第四章第三节 电解池教案.pdf
电解池教案新部编本
第四章第三节电解池(第一课时)学习目标1.知识与技能:(1)理解电解的原理,掌握电解池的构成条件及电极反应的书写。
(2)通过实验探究出离子的放电顺序以及不同的电极材料,阴、阳极上产物的判断。
2.过程与方法:通过实验操作及对实验现象的观察、分析和推理,让学生体验科学探究的过程,形成一定的实验能力,观察能力、和思维能力。
3.情感态度与价值观:通过实验探究,培养学生良好的科学态度和科学方法,渗透由现象看本质、由个别到一般、由一般到特殊的辩证唯物主义观点。
先学后教1.电解质是指在_____________能够导电的_______________。
2.电离是指电解质_____________或__________状态下离解成____________过程。
3.电解质通电前在水溶液中自由移动的阴、阳离子作______________运动;在外电源的作用下,形成_________移动而导电。
在导电的同时,在阳、阴两极发生氧化—还原反应,即被电解,电离是__________的前题。
4.电解原理⑴电解的定义________________________________________________________。
注意:电源——直流电,电解质状态——水溶液或熔融状态。
⑵电解池(槽)将____能转变成____能的装置。
⑶电极阳极:跟直流电源_____极相连的电极,发生________反应。
阴极:跟直流电源_____极相连的电极,发生________反应。
⑷电子流动方向(外电路)电源极→电解池极………电解池极→电源极注意:电子流动方向和电流方向相。
⑸电解原理电解质在溶于水或熔融状态下电离出自由移动的离子,通电后,离子定向移动,阳离子移向____极,在____极_____电子发生______反应,阴离子移向____极,在____极_____电子发生______反应。
以学定教结论:CuCl2溶液通直流电以后发生了________变化。
集体备课-《第四章-电化学基础》第三节-电解池教案
课题:第三节电解池(一) 授课班级课时 1教学目的知识与技能1、理解电解原理,会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pH值及整个溶液pH值的变化;2、能书写电极反应式及总反应式,培养分析归纳知识的能力。
过程与方法利用惰性电极电解氯化铜的实验,探究电解原理,了解电解的应用,特别是电解在电镀、电解精炼、电冶炼等方面的应用。
情感态度价值观通过电解知识的学习,发现其在日常生活和工农业生产中的广泛应用,激发学生勇于创新、积极实践的科学态度。
重点理解电解原理和以电解CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。
难点理解电解原理,非惰性电极作阳极对电解产物的判断,电解原理的应用。
知识结构与板书设计第四章第三节电解池(electrolytic cell)一、电解原理1、电解原理:CuCl2 =Cu2++2Cl-阴极:Cu2++2e-=Cu (还原反应)阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)2、基本概念(1) 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。
(2) 把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
(3) 当离子到达电极时,失去或获得电子,发生氧化还原反应的过程CuCl2Cu+Cl2↑2、电解池的两极阴极:与电源负极相连的电极。
(发生还原反应)阳极:与电源正极相连的电极。
(发生氧化反应)3、电解池中的电子的移动方向电源负极→电解池阴极→电解液中的阳离子(被还原)电解池中阴离子(被氧化)→电解池阳极→电源正极4、电解的本质:电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程5、离子的放电顺序阳离子:Ag+>Hg2+>Cu2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Na+>K+阴离子:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根6、电极产物的判断(1) 阳极放电顺序:活泼阳极(金属)>无氧酸根离子>OH―>含氧酸根离子>F―(2) 阴极放电:溶液中的阳离子放电7、电极反应式的书写:列物质,标得失;选离子,配电荷;配个数,巧用水;两式加,验总式。
第四章第三节电解原理教学设计(参赛)
教学设计课程模块:选修4《化学反应原理》课题:第四章第三节第一课时《电解原理》参赛单位:湘潭县云龙实验中学参赛教师:肖亮第四章电化学基础第三节电解池第一课时——电解原理【教材分析】(使用教材:人教社2007年2月第3版)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,如电镀、电冶金、电池充电等。
本节课是学生学习“原电池”知识后的自然延伸,它有助于学生系统学习电化学知识,为后续学习电化学知识在生产生活和科研中的重要作用打好理论基础。
【学情分析】本课时内容位于选修4《化学反应原理》第四章第三节。
在必修2第二章第二节中,学生已经接触过简单的原电池知识;在选修4《化学反应原理》第四章第一、二节中,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池正、负极以及设计原电池和书写原电池电极反应的能力。
因此,在本节课中,可利用原电池的原理逆向思考自然过渡到电解池的学习中去,并应用氧化还原相关知识拓展和延伸电化学理论。
【设计思路】由原电池原理的逆向应用,引出发明电解池的可能性;结合物理学中电子流向及化学中氧化还原相关知识,科学猜想两电极上的可能反应;然后让学生小组讨论以确定实验装置、动手实验以验证反应产物。
使学生在探究中发现问题、在小结中提升理论。
最后在“学会应用”中巩固知识、形成体系。
【教学目标】知识与技能:1.理解电解池原理,初步形成电解池工作原理的理论模型。
2.学习科学探究的基本方法,提高科学探究的能力。
过程与方法:电解氯化铜溶液的实验采用学生猜想、实验验证、分组讨论、师生总结的方法,让学生感受电能转化为化学能的科学事实,体验“科学猜想——实验验证——归纳总结——形成理论”的研究过程,增强对电解池工作原理的了解。
情感态度价值观:1. 通过原电池工作原理到电解池工作原理的逆推,体验电化学知识间的相关性与渐进性,感受化学世界的奇妙与和谐。
三节 电解池优秀教案
选修四第四章第3节电解池第一课时电解原理课前预习学案一、预习目标预习实验“电解池原理”,初步把握实验原理、目地要求、材料用具和方法步骤. 二、预习内容“电解池原理”实验1.实验原理:2.材料用具实验仪器:小烧杯、玻璃棒、碳棒、导线、电流表、电源、改进地塑料制电解槽;实验药品:CuCl2溶液、淀粉碘化钾试纸、NaOH溶液、CuSO4溶液、片、片. 3.实验步骤:⑴;⑵;⑶4.观察和记录:三、提出疑惑同学们,通过你地自主学习,你还有哪些疑惑,请把它填在下面地表格中课内探究学案一、学习目标1.知道电解地基本原理,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.正确使用实验器材,完成“电解池原理”实验操作.学习重难点:知道电解地基本原理,会判断一般电解反应产物.二、学习过程(一)电解原理1、试验探究如图所示:与电源正极相连地电极叫极,与电源负极相连地电极叫极.若烧杯中地液体为CuCl2溶液,合上电源开关,能否看到小灯泡发光?.给CuCl2溶液通电时现象:阴极上,经检验该物质是.阳极上:,经检验该物质是.CuCl2溶液两支电极上发生地反应为:阳极:.反应类型:反应.阴极:.反应类型:反应.总反应式:.过程分析:CuCl2溶液能导电是因为存在,通电后这些自由移动地离子,在电场作用下作移动,根据相互吸引地原理,带负电地氯离子向极移动,在阳极,氯离子失去电子被为氯原子,并两两结合成氯分子,从阳极放出,带正电地铜离子向极移动,在阴极铜离子获得电子被成铜原子,覆盖在阴极上.2、电解:使电流通过溶液而在阴、阳两极引起地过程.所用电流一般为直流电还是交流电较好?!该过程中能转化为能!这是一个物理过程还是一个化学过程?过程!显然:电解质溶液地导电过程就是地过程.3、电解池:将能转化为能地装置.构成电解池地条件:①②③④判断下列装置是否属于电解池:在CuCl2地电解池装置中,电子流动方向从电源地极沿着导线到达极,从极沿着导线回到电源地极.在溶液中电子有没有从阴极直接到达阳极呢?.溶液中地在电场作用下到达阴极,得到从电源负极流出地电子;溶液中地在电场作用下到达阳极,失去了电子流向电源地正极.就是说:在电解质溶液中依靠地定向移动而形成闭合回路地.对CuCl2溶液而言,溶液中是否只有Cu2+和Cl-两种离子呢?.水电离出少量地H+和OH --在电场作用下是否也要做定向移动呢?.通电时,溶液中地RTCrp。
2017-2018学年人教版选修4 第4章第3节 电解池 教案
第三节电解池一、教学设计本节内容包括两大部分:一是电解原理,二是电解原理的应用。
电解原理和原电池原理都是电化学的重要基础理论。
不同的是,原电池原理研究的是如何利用能够自发进行的氧化还原反应将化学能转变为电能;而电解原理研究的是如何借助电能使不能自发进行的氧化还原反应能够发生,从而使电能转换成化学能。
教科书将理论研究与实践探讨都放在了十分突出的地位,“电解池”是将理论与实际相联系的实体,通过“电解氯化铜溶液实验”引出电解原理,又在理解电解原理的基础上介绍相关化工生产方面的应用,如氯碱工业、电解精炼铜、电镀工业以及电冶金等。
教科书中还安排了两个活动,一是【思考与交流】,将原电池和电解池作对比,另一个是【科学探究】,要求设计一套电解饱和食盐水的装置并进行实验。
以帮助学生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,提高辩证思维的能力。
同时,还可以帮助学生牢固树立理论联系实际的学风。
本节教学的重心是认识“电能如何转换成化学能”,为避免重心偏移,对以下知识点的深度要予以适当控制。
(1)对于电解过程中阴、阳两极上离子的放电顺序,只要求学生通过对实验现象的观察和分析有一个粗略的了解。
具体来说,在阳极,几种阴离子的放电顺序可依据常例为:Cl->OH->SO42-。
若是金属单质作阳极,则除Pt、Au、Ti等少数金属以外,其他金属将优先于阴离子在阳极放电。
在阴极,阳离子的放电顺序一般是:按金属活动性顺序,越不活泼金属,其阳离子越容易被还原。
而铝以前的金属均不可能在水溶液中被还原。
要特别注意:教学中不要把阴、阳离子在电极上的放电顺序绝对化。
因为阴、阳离子在两极上的放电情况比较复杂,与离子性质、溶液浓度、电流密度和电极材料等都有关系。
(2)关于电解原理在氯碱工业、电解精炼铜和电冶金工业中金属钠的冶炼等方面的应用仅限于主要原理介绍,对生产的主要设备只作一般性的了解,而对具体生产流程则不作要求。
本节教学可采取实验探究与讲授相结合的方式。
2019最新新人教版化学选修4高中《电解池》教案一
2019最新新人教版化学选修4高中《电解池》教案一·高中化学·选修Ⅳ第四章电化学基础第三节电解池(第一课时)一、基本说明⒈教学内容所属模块:人教版·高中化学·选修Ⅳ⒉年级:高二⒊所用教材出版单位:人民教育出版社4所属的章节:第四章第三节5教学时间:45分钟二、教学设计【教材分析】电解属于电化学的知识范畴,是中学化学理论体系中不可缺少的一部分,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。
电解教学安排在氧化还原反应、离子方程式和原电池知识后教学,符合化学学科知识的逻辑体系和学生认知规律。
通过化学能和电能之间的相互转变,能够使学生对氧化还原反应的认识及化学反应中能量变化的认识更加深刻。
电解原理这一节内容包含了电解概念、电解池形成条件、电极反应式及电解方程式的书写等多个知识点,电解原理在工业生产、科学研究领域等方面应用很广泛,也是高考的重要考查点之一。
【学情分析】学生已经学习了化学反应中的物质变化和能量变化等理论知识,研究了化学能是如何转变成电能的,在此基础上,进一步研究电能转变为化学能是完全符合学生的认知规律的,电解原理是高中化学教材中的一个重要基本理论之一,也是学习过程中的一个难点。
在进行本课学习时,可以借鉴以前的方法,进一步运用所学的关于氧化还原反应、化学反应中的能量变化等理论知识,指导本章知识的学习,同时巩固和加深对这些知识的理解。
【设计思路】本课时采用的学生分组实验的探究方法,不仅激发了学生的学习兴趣和求知欲望,而且还唤起了学生的实验意识、思维意识、探究意识,培养了学生的动手能力、团结协作能力,充分体现了以“学生为主体,教师为主导”的教学思想。
在教学过程中,通过图片展示英国化学家戴维用电解的方法发现金属钾的故事,激发学生对本课教学内容的关注,通过回顾初中和高一了解的电解知识,激发探究电解质溶液导电原理的兴趣,从金属钠的工业制备分析了电解过程中发生了化学变化,再从产物着手去探究、去分析电解原理,让学生在合作学习的过程中自己分析得出相关概念和结论。
《电解池》教学设计
《电解池》教学设计第四章电化学第三节电解池一、教学内容分析本节课教学是人教版高中化学选修4《化学反应原理》中第四章电化学第三节电解池的第1课时内容。
本章着重研究化学反应与电能的关系。
电解池是将理论语实际相联系的实体,通过“电解氯化铜溶液实验”引出电解原理,又在理解电解原理的基础上介绍相关化工生产方面的应用,如氯碱工业、电解精炼铜、电镀工业以及电冶金等。
通过学习帮助学生了解电能转化为化学能的条件和方法,加深对氧化还原反应的认识,提高辩证思维能力,同时帮助学生牢固树立理论联系实际的学风。
?因此这节课的重心是通过实验探究及对实验现象的观察,利用氧化还原理论进行分析、推理,体验科学探究的过程,了解电解池的工作原理,形成一定的实验能力、观察能力和归纳能力。
?二、学生情况分析?1.知识基础?学生通过原电池以及化学电源的学习,已经能从化学能与电能的转化角度认识原电池,初步理解此类反应的本质是氧化还原反应并能从该角度分析常见的化学电源。
从金属冶炼方法上学生对电解的应用有了一些了解,但工作原理并不清楚。
电解原理的分析:首先引导学生分析通电前后溶液中存在的离子及运动情况,依据反应现象分析得失电子、氧化还原过程,用自己的语言归纳。
2.实验技能基础学生经过必修化学的学习,学生的动手能力、观察能力和分析能力有一定提高。
三、教学目标设计1.教学目标(1)知识与技能目标:了解电解池的工作原理;能用氧化还原的知识正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电解反应方程式;培养学生观察能力、分析能力、归纳总结能力及运用知识解决问题的能力;(2)过程与方法目标:通过实验探究及对实验现象的观察,利用氧化还原理论进行分析、推理,形成一定的实验能力、观察能力和归纳能力。
体验科学探究的过程,在实验探究与交流活动中,训练学生的思维能力,以及分析处理信息的能力。
(3)情感态度与价值观目标:通过有关化学实验,激发探究欲望。
在实验探究过程中,提高辩证思维能力,同时帮助学生牢固树立理论联系实际的学风。
人教版高中化学选修四第四章电化学基础第三节《电解池》教学设计.
第四章电化学基础第三节电解池(第1课时)教材分析在学习第四章之前,学生学习了“溶液中的离子平衡”,对溶液体系初步建立了微观、动态、相互作用的认识深度,基本形成了分析反应体系中微粒及运动情况的认识思路,本章是对上述认识方法的应用和深化,此外从本章的知识基础看,也是将氧化还原反应、离子反应等基本概念和原理提升到综合应用的高度。
“化学能与电能的相互转化”是贯穿全章的主线。
在前两节教材的学习中,学生已经了解了自发的氧化还原反应通过原电池将化学能转化为电能,本节的核心概念是“对于非自发的氧化还原反应可以通过电解池实现由电能到化学能的转化”。
本章知识在学生整个高中化学学习中占有十分重要的地位,是在必修化学的基础上帮助学生从氧化还原反应的本质及化学反应与能量的关系上,进一步学习和探索化学反应的规律及其应用,能从化学能与电能之间相互转化的角度理解原电池-电解池的原理及应用,构建较为完整和系统的化学反应原理知识体系。
本章知识结构图:二、教学目标1、通过宏观(实验现象)——微观(电子、离子间的相互作用与运动方向)——符号(电解方程式)三重表征形成电解池的工作原理。
知道电解质溶液的导电过程,就是电解质的电解过程,能够说出电离与电解的区别和联系。
2、通过观察,知道电解池装置的基本构造(包括电极与直流电源的连接方式)。
通过与原电池装置进行比较,能够从电极名称、电极反应、能量转变形式、反应驱动力等方面进一步认识电解池与原电池的工作原理。
3、能够根据电解质溶液的组成和电极特点,运用氧化还原知识判断电解产物,并形成分析判断电极产物的一般思路:电极材料及电极的极性——溶液中存在的微粒——微粒的运动方向——分析得失电子的能力判断——化合价变化——产物存在形式。
4、建立综合运用微粒观和氧化还原反应理论分析电解池问题的基本思路,能自主构建电解池模型,并以这个模型为载体用微观的、动态的、有序的思维分析电解池常见应用。
5、通过查阅资料、观看录像等方式了解电解原理在工业生产中的应用,感受化学科学对人类生产生活的巨大影响。
《原理》第四章 第三节 “电解池”教案
第三节电解池教学目标:1.理解电解原理,初步掌握一般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。
教学重点:电解原理及应用教学难点: 电解原理实验准备: 小烧杯、玻璃棒、碳棒、导线、电流表、直流电源。
25%的氯化铜溶液、碘化钾淀粉试纸、新铁钉、铜片。
课时安排:3课时(第一课时:电解原理第二课时:总结电解类型第三课时:电解的应用)教学方法:实验探究与启发讨论法教学过程:第三节电解池(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分析初中所学电解水的实验引入主题实践探究:向氯化铜溶液中通入直流电先分析理论[学生实验]学生以学习小组为单位完成[实验4—1](也可将该实验分三步实施),并观察、记录实验现象。
教师巡回指导。
[学生总结实验现象]阴极:碳棒上逐渐覆盖了一层红色物质。
阳极:生成有刺激性气味、能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体。
[启发引导]请大家根据实验现象和氯化铜溶液的组成成分以及原有知识分析推断两极生成物的名称。
[学生讨论](略)[学生总结]两极产物阴极——铜阳极——氯气呢?[设疑]氯化铜溶液在电流的作用下为什么会生成Cu和Cl2[讲述]CuCl2在水溶液中完全电离生成Cu2+和Cl-[板书]CuCl2=Cu2++2Cl-[讲述]通电前,Cu2+和Cl-在溶液里自由运动;通电后,在电场的作用下,带负电的Cl-移向阳极,并失去电子被氧化成氯原子,进而结合成Cl2放出,带正电的Cu2+移向阴极,并得到电子被还原成铜原子,覆盖在阴极上。
[课件展示]播放课前制作的多媒体课件,模拟CuCl2溶液中Cu2+和Cl-在通电前后的运动、变化情况。
[板书]阴极:Cu2++2e-=Cu (还原反应)阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)[小结]电解质溶液在导电过程中有新物质产生,是化学变化。
电解池说课案 教案
第四章电化学基础第三节电解池说课案教案向大荣课程标准内容标准:体验化学能与电能相互转化的探究过程,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。
活动与探究建议:实验探究:电能与化学能的相互转化。
一、教材分析1、教材的地位及其作用本内容是人教版高中化学选修4第四章第三节“电解池”中的内容。
本节内容是中学化学基本理论的重要组成部分,是电化学基础知识。
将本节教材设置在氧化—还原反应、电解质的概念、弱电解质的电离、水的电离、溶液的PH 值、原电池等基础知识之后,符合学生的认知规律,使学生很容易接受。
本节教材还是理论联系实际的典型例子,如电解饱和食盐水、铜的精炼、电镀等,很多内容与日常生活、工业生产有密切的关系,所以可培养学生经济意识与社会责任感。
学习电解池之后,学生将形成一个将氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液、原电池和电解原理和有关计算等知识联系起来的知识网络,对培养学生从实践到理论,又从理论到实践的认知规律的提高有很大的作用。
2、教材内容分析本节教材共分为两个部分。
第一部分电解原理,教材以电解氯化铜溶液为例,采用实验探究的方法,通过分析实验现象,判断反应生成了哪些物质。
教材通过图4-2分析通电前后溶液里离子移动情况,并分析电极上发生的反应,引出电解和电解槽的概念。
这样从宏观到微观,从现象到本质,使学生对电解原理得到较深刻的认识。
第二部分是关于电解原理的一些重要应用,教材重点介绍了电解饱和食盐水,简单介绍了电镀铜和电解精炼铜的原理,这两种化工生产的原理基本相同,主要区别在于阴极不同,铜的电解精炼用纯铜作阴极,电镀铜时采用待镀制品作为阴极。
还从原理上介绍了电冶金,如电解法制取金属钠。
二、学生分析已有基础:已具备的知识有氧化—还原反应、电解质的概念、弱电解质的电离、水的电离、溶液的pH值、原电池等基础知识。
电解法冶炼金属;已经具备的技能有能够书写离子反应方程式、原电池的电极反应式;已有分析原电池中离子放电的思维过程方法;已具有一定的实验探究能力。
高中化学 第四章 第三节 电解池 第1课时 电解原理教案高中化学教案
〖第1课时电解原理〗之小船创作1.会描述电解池的工作原理,能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式。
2.熟悉电解规律和电解产物的判断方法。
1.CuCl2溶液的电解如图所示:与电源正极相连的电极上,电极反应:2Cl--2e-===Cl2↑,现象:有气泡产生,气体使湿润的KI淀粉试纸变成蓝色。
与电源负极相连的电极上,电极反应:Cu2++2e-===Cu,现象:覆盖了一层红色的铜。
2.电解使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。
3.电解池将电能转化为化学能的装置。
与电源负极相连的电极叫阴极,发生还原反应。
与电源正极相连的电极叫阳极,发生氧化反应。
通电时,电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极,经过阴、阳离子定向运动形成的内电路,再从电解池的阳极流出,并沿导线流回电源的正极。
电解质溶液导电的过程就是电解质溶液的电解过程。
[新知探究]1.电解和电解池(1)电解:使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。
(2)电解池:在外加电源的作用下,将电能转变成化学能的装置。
(3)电解池的两极:阳极——与电源正极相连,发生氧化反应;阴极——与电源负极相连,发生还原反应。
(4)构成电解池的条件:①直流电源;②两个电极;③电解质溶液或熔融电解质;④形成闭合回路。
(5)离子的定向移动:阴离子移向阳极;阳离子移向阴极。
(6)电子的流向:电源负极―→阴极阳极―→电源正极。
2.电解CuCl2溶液(1)通电前,CuCl2溶液中存在的离子是CuCl2电离产生的Cu2+和Cl-,以及水电离产生的H+、OH-。
(2)工作原理:总反应:Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑。
(3)CuCl2溶液导电的过程,就是CuCl2电解的过程,就是在阴阳两极发生氧化还原反应的过程。
[名师点拨]电解时电极名称的判断(1)根据外接电源的正、负极判断:电源正极连接的是阳极,电源负极连接的是阴极。
(2)根据电极质量变化判断:如果电极质量减轻,该电极一定是阳极;如果质量增加,该电极一定是阴极。
第三节《电解池》教案(新人教选修4)
第四章电化学根底
第三节电解池
教学目的
1.知识目标:
(1)使学生掌握电解的根本原理。
初步掌握一般电解反响产物的判断方法。
(2)使学生了解电解原理的应用。
2.能力目标:
通过电解氯化铜水溶液的实验,加深对电解原理的理解和应用。
培养学生观察现象、分析、推理、归纳和总结、探究等能力。
3.德育目标
(1)指导学生主动参与教学过程,激发其主动探究的意识。
教学重点:电解原理。
教学难点:离子放电实质。
课时分配:
第一课时,电解原理;
第二课时,电解原理的应用。
教学方法:实验探究与启发讨论法。
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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。
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:CuCl2溶液、淀粉碘化钾试纸、NaOH溶液、CuSO4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。
(1)请每位同学自己设计一组原电池装置图,注明电极名称、所用材料、电子流动方向、写出电极反应式;(2)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】第三节电解池一、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【实验探究】让学生分组用改进的电解槽电解CuCl2溶液,观察现象,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CuCl2溶液通入直流电时,在阴、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:【思考】CuCl2溶液中共有几种离子?结合实验,试说明其中离子得失电子的难易顺序。
【学生回答】CuCl2溶液中有Cu2+、Cl—、H+、OH—四种离子,由实验结果可知,两极上的产物分别为Cu和Cl2,则可说明阳离子得电子能力: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)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。
(2)两极上各有什么现象产生?如何检验有NaOH何Cl2生成?(3)若食盐溶液中有Ca2+、Mg2+、SO42—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—=H2↑阳极:2Cl——2e—=Cl2↑(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Cl2;阴极区加酚酞显红色,检验为NaOH。
(3)Na2CO4、NaOH、BaCl2、HCl试剂,加入时BaCl2溶液要在加Na2CO4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+2H2O H2↑+Cl2↑+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Cl2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。
九、板书设计第一课时电解原理第三节电解池一、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:Cu2++2e-=Cu(还原反应)阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(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。
CuCl2Cu+Cl2↑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+>Hg2+> Fe3+ > Cu2+ >H+>Sn4+>Fe2+>Zn2+>……阴离子放电顺序:S2—>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+2H2O H2↑+Cl2↑+2NaOH2、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。