最新人教版高中化学《电解池》示范教案(第2课时)

第二课时电解原理的应用

教学设计(一)

贾玉梅，黑龙江省七台河市实验高中，本文获2009第四届全国实验区新课程实施成果二等奖

三维目标

知识与能力

1．使学生理解电解原理，熟练书写电极反应式和电解方程式。

2．使学生了解电解原理在生产生活中的应用。

过程与方法

利用多媒体教学的优势，通过视频、实验给学生提供直观信息，通过教师的设疑、释疑调动学生积极思维，分析推理实验现象，归纳总结基本规律，使学生掌握电解装置的分析方法。

情感态度与价值观

通过了解电解原理在生产生活中的应用，让学生体会到化学的实用价值，激发学生的学习热情。

教学重难点

教学重点

电解原理及其应用；电解规律。

教学难点

电极方程式的书写及电解规律的应用。

教学过程设计

导入新课

【引言】还记得上节课结束时老师留的问题吗？

如果将电解硫酸铜溶液的电解池的阳极换成粗铜，阴极换成纯铜，会有什么不同的变化？这就是本节课所要学习的电解原理的应用之一铜的精炼。

推进新课

【板书】二、电解原理的应用

(一)电镀及铜的精炼

1．铜的精炼

[设疑]怎样利用电解的原理精炼粗铜呢？请学生阅读教材中相关内容，然后回答。

[板书]粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解液。

[提问]为什么要用粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解液呢？换成别的电极材料或者其他电解质溶液行不行？我们能不能从电解液中离子的种类，以及通电后溶液中离子的移动情况和阴极反应来寻找答案？

[分析]CuSO4溶液中有Cu2＋、H＋、SO2－4、OH－等四种离子，通电后Cu2＋、H＋移向阴极，SO2－4、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：Cu2＋＋2e－＝＝＝Cu

[分析]SO2－4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：Cu－2e－＝＝＝Cu2＋

[提问]粗铜中所含的杂质(如：Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)是如何除去的呢？

[讲述]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 －

＝＝＝Zn 2＋

Ni －2e －

＝＝＝Ni 2＋

由于这些离子比Cu 2＋

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如银等，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

[设疑]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CuSO 4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，如果我想在某铁制品上镀一层铜，怎么办？ [板书]2.电镀

[设疑]什么是电镀？电镀的目的有哪些？请学生阅读教材中相关内容，回答问题。 [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。

[启发]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]在铁制品上镀铜：阳极——铜 阴极——铁制品 电镀液——CuSO 4溶液 [学生活动]请学生独立书写电镀铜过程中所发生的电极反应方程式。

[板书]阴极：Cu 2＋＋2e －＝＝＝Cu 阳极：Cu －2e －＝＝＝Cu 2＋

[启发]请同学们根据电镀铜这一具体实例分析总结：电镀装置中，阴极材料、阳极材料和电镀液的选择原则。

[学生活动]学生分析、讨论并回答。 [板书](2)电镀池的结构：阴极——镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液

[课堂练习]如果要在某铁制品表面镀上一层锌，请你选择合适的电极材料和电镀液，并写出电极反应方程式。

[讨论]学生完成练习后，请学生回答并解释答案，教师点评。

[设疑]电解原理除了在电镀领域的应用之外，在工业生产中还有哪些应用呢？请同学们阅读教材。完成以下问题：

1．电解饱和食盐水的阴极产物、阳极产物分别是什么？ 2．转移的电子数和氢氧化钠的物质的量的关系？

3．从Cl －

―→Cl 2一定需要加氧化剂吗？ 4．阴极产物和阳极产物能接触吗？ 5．电冶金的本质是什么？

6．电冶金适用所有金属的冶炼吗？举例说明。 [板书]

(二)电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气

原理：阴极：2H ＋＋2e －＝＝＝H 2↑ 阳极：2Cl －－2e －

＝＝＝Cl 2↑

总反应：2NaCl ＋2H 2O=====通电

2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑

(三)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。 M n ＋＋ne －

＝＝＝M

2．适用范围：一些较活泼的金属常用电解的方法冶炼，如Na 、Mg 、Al 等金属(这是因为这些金属的阳离子的氧化性很弱，难以找到经济实用的还原剂，从这个意义上看，电源的负极是最强的还原剂)。

典型例子：电解熔融的氯化钠制备钠 2NaCl(熔融)=====通电

2Na ＋Cl 2↑

[小结]本节课我们学习了电解原理的应用，其中铜的电解精炼类似于“在铜上镀铜”。请同学们完成下表：

电镀与电解比较表

板书设计二、电解原理的应用 (一)电镀及铜的精炼 1．铜的精炼

粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO 4溶液作电解液。

阴极：Cu 2＋＋2e －

＝＝＝Cu

阳极：Cu －2e －＝＝＝Cu 2＋

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CuSO 4溶液的浓度基本不变。 2．电镀

(1)定义：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。 在铁制品上镀铜： 阳极——铜 阴极——铁制品 电镀液——CuSO 4溶液

阴极：Cu 2＋＋2e －＝＝＝Cu 阳极：Cu －2e －＝＝＝Cu 2＋

(2)电镀池的结构：阴极——镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液

(二)电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气

原理：阴极：2H ＋＋2e －＝＝＝H 2↑ 阳极：2Cl －－2e －

＝＝＝Cl 2↑

总反应：2NaCl ＋2H 2O=====通电

2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑

(三)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。 M n ＋＋ne －

＝＝＝M

2．适用范围：一些较活泼的金属常用电解的方法冶炼，如Na 、Mg 、Al 等金属(这是因为这些金属的阳离子的氧化性很弱，难以找到经济实用的还原剂，从这个意义上看，电源的负极是最强的还原剂)。

典型例子：电解熔融的氯化钠制备钠 2NaCl(熔融)=====通电

2Na ＋Cl 2↑

教学设计(二)

吕香平，山东省淄博市高青一中

三维目标 知识与技能

1．了解电解在氯碱工业、电镀、电冶金等方面的应用。