第四章第三节电解池教案

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：知道电解的基本原理，会判断一般电解反应产物;能说出电解、电解池及形成条件;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：⑴ 培养学生观察、分析、整理、归纳总结、探究等能力;⑵ 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7情境导入、展示目标7合作探究、精讲点拨7反思总结、当堂检测7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，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，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）66溶液【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：（.阳极：_____________________ 二（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、阳两极发生了如化学能转化注明电极名称、所用材料、电子流动方向、稀硫酸反应）反应）应，有新物质生成， （2）电解原理： 离子疋向移动， 向阳极，在阳极【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】CuCl 2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】CuCl 2溶液中有Cu 2+、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Cl 2,则可说明阳离子得电子能力： Cu 2+> 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 +>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 —【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）I I 质溶 I I I 液 —电源正极能转化为 __________ 能。

电解质在 __________ 或_________状态下电离出自由移动的离子，通电时，自由 _____ 离子移向阴极，在阴极 _____________ 电子，发生 _________ 反应； ________ 离子移 _____ 电子，发生 __________ 反应。

—电源负极- 电解―>阴极C 还原反应）电解If-Jl池阳极〔氧化反应）-J【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。

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。

(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？加入试齐U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 t 阳极：2C|——2e—=c|2f(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。

有刺激性气味的气体遇湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，检验为验为NaOH(3) N Q CO、NaOH BaCb、HCl试剂，加入时BaCb溶液要在加N@CO溶液前加入。

【过渡】下面我们再来学习电解的其他用途。

【板书】2、电镀电解原(2)两极上各有什么现象产生？如何检验有NaOH何Cl 2生成?阳极区产生的Cl 2；阴极区加酚酞显红色，检【提问】写出该电解反应的总的化学方程式。

【板书】电岬2NaCl+2H2O=Ha +Cl2f +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。

【阅读】阅读教材相关内容，回答: (1)电镀的主要目的是什么?【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 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)电镀时，通常把.作阴极，把 .作阳极，用 作电镀液。

解原(2)电解精炼铜时，用_ 【讨论后学生回答，教师板书】 「阳极：粗铜精炼丿阴极：作阴极，用 .作阳极，用 作电解液。

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Cu 2+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 Cu 2+，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 NaCI 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:2、电镀阴极：待镀金属; 阳极：镀层金属【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：2+—.,阴极： Cu +2e=Cu（还原反应）阳极： 2CI -2e =Cl 21 （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。

电解CuCI 2Cu + CI 21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 +>S n 4+>Fe 2+>Z n 2+> 阴离子放电顺序：S 2—>I — >Br — >CI — >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—电源负极 ―>阴极（还原反应）「原电解电解电一1质溶 质溶池1液液—电源正极—阳极（氧化反应）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、氯气和氢气电岬2NaCI+2H 2O = H4 +CI 21 +2NaOH电解质溶液：含有镀层金属离子的盐溶液「阳极:粗铜精炼丿阴极:电解质溶液：2+ 一电极反应式：阴极（精铜）：Cu + 2e = Cu 阳极（粗铜）：Cu— 2e = Cu 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。