化学第四章电化学基础4-3电解池第2课时电解原理的应用教案教学目标知识与技能:了解氯碱工业,电镀,冶金的原理过程与方法:培养学生的实验操作能力,团结协作能力、观察能力、分析能力、归纳总结能力以及运用知识解决问题的能力情感态度与价值观:通过电镀工业废水处理的简单介绍,增强学生的环境保护意识教学重点:电解池原理教学难点:电解原理的应用教学过程:【引言】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两个电解原理在工业上应用的事例.【板书】二、电解原理的应用【讲】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。
【板书】1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气【投影】实验装置及原理按上图装置,在U形管里倒入饱和食盐水,插入一根石墨棒做阳极,一根铁棒做阴极。
同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液,并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。
接通直流电源后,注意管内发生的现象。
【讲】在这个反应中,由于H+在阴极上得到电子而生成H2,破坏了附近的水的电离平衡,促进了水继续电离,结果阴极区溶液里OH―浓度增大而呈碱性。
【板书】(1) 实验原理:阳极(放电顺序:Cl―>OH―):2Cl―-2e == Cl2 ↑ (氧化反应)阴极(放电顺序:H+>Na+):2H++2e==H2 ↑(还原反应)阴极阳极【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。
【板书】(2)工业制备方法---离子交换膜法【讲】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。
人教版选修4 化学:4.3 电解池(电解池原理的应用) 教学设计
电解池原理的应用教学设计一、教材分析(一)教材的地位与作用《电解池原理的应用》是选自人教版《普通高中课程标准实验教科书》选修四第四章第3节的内容。
《化学新课程标准》中明确指出:了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
《电解池原理》在中学阶段的基本概念基础理论知识中,占有极其重要的地位,不仅是本章的重点,也是整个中学化学学习的重点和难点之一。
在高中化学的教学中,电解池原理是电化学的第二个重点内容,是历年高考考题常考的热点,而历年来高考考题更加青睐于对电解池原理的应用的考察,既考察了电解池原理的基本内容,更考察了学生知识迁移的能力,所以,学习电解池原理的应用部分内容很有必要性,让学生在课堂上接触高考考题的考察方向和出题方式,接触新理念、新题型,敢于创新,以致在高考中不惧变化。
本课时的内容,属于高三一轮复习。
属于电解池原理部分复习内容的第二课时,学生在第一课时已有了电解池原理的基本概念,也了解了电解池的工作原理,因此,通过教材中学生最为熟悉的电解原理的应用部分的第一种应用方向:“电解饱和食盐水制取烧碱、氯气和氢气”引入,让同学们自己画出实验装置图,并书写电极方程式,再一次回顾电解池的工作原理,随后,以此为载体,再抛出多个问题,引出类似电解池应用的多种例子和多个考察的方向。
起到了举一反三,让学生融会贯通,学以致用。
(二)教学目标基于对教材的理解和分析,以及普通高中化学课程标准和本校高三学生的实际相结合,我确定本节课的教学目标为:(1)知识与技能目标①理解电解池原理的概念②掌握电解池电极方程式和总方程式书写的一般方法③能熟练分析多个变装后的电解池装置(2)过程与方法①培养学生的分析推理能力,利用已有知识解决实际问题的能力②通过组织学生对变装电解池装置的分析,培养学生对比、归纳、总结的能力③通过多种电解池装置的分析,培养学生的创新思维能力(3)情感态度与价值观目标①培养学生求真务实的分析精神②让学生通过自主探究获得知识,体验科学知识的形成过程,体会科学研究成功的乐趣③培养学生透过现象看本质的辩证唯物主义观,找出事物变化规律(三)教学重难点重点:理解电解池原理的概念,并能对电解池原理进行应用难点:电解池原理进行应用,对陌生的电解池进行分析二、学情分析(一)知识与经验本校的学生属于省重点中学的学生,学生在高一时候已经学习了氧化还原反应,离子方程式书写,这些都是电化学部分内容的必备工具性知识。
人教版高中化学选修四 4.3.2电解原理的应用 教学设计2
思考、回答
培养学生能运用多种手段获取信息。
思考与交流:对于一些活泼的金属,由于难有还原剂将它们从其化合物中还原出来。电解法是一种强有力的氧化还原手段,几乎成为工业生产的唯一可行的方法。
培养学生自主学习的能力。
问题评价
解决电冶金部分问题
思考、回答
自主学习反思、评价
媒体播放
我们知道,工业通过电解熔融的NaCl来制取钠,这是工业制钠的装置示意图.通过你的观察,你认为从此管排出的是…从另一管口产生的是…。
用湿润的淀粉—KI试纸来检验气体,如果变蓝,说明有氯气生成,该电极为阳极;
或滴入酚酞试液,首先变红的哪一极为阴极。
培养学生的发散性思维能力
过渡
在日常生活中,我们经常可以看到,一些美观的金属制品使用一段时间后会失去表面的光泽,如铁生锈(媒体展示)等,我们应该怎么做才能避免或减缓这种现象的发生? [学生:油漆,电镀等]。为什么要这么做?学生:通过电镀可增强金属抗腐蚀能力,(补充:同时增加了美观和硬度。)(媒体展示镀件)
巩固、应用
提问
粗铜中含有铁、锌、镍、银、金等杂质,为什么在阴极上只有铜析出,而没有锌、镍、银、金析出?这些金属元素将以什么形式存在?你认为溶液中的铜离子浓度有没正确的价值观
提问
大家知道在人类数千年的文明发展历程中,人们陆续发现并制得了许多金属,但直到近三、四百年Na、Mg、Al等活泼金属才被陆续发现和制得,这是什么原因?请大家通过阅读电冶金的内容,并结合已有知识,完成相关问题。
引言
上节课我们学习了电解的原理,知道电解池是将电能转变为化学能的装置。电解的原理在工业上有哪些应用呢?这节课我们就来共同探讨这个问题。
教学设计3:4.3.2电解原理的应用
第四章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。
《电解池》的教学设计
化学选修4 第四章第三节《电解池》教学设计一、教学分析【教材分析】《电解池》是高中人教版化学选修4反应原理第四章电化学基础第三节,是电化学中的重要知识。
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、电离等知识综合运动。
电解教学安排在氧化还原反应、离子方程式、电离平衡和原电池知识后教学符合化学科知识的逻辑体系和学生理解规律。
本章的知识是研究化学反应与电能的关系的重要章节。
电解池的学习也是协助学生理解电能量是如何转化成化学能的基础,在整个电化学学习中具有重要的地位。
也起到了让学生能够将理论联系到生活中的作用。
本节教材主要内容有:电解池的概念、原理、组成电解池的条件,及电解时阴阳两极的放电顺序和电镀的知识。
分为三个课时讲述。
(二)学情分析学生已经掌握了原电池的相关知识,并且也会设计原电池,知道如何将化学能转变成电能,而电解池是将电能转变成化学能是原电池工作原理的相反过程,且在高一的学习也接触过电解池的一些知识,所以学生学习电解池在联想理解上有一定的知识储备。
但是对于电解池工作原理的微观想象可能存有着一定的困难。
【设计思路】《电解池》中的第一课时内容。
该内容是中学化学中电化学的重要组成部分,是高中化学教学的一个重点和难点。
学生已经学习了原电池的相关知识,在此基础上进一步学习电解知识平台。
采用实验教学模式,教学过程中教师为学生创设学习情境,搭建一系列的问题支架,引导学生去发现问题,解决问题。
让学生在观察中学习,在学习中思考,在思考中升华,然后将知识使用到具体的应用中;力求做到“以转变学生的学习方式,提升学生的科学素养,培养学生的科学探究水平为主”的新课程教学理念。
在教学内容的安排上,按照从易到难,从实践到理论再到实践的顺序。
在学习过程上按探索发现问题———实验探究问题(或讨论探究问题)——讨论解决问题的去学习。
通过这种方式培养学生的实验水平、观察水平及分析水平。
通用版高中化学第四章电化学基础第三节电解池第2课时电解原理的应用学案新人教版选修40824344.doc
第2课时 电解原理的应用[学习目标定位] 1.熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理,会写其电极反应式及化学方程式。
2.学会电解的有关计算。
一、电解原理的应用 1.氯碱工业(1)概念:用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠、氢气和氯气,并以它们为原料生产一系列化工产品的工业,称为氯碱工业。
(2)原理:①通电前,氯化钠溶液中含有的离子是Na +、Cl -、H +、OH -。
通电时,移向阳极的离子是Cl -、OH -,移向阴极的离子是Na +、H +。
②阳极反应式为2Cl --2e -===Cl 2↑; 阴极反应式为2H ++2e -===H 2↑;因H +放电,促进了水的电离,使阴极区溶液显碱性。
③电解的总反应式化学方程式为2NaCl +2H 2O=====电解H 2↑+Cl 2↑+2NaOH ; 离子方程式为2Cl -+2H 2O=====电解H 2↑+Cl 2↑+2OH -。
(3)氯碱工业生产流程 ①阳离子交换膜电解槽②阳离子交换膜的作用:只允许Na +等阳离子通过,不允许Cl -、OH -等阴离子及气体分子通过,可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸,也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量和质量。
2.电镀(1)电镀的概念:应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的方法。
电镀可以使金属更加美观耐用,抗腐蚀性能增强。
(2)某电镀铜实验装置(电镀池)如图所示。
请回答下列问题:①铜片为镀层金属,与直流电源的正极相连,作阳极; 铁件为待镀金属,与直流电源的负极相连,作阴极; 硫酸铜溶液为电镀液,含有镀层金属离子。
②阳极反应式为Cu -2e -===Cu 2+; 阴极反应式为Cu 2++2e -===Cu 。
③可观察到的现象是铁件表面镀一层红色的铜,铜片不断溶解。
④硫酸铜溶液浓度的变化是不变。
(3)电镀的特点是阳极参与电极反应,电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH 等保持不变。
高中化学第04章电化学基础专题4.3.2电解原理的应用导学案新人教选修4
4-3-2 电解池(第二课时)【学习目标】1.熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精华铜、电冶金的原理,会写其电极反响式及化学方程式。
2.掌握电解的有关计算。
【学习重难点】学习要点:电解方程式的书写及电解的计算学习难点:电解方程式的书写及电解的计算【自主预习】1.用惰性电极电解氯化钾溶液,阴极反响式是,阳极反响式是,电解的化学方程式是。
电解后溶液的pH 变化是;欲使电解后的溶液复原,需加入的物质是。
2.在硫酸铜溶液中,插入两个电极进行电解。
(1)若两极均为Pt 电极,则阳极反响式是,阴极反应式是,电解的化学方程式是。
(2)若两极均为铜片,则阳极反响式是,阴极反响式是,电解过程中溶液的浓度变化是。
(3)若阳极为锌片,阴极为铜片,则阳极反响式是,电解过程中两极的变化是。
【预习检测】1.以下表达中不正确的选项是()A.电解池的阳极上发生氧化反响,阴极上发生复原反响B.不可以自觉进行的氧化复原反响可经过电解的原理实现C.电镀时,电镀池里的阳极资料发生氧化反响D.电解饱和食盐水时,阳极获得氢氧化钠溶液和氢气2、若某池(电解池或原电池)的总反响离子反响式是Cu+ 2H+ ==Cu2++ H2↑,对于此电池的有关说法正确的选项是()A.该池可能是原电池,也可能是电解池B.该池只好是原电池,且电解质溶液为硝酸C.该池只好是电解池,且金属铜为该电解池的阳极D.该池只好是电解池,电解质溶液只好是硝酸合作研究研究活动一:电解原理的应用1.电解饱和食盐水(1)通电前,氯化钠溶液中含有的离子:。
通电时移向阴极,放电,移朝阳极,放电。
电极反响式为阳极: 2Cl --===Cl ↑(反响 )- 2e2+-反响 )阴极: 2H + 2e ===H↑(2因放电,以致水的电离均衡+-向右挪动,以致生成。
H2OH + OH(2)电解的总反响式化学方程式:;离子方程式:;工业上习惯把电解饱和食盐水叫做。
2.电解精华铜(1)粗铜中常常含有铁、锌、银、金等多种杂质,常用电解的方法进行精华。
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电解原理的应用
教学目标
知识与技能:了解氯碱工业,电镀,冶金的原理
过程与方法:培养学生的实验操作能力,团结协作能力、观察能力、分析能力、归纳总结能力以及运用
知识解决问题的能力
情感态度与价值观:通过电镀工业废水处理的简单介绍,增强学生的环境保护意识 教学重点:电解池原理 教学难点:电解原理的应用 教学过程:
【引言】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两个电解原理在工业上应用的事例. 【板书】二、电解原理的应用
【讲】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。
【板书】1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气 【投影】
实验装置及原理
按上图装置,在U 形管里倒入饱和食盐水,插入一根石墨棒做阳极,一根铁棒做阴极。
同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液,并用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极放出的气体。
接通直流电源后,注意管内发生的现象。
【讲】在这个反应中,由于H +
在阴极上得到电子而生成H 2,破坏了附近的水的电离平衡,促进了水继续电
离,结果阴极区溶液里OH ―浓度增大而呈碱性。
【板书】(1) 实验原理:
阳极(放电顺序:Cl ―
>OH ―
):2Cl ―
-2e == Cl 2 ↑ (氧化反应) 阴极(放电顺序:H +
>Na +
):2H +
+2e==H 2 ↑(还原反应)
实验装置
总反应:2NaCl+2H2O 电解
2NaOH +H2↑+ Cl2↑
阴极阳极
【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。
【板书】(2)工业制备方法---离子交换膜法
【讲】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。
【讲】其原料粗盐中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42―等杂质,不符合电解要求,因此必须经过精制。
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【问】工业上为什么要对粗铜进行电解精炼呢?
【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。
【问】怎样利用电解的原理精炼粗铜呢?
【板书】2、电解精炼铜
粗铜作阳极,纯铜作阴极,用CuSO4溶液作电解液。
【投影】见下页
【学生活动】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。
【学生总结】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。
【板书】阴极(精铜):Cu2++2e-=Cu
【讲】SO42-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,故阳极上Cu原子失电子被溶解。
【板书】阳极(粗铜):Cu-2e-=Cu2+
【问】粗铜中所含的杂质(如:Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)是如何除去的呢?
【讲】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: Zn-2e-=Zn2+;
Ni-2e-=Ni2+;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。
【板书】比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中
比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥
【投影】播放课前制作的多媒体课件,模拟电解精炼铜的过程中两极和电解液中离子的变化情况。
【问】请大家根据两极上所发生的主要反应分析电解精炼铜过程中的电解液有无变化。
【学生活动】学生分析、讨论并回答。
【板书】电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度基本不变。
【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。
【板书】3、电镀铜
【问】什么是电镀?电镀的优点有哪些?
【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。
【板书】(1) 电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
(2) 电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。
(3) 镀层金属:通常是在空气或溶液中不易起变化的金属,如Cr、Zn、Ag、Cu等
【讲】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。
【讲】例如,钢铁是人们最常用的金属,但钢铁有个致命的缺点,就是它们易被腐蚀。
防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属,如锌、铜、铬、镍等。
【问】请大家根据电解精炼铜过程中所发生的两极反应,选择在铁制品上镀铜装置的阴极材料、阳极材料和电镀液。
【学生活动】学生分析、讨论并回答。
【板书】(4) 在铁制品上镀铜:阳极——铜
阴极——铁制品
电镀液——CuSO4溶液
原理:阳极(Zn) Zn-2e==Zn2+
阴极(Fe) Zn2++2e == Zn
【讲】阳极的锌不断氧化成Zn2+进入溶液,阴极溶液中Zn2+被还原成锌镀层,因此电镀液中C(ZnCl2)保持不变。
【讲】电镀的特点是“一多、一少、一不变”。
一多指阴极上有镀层金属沉积,一少指阳极上有镀层金属溶解,一不变指电解液浓度不变。
【讲】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】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。
【板书】4、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:制取活泼金属单质,如电解NaCl、MgCl2、Al2O3制取Na、Mg、Al
【小结】本节课我们学习了铜的电解精炼和电镀铜的知识,铜的电解精炼类似于“在铜上镀铜”,故掌握电镀的原理是本节的重点。
下面请同学们根据所学知识填写课前所发放的表格。
【投影】原电池、电解池与电镀池的比较
板书设计:
二、电解原理的应用
1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气
(1) 实验原理:
阳极(放电顺序:Cl―>OH―):2Cl―-2e == Cl2↑ (氧化反应) 阴极(放电顺序:H+>Na+):2H++2e==H2↑(还原反应)
总反应:2NaCl+2H2O 电解
2NaOH +H2↑+ Cl2↑
阴极阳极
(2)工业制备方法---离子交换膜法
2、电解精炼铜
粗铜作阳极,纯铜作阴极,用CuSO4溶液作电解液。
阳极(粗铜):Cu-2e-=Cu2+
阴极(精铜):Cu2++2e-=Cu
比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中
比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥
电解精炼铜过程中CuSO4溶液的浓度基本不变。
3、电镀铜
(1) 电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
(2) 电镀的主要目的是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。
(3) 镀层金属:通常是在空气或溶液中不易起变化的金属,如Cr、Zn、Ag、Cu等
(4) 在铁制品上镀铜:阳极——铜
阴极——铁制品
电镀液——CuSO4溶液
原理:阳极(Zn) Zn-2e==Zn2+
阴极(Fe) Zn2++2e == Zn
4、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:制取活泼金属单质,如电解NaCl、MgCl2、Al2O3制取Na、Mg、Al
教学回顾:
学生用肉眼是看不见微观粒子的运动的,中学阶段实验室设备又达不到要求,所以要充分发挥多媒体的作用,通过观看氯化铜溶液电解过程的电脑动画了解离子的移动情况,物质的生成情况,把微观的内容宏观化,让学生更直观地理解电解原理。