电能转化为化学能

电能转化为化学能（教案）
知识目标：通过电能转化为化学能的实例——电解和电镀的教学活动，了解电解和电镀的重要应用。

能力目标：培养观察能力、思维能力（分析能力、综合能力、比较能力）
性感目标：（1）培养学生参与教与学活动的积极性和主动性；（2）认识化学学科价值，增强学习化学的动机；
教学重点：电解原理及阴、阳极发生的电极反应式的书写。

教学难点：阴、阳极发生的电极反应式的书写。

教学策略：先行组织者策略
教学方法：谈话法
教学手段：实验、多媒体
学法指导：提出问题，分析问题，建构理论，解析问题，应用检验
【教学过程】
〔新课引入〕在日常生活和生产实践中，许多化学反应是通过电解的方法来实现的。

如电解水制得氢气和氧气；电解食盐水制得烧碱、氯气和氢气；等等。

〔板书〕电能转化为化学能
〔学生活动〕完成课本P41 你知道吗？
〔师生互动〕
〔设疑〕我们已经知道，在原电池反应中，化学能转化成电能。

例如，在氢氧燃烧电池中，氢气和氧气燃烧生成水的化学能直接转化为电能。

那么，水在通电条件下怎样转化成氢气和氧气。

1、氢气和氧气燃烧生成水，水通电生成氢气和氧气，这两个反应是否为可逆反应？
2、通电前水中存在哪些离子？如何运动？
3、通电时这些粒子又如何运动？为什么？
〔师生互动〕联系可逆反应的条件、水的电离、电场力等知识回答，教师板演、小结。

追问：1、阴极和阳极分别连接电源的哪一极？
2、在电解水实验中，H+在阴极怎样变成H2？
3、在电解水实验中，OH－在阳极怎样变成O2？
4、写出阳极、阴极的电极反应方程式。

5、写出电解水的总化学方程式。

6、反应物的能量与生成物的能量哪一种高？为什么？
7、通电过程中消耗了电能，电能转化成哪一种能量？
〔师生互动〕结合电性规则、物质的活泼性、能量守恒等知识回答，教师板演小结。

多媒体演示：水在通电过程中微粒运动变化的过程。

练习、以电解水为例，写出电解熔融氯化钠、熔融氯化镁、熔融氧化铝的电极反应式和化学方程式。

1、电解熔融氯化钠
（1）电极反应
阴极：2Na++2e- =2Na
阳极：2Cl--2e- = Cl2↑
（2）电解总的化学方程式
2NaCl(熔融)------- 2Na+ Cl2↑
2、电解熔融氯化镁
（1）电极反应
阴极：Mg2++2e- = Mg
阳极：2Cl--2e- = Cl2↑
（2）电解总的化学方程式
MgCl2(熔融)------ Mg+ Cl2↑
3、电解熔融氧化铝
（1）电极反应
阴极：4Al3++12e- =4Al
阳极：6O2-+12e- =3O2↑
（2）电解总的化学方程式
2Al2O3(熔融)----- 4Al+3O2↑
〔板书〕电解：电解质溶液在通电条件下，阴、阳两极发生氧化还原反应的过程。

电解池：通电条件下发生氧化还原反应的装置；把电能转化成化学能的装置。

〔设疑〕：如果在水中加入CuCl2固体并搅拌使其溶解，再通直流电，产物又是什么呢？演示实验：用石墨电极电解氯化铜溶液
回答以下问题。

1、通电前氯化铜溶液中存在哪些离子？如何运动？
2、通电前和通电时溶液中离子运动有何不同？
3、写出电极反应方程式和总化学方程式。

4、H＋和Cu2+都在阴极附近，为什么是Cu2+得电子而不是H＋得电子？
5、OH－和Cl－都在阳极附近，为什么是Cl－得电子而不是OH－得电子？
〔师生互动〕联系电离、电性规则、氧化性顺序、还原性顺序等知识回答。

多媒体演示：电解CuCl2溶液（因为已有实验可以不演示）
练习、以电解氯化铜溶液为例，写出电解饱和食盐水的电极反应式和化学方程式。

电解食盐水——氯碱工业
（1）电极反应
阴极：2H++2e- = H2↑
阳极：2Cl-+2e- = Cl2↑
（2）电解总的化学方程式和离子方程式
化学方程式：2H2O+2NaCl------ 2NaOH+ H2↑+ Cl2↑
离子方程式：2H2O+2Cl-------- 2OH-+ H2↑+ Cl2↑
〔设疑〕：1、构成电解池的条件是什么？
2、阳极发生什么反应（氧化，还原）？阴极发生什么反应（氧化，还原）？
3、结合CuCl2溶液的电解，试分析阴、阳离子的放电顺序？
小结〔板书〕
一、基本概念
1、电解池：将电能转化为化学能的装置叫电解池。

2、电解原理：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叫做电解。

3、电极名称：
阴极：与电源负极相连的电极称为阴极，发生还原反应。

阳极：与电源正极相连的电极称为阳极，发生氧化反应。

〔设疑〕以上都是以惰性电极（石墨或铂）作阳极材料，如果阳极材料是非惰性电极，那么情况会怎样呢？
二、电解原理的应用
1、铜的电解精练
〔教师活动〕
①以铜为材料做的电极属于活性电极。

在一般的电解条件下，活性阳极先于电解质
溶液中的成分发生氧化反应。

阳极（粗铜）：Cu－2e－＝Cu2＋，阴极（纯铜）：Cu2＋＋2e－＝Cu
②粗铜中往往含有锌、铁、镍、银、金等多种杂质，当含杂质的铜在阳极不断溶解时，位于金属活动性顺序铜以前的金属杂质如Zn、Fe、Ni等，也会同时失去电子，如：Zn－2e－＝Zn2＋，Ni－2e－＝Ni2＋
但是它们的阳离子比铜离子难以还原，所以它们并不在阴极获得电子析出，而只是留在电解液里。

而位于金属活动性顺序铜之后的银、金等杂质，因为给出电子的能量比铜弱，难以在阳极失去电子变成阳离子溶解下来，当阳极上的铜失去电子变成离子溶解之后，它们以金属单质的形式沉积在电解槽底，形成阳极泥（阳极泥可作为提炼金、银等贵重金属的原料）。

③用电解精炼法所得到的铜叫做电解铜，它的纯度可达到99.95%～99.98%。

2、电镀
电镀的原理与电解精炼铜的原理是一致的。

电镀时，一般都是用含有镀层金属离子的电解质配成电镀液；把待镀金属制品浸入电镀液中与直流电源的负极相连，作为阴极；用镀层金属作为阳极，与直流电源正极相连。

通入低压直流电，阳极金属溶解在溶液中成为阳离子，移向阴极，这些离子在阴极获得电子被还原成金属，覆盖在需要电镀的金属制品上。

四、简介溶液中阴、阳离子的放电（失、得电子）顺序
1、阳离子的放电顺序：Ag＋＞Hg2＋＞Fe3+＞Cu2＋＞H+>Fe2＋＞Zn2＋＞
（H+）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
2、阴离子的放电顺序：M＞S2－＞I－＞Br－＞Cl－＞OH->含氧酸根
巩固练习：
1、在做电解水实验时，通常在水中加入NaOH或H2SO4，为什么？分析水的电解产
物有没有变化。

2、试画出用石墨电极电解CuSO4溶液的装置，写出电极反应方程式和电解反应总
方程式。

3、比较金属导电和电解质溶液导电的区别。