人教版高中化学选修四教案4.3电解池
人教版选修4 化学:4.3 电解池 教学设计1
高中化学(人教2003课标版)选修4《化学反应原理》第四章电化学基础第三节电解池教学设计【三维目标】知识与技能:①学生了解电解池的工作原理。
②学生掌握电解池的构成条件。
③学生能判断电解池中的正极、负极、阴极、阳极。
④学生能写出电解池阴阳电极反应式和电池反应式。
过程与方法:通过共同推理电解池两极放电顺序,学习分析、推理、总结的学习方法。
情感态度与价值观:学生养成认真完成实验、仔细观察现象、合理分析实验的严谨求实的科学态度。
【教学重点】学生掌握电解池的构成条件、工作原理、两极放电顺序。
【教学难点】学生掌握电极反应式和电池反应式的书写。
【前期准备】一、在上这节课的前一个周末,对学生进行实验操作的辅导,将家庭实验的任务布置下去。
1.仪器和药品:(1)两节干电池,学生自己想办法将电池连接。
(2)家里的盘子、碗、烟灰缸等器皿。
(3)两个两头都削好的铅笔头。
(4)教师给每位学生发两张PH试纸。
(5)少量氯化钠溶液。
2.实验步骤:(1)实验一:①在家里的盘子、碗、烟灰缸等器皿中加入少量蒸馏水。
②将PH试纸平铺在蒸馏水中。
③按如图所示连接电路,观察并记录实验现象。
(1)实验二:①配置饱和食盐水。
②在家里的盘子、碗、烟灰缸等器皿中加入少量饱和食盐水。
③将PH试纸平铺在饱和食盐水中。
④按如图所示连接电路,观察并记录实验现象。
二、在规定的期限上交简单的实验报告。
教师整理学生上交的实验报告,选出优秀作品。
吗?【PPT 】【叙述】请大家写出电解水的化学方程式。
【发问】同学们在初中充分探究水的组成时,做了精确的电解水的实验,现在,请同学们回忆当初得出的结论。
【学生】氢气,气。
【回答】极,正极相连的一极,产生的是氧气______________ 教师活动学生活动【过渡】今天,我们从电路的内部来分析,水在导电的时候,为什么会在两极发生这样的化学反应呢? 【PPT 】1.装置中,两电极的材料是铂(Pt)或者是石墨(C)。
2.水是一种极弱的电解质,水中有微量的自由移动的H +和OH —,在闭合开关连通电路之前,H +和OH —在水中做的是杂乱无章的布朗运动。
人教版高中化学选修4教案设计:4.3电解池
一般高中课程标准实验用书《化学选修4》第四章第三节鉴于 Flash 动画下的《电解池》教课方案《电解池》教课方案一、教材剖析本节内容是中学化学基本理论的重要构成部分,是电化学基础知识。
将本节教材设置在氧化—复原反响、电解质的看法、弱电解质的电离、水的电离、溶液的 PH 值、原电池等基础知识以后,切合学生的认知规律,使学生很简单接受。
教科书将理论研究与实验商讨都放在了十分突出的地位,本节教材仍是理论联系实质的典型例子,如电解饱和食盐水、铜的精华、电镀等,好多内容与平时生活、工业生产有亲密的关系 , 所以可培育学生经济意识与社会责任感。
二、学情剖析学生已经有了原电池知识的基础,经过原电池这个熟习的内容引出电解池,领会电能与化学能的互相转变关系,以及比较这二者之间的不一样。
别的,学生已经具备办理信息和运用计算机常用软件的能力。
三、设计理念利用学生已经学过的原电池经过实验(鉴于 Flash 动画)让他们研究出电解池,而且经过问题来研究电解原理。
使学生在实践中感悟求知过程,经过组装虚构实验仪器、察看实验现象、记录实验现象、剖析实验过程、联合电极上的氧化复原反响,得出电解的看法;一步步研究出电解原理,弄清电解质溶液通电时发生了化学变化,电流的作用是这类化学变化的直接原由和动力。
四、教课目的知识技术:1、经过对电解 CuCl2溶液实验的察看与剖析,能够娴熟说明电解池的构成条件及其工作原理。
2;能独立地正确书写几种电解池的电极反响式和总反响的化学方程式。
过程与方法:在电解池工作原理的研究活动过程中,运用思虑、察看、议论剖析、总结归纳的思想方法。
感情态度与价值观:从对实验现象的剖析中体验宏观表象和微观实质的关系,意会感性认识到理性认识的过程。
使学生初步拥有剖析、综合的能力,开发并培育学生的创新能力。
五、教课要点、难点确实立要点:电解的基来源理;电极反响式的书写。
难点:电解池和原电池的关系。
教课方法实验研究法、剖析归纳法、理论联系实质。
人教版选修4 化学:4.3 电解池 电解池原理 教案
电解
总反应:
2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑
电解氯化铜溶液:
阳极产生氯气,说明Cl-反应;阴极有铜析出,说明Cu2+反应。
阴极:Cu2++2e-=Cu(还原反应)
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)
电解
总反应:
CuCl2=Cu+Cl2↑
实验用品:自制双穴点滴板、6V学生电源、导线、2B铅笔芯、NaCl溶液、CuCl2溶液、酚酞溶液、淀粉-KI试纸
实验操作:在双穴点滴板中用2B铅笔芯、6V电源进行电解实验。
【解释】实验现象
电解氯化钠溶液:
阳极产生氯气,说明Cl-反应;阴极产生氢气,说明H+反应;溶液变红,说明产生了氢氧化钠。
阴极:2H++2e-=H2↑(还原反应)
总结:当溶液存在多种离子时,离子放电顺序为:
Cu2+>H+>Na+
Cl->OH-
让学生从氧化还原、微观粒子角度预测实验、分析实验原理,再通过自己动手实验,观察实验
在自己动手实验中发现并解决问题,从而加深对电解原理的理解
通过自己动手实验,让学生观察实验现象,分析实验结论,在总结和交流中发现电解质溶液的种类不同对电极反应有影响,从而得出离子放电先后顺序。
【过渡】氯化钠溶液中阴极是H+放电、Na+不放电,阳极上是Cl-放电、OH-不放电;氯化铜溶液中阴极是Cu2+放电、H+不放电。可得到什么结论?
电解氯化钠溶液:
存在离子:Na+、Cl-、H+、OH-
通电后:Na+、H+向阴极移动,Cl-、OH-向阳极移动
人教版高中化学选修4第四章 第三节《电解池》教学设计
选修4第四章·第三节《电解池》潘洁妹一、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。
二、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。
三、情感态度与价值观: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。
教学重点、难点重点: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。
教学过程(第一课时)教师活动学生活动设计意图【复习提问】在本章的第一节,我们学习了原电池的有关知识,请同学们回忆一下,构成原电池的条件是什么呢?【总结】构成原电池的条件:1、活泼性不同的两个电极;思考,回答。
原电池是把化学能转化为电能的装置,电解池则相反。
复习是为了巩固原电池的组成条件及电极反应,两极判断,为电解2、电解质溶液;3、要有导线,形成闭合回路;CuCl2溶液的实验做好对照。
【讲述】原电池是把化学能转变成电能的装置,电解池则相反,下面就来讨论有关电解池的问题。
【板书】一、电解原理【实验4-2】(教师讲解,学生实验)【讲述】在实验中规定:与直流电源负极相连的电极叫阴极;与直流电源正极相连的电极叫阳极。
【引导】1. 实验观察要点:(1)阴极上的现象;(2)阳极上的现象;(3)阴极区溶液中的现象。
2. 能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝的气体,应是学过的什么气体?【总结】实验现象:电流表的指针发生偏转,阴极石墨棒周围CuCl2溶液绿色加深,阳极石墨棒周围的CuCl2溶液绿色变浅;阴极石墨棒上覆盖了一层红色固体,阳极石墨棒上有气泡产生,同时看到湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。
实验结论:在通直流电的条件下,溶液里的CuCl2发生了下列反应:Cu生成于阴极的石墨棒上,Cl2生成于阳极的石墨棒上。
人教版高中化学选修四教案设计:4.3电解池
电解池【教课目的】1、知识与技术:(1)理解电解的原理。
(2)可以正确判断电解池的阴、阳两极。
(3)知道惰性资料做电极时,离子的放电次序以及阴、阳极上产物的剖析判断。
(4)初步掌握书写两极所发生的反响及电解的总化学方程式;会判断两极所发生的是氧化反响,仍是复原反响。
(5)经过一些设问及怀疑,培育学生的思想能力,归纳总结的能力,以及形成规律性认识的能力。
2、过程与方法:经过多媒体实验演示指引学生对实验现象的察看、剖析和推理,让学生体验科学探的过程,形成必定的实验能力、察看能力和思想能力。
平板直观反应教课成就。
3、态度与价值观:经过实验研究,培育学生优秀的科学态度和科学方法,浸透由现象看实质、由个别到一般、由一般到特别的辩证唯心主义看法。
【教课要点】电解池的工作原理【教课难点】离子放电次序、电极产物的判断【教课方法】多媒体直观展现、实验研究、启迪议论【教课器具】学平生板电脑和多媒体【教课过程】【前言】复习引入【板书】第三节电解池【多媒体演示实验】提示学生认真认真地察看实验现象。
【提出问题】1、通电前CuC1 2溶液中存在哪些离子?这些离子作怎样的运动?2、通电中1)溶液中的离子运动状况有何变化?是什么要素致使了这类变化?2)电路中的电流与电子流向怎样?当阴、阳离子移向碳电极表面时,哪些离子发生了变化?3)你能写出两个碳电极上发生的反响并指出反响的种类吗?总反响怎样呢?3、想想,整个过程中能量是怎样转变的?【多媒体】链接运画投影“电解氯化铜微观模拟”,让学生经过以上问题的分析加深对电解过程的微观与宏观认识。
【叙述】为了与原电池的两电极差别,我们把与电源正极相连的电极称为阳极,与负极相连的电极称为阴极。
【板书】阳极:与电源的正极相连。
阴极:与电源的负极相连。
【学生活动】学生达成阴、阳两极上的电极反响,并指出反响种类。
教师纠正。
【板书】阳极:2Cl - -2e一 =Cl2↑(氧化反响)阴极: Cu2+2e=Cu(复原反响)总反响: CuCl2电解 Cu+Cl2↑【小结】经过以上剖析,我们知道了当电流经过氯化铜电解质溶液时,离子定向挪动到阴、阳两极后发生氧化复原反响,生成了新的物质。
高中化学《化学反应原理》4.3电解池教案 新人教版选修4
第三节电解池一、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。
二、教学重点:电解原理及应用三、教学过程:我们知道化学能可以转变为热能,即反应热。
化学能也能转变为电能,用原电池装置。
今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。
第三节电解池一、电解原理讲:首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。
过渡:电解质导电的实质是什么呢?一起看实验。
实验:现象—一极有气泡,检验为氯气;另一极有红色的物质析出,分析为铜。
讲:要分析此现象我们得研究此装置,首先看电极。
1.电极阳极—与电源正极相连阴极—与电源负极相连隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au)活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag)问:通电前和通电时分别发生了怎样的过程?通电前:CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH-通电中:阳离子(Cu2+,H+)向阴极移动被还原;阴离子(Cl-,OH-)向阳极移动被氧化讲:即在电极上分别发生了氧化还原反应,称电极反应。
2.电极反应( 阳氧阴还 )阳极:2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原)总电极方程式:___________________放电:阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。
3.电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。
讲:所以电解质导电的实质便是——电解电解池:借助电流引起氧化还原反应的装置,即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。
问:构成电解池的条件是什么?电源、电极、电解质构成闭和回路。
思考:电解CuCl2水溶液为何阳极是Cl-放电而不是OH-放电,阴极放电的是Cu2+而不是H+?4.离子的放电顺序阴极:(阳离子在阴极上的放电顺序(得e-))Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极(1)是惰性电极时:阴离子在阳极上的放电顺序(失e-)S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)(2) 是活性电极时:电极本身溶解放电问:放电能力弱于H+和OH–的物质在水溶液中放电吗?否,但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时,亚铁离子放电。
高中化学选修四:4.3电解池课件
阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2↑ 阴极: 2H ++ 2e- = H2 ↑
减小
增 大
加 HCl
电解
2NaCl+2H2O
2NaOH+H2 ↑ + Cl2 ↑
阳极
阴极
氧 气
铜
CuSO4溶液
实例
电极反应
浓度
CuSO4 阳极: 4OH- - 4e- = 2H2O+O2 ↑
阴极:2Cu2++ 4e- = 2Cu
①两电极接直流电源 纯的金属接电源负极 待镀金属接电源负极
②电极插人电解质溶液 ②电解质溶液须待提纯 ②电镀液须含有镀层金
③形成闭合回路
金属的离子
属的离子
电极 阳极:电源正极相
名称 连
阳极:不纯金属; 阳极:镀层金属;
阴极:电源负极相 阴极:纯金属
阴极:镀件
连
电极 反应
阳极:氧化反应 阴极:还原反应
4.粒子在电解池中的运动方向 阳离子 阴极;阴离子 阳极
5.电极反应(电解CuCl2溶液)
阳极反应: 2Cl--2e-=Cl2↑ 阴极反应: 2Cu2++2e-=2Cu 电解池总反应:CuCl2=电=解=Cu+Cl2↑
分析电解过程的一般思路: 明确溶液中存在哪些离子
阴阳两极附近有哪些离子
根据阳极氧化,阴极还原分析得出产物 阳极:S2- > I- > Br- > Cl- > OH- > 含氧酸根 > F阴极:Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>(H+)>Al3+>Mg2+>Na+
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课件4.3电解池课件
构成条件
原电池
电解池
化学能转化为电能
电能转化为化学能
反应自发
反应不自发
相对活泼的金属 作为负极 相对不活泼的金属 或石墨作为正极
阴离子向负极迁移, 阳离子向正极迁移
连接电源的正极, 作为阳极
连接电源的负极, 作为阴极
阴离子向阳极迁移, 阳离子向阴极迁移
负极→正极
负极→阴极,阳 极→正极
两个电极、电解质溶液形成闭合回路。 电解池有外电源,原电池无需外电源。
后体积变化可以忽略),电极上析出银的质量大
约是: A、27mg C、108mg
B、54mg B D、216mg
例2、下图所示装置中, 甲,乙、丙三个烧杯依 次分别盛放100g5.00% 的NaOH溶液、足量的 CuSO4溶液和100g10% 的K2SO4溶液,电极均为石墨电极。 (1)接通电源,经过一段时间后,测得丙中
电离和电解的比较
电
离电
解
条件 在水溶液或融化状 在水溶液或融化
态下,不需通电。 状态下通电。
过程 电解质电离成为 阴、阳离子定向移动,
自由移动的离子。在两极上得失电子成 为分子或原子。
特点 只产生自由移
动的离子。
产生氧化还原反应, 有新物质生成。
联系 电离是电解的先决 必须有电解质的
条件和物质基础。 电离作前提。
在电镀工业的废水中常含有剧毒物质,如氰化 物、重金属离子等, 减少电镀污染的途径: (1)电镀废水经过处理,回收其中有用成分,把有 毒有害物质的浓度降低到符合工业废水的排放标准. (2)改进电镀工艺,尽量使用污染少的原料.如采用无 氰电镀等
3、电解饱和氯化钠溶液
氯碱工业:离子交换膜法制烧碱
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。
人教版选修四第四章第三节《电解池》教学设计
电解池教学设计姓名杨巨峰学校丰台实验学校《电解池》教学设计(一)指导思想与理论依据1.以学生的发展为本,关注学生科学探究的过程和方法。
2.用微观的视角去看待宏观现象,并用化学语言表达,最终建构原理模型,形成特定的化学思维。
(二)教学背景分析1.学习内容分析:(1)电解原理是化学反应原理中要求层次较高的内容,学生原有的认识能在这里发挥巨大的基础作用。
他以氧化还原反应、离子反应、原电池、水溶液中的离子平衡为基础,同时是对化学反应中能量的变化,化学反应方向知识的应用与提高。
电解原理的教学运用实验探究原理理论,利用理论知识对各种实验信息所带来的认知冲突进行分析归纳从而最终得出电解原理。
(2)电解原理有丰富生活生产应用价值,如金属冶炼、可充电电池、电解饱和食盐水、铜的精炼、电镀等,化学史上应用电解,英国化学家戴维一年时间里发现了七种发现新元素,从戴维制取钾的成功失败中吸取教训,认识放电顺序的存在。
2.学生情况分析:授课班级是我校理科重点班学生,学生刚刚学习了原电池原理及化学电源,学生对氧化还原反应和原电池电极反应之间的关系比较熟悉,学生具有初步的实验探究能力,采用实验探究和微观分析法学习电解原理比较恰当符合学生实际。
学生有闭合电路的知识基础,接触过一些电解过程,必修2活泼金属的冶炼为电解法,在初三化学中接触到的电解水等相关知识。
必修2和选修4学生已经学习和掌握了:氧化—还原反应、离子反应、化学反应与能量变化、反应自发性等基础知识,并具有实验探究能力,初步建立微粒观。
学生清楚电解质溶液可以导电,但究竟如何导电不清楚。
本节课发展学生能力,学生形成电解问题的分析方法,学会从宏观现象到微观角度剖析复杂电解体系。
最终使学生科学素养得以提高,深化对电化学问题的认识运用于实际。
(三)本课教学目标设计1.知识与技能:(1)理解电解的含义,认识电解装置,会电极的判断,明确电极反应与氧化还原反应之间的对应关系。
能书写电解池的电极反应式和总反应化学方程式。
人教版选修4 化学:4.3 电解池(电解的运用)教案
电解质应用的教学设计一、本节课的作用与意义在前面两节课的基础上,学生深入的理解了原电池、电解池的原理,本节课程内容主要是电解池原理的运用,主要生产实例为工业上电解饱和食盐水制取烧碱、电镀铜和电冶金三个内容,知识点难度较大。
1.以原电池和电解池原理为基础,建立理论模型到生产认知的思想。
2.培养学生能够从理论模型去解释生产生活中相关的化学生产实例,初步具备能对电解池模型和原型的关系进行评价,能说明电解池模型使用的条件和范围。
3.通过生产实例的学习,深入理解电解池模型的社会价值并提升电解池模型的认识水平,提高解决实际问题的水平。
二、认真学习新课标素养为本:运用所学的“双基”、科学过程和科学方法解决真实问题。
更新观念:本次课程改革的关键问题:知识结构化:知识归纳和整理,具有条理化、纲领化、层次化。
如电解池模型的结构化,是基于核心观念的结构化,即“物质及其变化的理论模型和研究对象之间的异同,能对原型和模型之间关系进行评价以改进模型,,并能说明化学对人类的贡献”,而这个观念的具体体现是:“证据推理与模型认知、科学态度和社会责任”核心素养。
三、教学流程设计1.总体流程2.教学流程四、教学目标和评价目标1.教学目标(1)基于电解的原理,初步掌握工业上制备氯气烧碱、电镀铜和精炼铜以及电冶金的基本原理,并能运用电解原理解释于此相关的现象。
(2)通过电解的原理及生产中实例,能够深入掌握电解装置的基本结构、宏观物质的变化情况与微观粒子的变化运动状况,建立宏观辨识与微观辨析、证据推理与模型认知的化学核心素养。
(3)通过电解的原理及生产中实例,感受化学原理在生产生活中的运用,深入理解化学原理与人类生产生活密切相关,建立科学态度与社会责任的化学核心素养。
2.评价目标(1)通过电解饱和食盐水、电镀和电冶金的生产实例,诊断学生对电解模型的认知水平和推理能力。
(2)通过电解饱和食盐水、电镀和电冶金的生产实例,诊断学生能从宏观和微观两个方面,去深诊断电解过程中宏观物质的变化和微观粒子的运动状况,从而诊断宏观辨识和微观辨析的化学核心素养。
化学 人教版选修4教学设计:4.3 电解池 Word版含答案
教学设计
试验探究【演示试验1】将两根碳棒
分别插进电解槽中,浸一会
儿取出。
(引导同学观看碳棒表面
上有没有新物质生成。
结
论:碳棒和氯化铜不反应。
)
【演示试验2】用导线连接
两根碳棒后再浸入CuC12
溶液一段时间,取出观看。
(碳棒表面也没有新物质
生成。
结论:没有构成原电
池,不发生反应。
)
【演示试验3】浸入CuC12
溶液的两根碳棒分别跟直
流电源的正极和负极相连
接。
接通电源,让同学观看
两极的现象。
多媒体呈现
【设问】氯化铜在电流的作
用下是怎样分解的呢?
【设置思维台阶】
1、通电前,CuC12溶液中
存在哪些离子?这些离子
作如何的运动?
2、通电时,这些离子的运动
状况有什么变化?为什
么?
3、当离子定向移动到电极
表面时,发生的是什么类型
的反应?
【播放课件】
氯化铜电解的微观动画
【提问】
1.依据自己的理解阐述什么
是电解?
2.氯化铜分解是一个物质内
能增加的过程,电解是什么
同学思考、设
计、书写
多媒体
观看视频
Flash动画
同学看课件
电解原理课
件.ppt。
人教版高中化学选修四4.3电解池
电镀:电镀是利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,
思考:工业上为什么用电解熔融氧化铝的方法冶炼铝而 不用AlCl3?
冶炼铝设备图
烟罩
钢导电棒
阳极C
电解质
熔融 态铝 钢壳
耐火 材料 阴极C
电解池、电解精炼池、电镀池的比较
电解池
电解精炼池
电镀池
定义
形成 条件
应用电解原理将不纯 应用电解原理在某些
将电能转变成化学能 的金属提纯的装置。 金属表面镀上一层其
现象: 阳极:有气泡产生,使湿
润的淀粉-KI溶液变蓝 阴极:有气泡产生,滴加
酚酞溶液变红
阳极:2Cl--2e- =Cl2↑ 阴极:2H++2e- =H2↑ 总式: 2NaCl+2H2O=2NaOH+H2↑+Cl2↑ (条件:通电)
实验装置
氯碱工业:离子交换膜法制烧碱
(1)生产设备名称:离子交换膜电解槽 阴极:碳钢 阳极:钛
的装置。
它金属的装置。
①两电极接直流电源 ②电极插人电解质溶液 ③形成闭合回路
①不纯金属接电源正极 纯的金属接电源负极
②电解质溶液须待提纯 金属的离子
①镀层金属接电源正极 待镀金属接电源负极
②电镀液须含有镀层金 属的离子
电极 阳极:电源正极相连 阳极:不纯金属; 名称 阴极:电源负极相连 阴极:纯金属
离子放电顺序:
人教版选修4 化学:4.3 电解池 教案2
导入新课创设情境:我们知道,手机电池是根据原电池原理进行设计的,手机在使用时发生的是原电池反应,当给手机充电时,电池会发生什么样的变化呢?交流讨论布置任务:带着课件展示的问题自主学习课本79页和82:阴极出现红色物质,阳极产生能使碘化钾淀粉试纸变蓝的气体:教师引导学生分析Cu继而概括出电解、电解槽、阴极、阳极的概念二、电解原理的应用电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气阴极:2H++2e-=H2↑阳极:2Cl--2e- = Cl2↑电解总反应:2Cl- + 2H2O === 2OH-+H2↑+Cl↑生成氯气;在阴极上,H+比Na+更容易得到电子,被还原成H2。
【展示】【总结】电解池离子放电顺序规律①阳离子得电子的顺序Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(水) >Fe2+>Al3+>Mg2+>Na+(基本与相应金属的活泼性顺序相反)②阴离子失电子的顺序活泼金属>S2->I->Br->Cl->OH -(水)>含氧酸根(基本与单质的氧化性顺序相反)2.电镀①定义:电镀是应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。
②目的:电镀的目的主要是使金属增强抗腐蚀能力、增加美观和表面硬度。
③组成:电源、阴极、阳极、电镀液【举例】①电镀银阴极:Ag+ + e-= Ag阳极:Ag -e-= Ag +②铜的精炼做笔记明确:中层金属离子,且要池的阴极;炼铜时,作为阳极,铜作为阴极+-阴极阳极当堂反馈1.下列装置中属于原电池的是()属于电解池的是()2.在铜的精炼过程中,下列说法错误的是()A.阳极是粗铜,其中的金、银等杂质均失电子被氧化B.阴极上首先析出铜C.粗铜不断溶解D.电解溶液可以用硫酸铜溶液3.用石磨做电极,分别电解下列各物质的溶液①CuCl2②CuSO4③NaBr④NaNO3⑤HCl⑥H2SO4⑦KOH。
其中只有水被电解的是()A.①②⑤B.②④⑥⑦C.④⑥⑦D.③⑤⑥⑦独立思考完成解答。
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Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
阳极(1)是惰性电极时:阴离子在阳极上的放电顺序(失e-)
S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)
第三节电解池
一、电解原理
讲:首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。
金属
电解质
导电粒子
导电状态
温度影响
导电实质
电子定向移动
过渡:电解质导电的实质是什么呢?一起看实验。
实验:现象—一极有气泡,检验为氯气;另一极有红色的物质析出,分析为铜。
讲:要分析此现象我们得研究此装置,首先看电极。
1.电极
阳极—与电源正极相连
B.阳极OH-放电产生O2,阳极区域pH变小。
(2)电解质溶液中
A.电解过程中,既产生H2,又产生O2,则原溶液呈酸性的pH变小,原溶液呈碱性的pH变大,原溶液呈中性的pH不变(浓度变大)。
B.电解过程中,无H2和O2产生, pH几乎不变。但象CuCl2变大
C.电解过程中,只产生H2, pH变大。
D.电解过程中,只产生O2, pH变小。
(2)是活性电极时:电极本身溶解放电
问:放电能力弱于H+和OH–的物质在水溶液中放电吗?
否,但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时,亚铁离子放电。
问:电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸,为什么?可以加食盐吗?
练习:电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠的电极方程式。
5.电解规律:
阴极—与电源负极相连
隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au)
活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag)
问:通电前和通电时分别发生了怎样的过程?
通电前:CuCl2=Cu2++2Cl-H2O H++OH-
通电中:阳离子(Cu2+,H+)向阴极移动被还原;
阴离子(Cl-,OH-)向阳极移动被氧化
过渡:如果把阳极换成铜棒,阳极发生的反应就是铜自身溶解,如果电解质是硫酸,阴极析出的是什么?也是铜,这就是我们的铜的电解精炼法。
二、电解原理的应用
1.铜的电解精炼
阳极:粗铜棒
阴极:精铜棒
电解质:含铜电解质
问:精炼中硫酸铜的浓度怎样?基本不变,但变小。
过渡:若把阴极精铜棒换成铁棒,电解过程变吗?
不变,但不是精炼铜了,而叫电镀铜。
2.电镀铜
阳极:镀层金属
阴极:待镀金属(镀件)
电镀液:含镀层金属的电解质。
3.电解饱和食盐水——氯碱工业
问: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-Cl2一定需要加氧化剂吗?
4、阴极产物和阳极产物能接触吗?
5、饱和食盐水为何需要精制?如何精制?
讲:即在电极上分别发生了氧化还原反应,称电极反应。
2.电极反应(阳氧阴还)
阳极:2Cl--2e-=Cl2(氧化)
阴极:Cu2++2e-=Cu(还原)
总电极方程式:___________________
放电:阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。
3.电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。
在活动中增强团结、协作的合作意识,培养学生学习化学的兴趣,以及对立统一的辩证唯物主义观点
重点
通过对电解原理及应用的研究
难点
电解原理及应用
课型
讲授:习题:复习:讨论:其他:
集体备课教案
个人备课教案
教学过程:
我们知道化学能可以转变为热能,即反应热。化学能也能转变为电能,用原电池装置。今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。
讲:所以电解质导电的实质便是——电解
电解池:借助电流引起氧化还原反应的装置,即把电能转化为化学能的装置质构成闭和回路。
思考:
电解CuCl2水溶液为何阳极是Cl-放电而不是OH-放电,阴极放电的是Cu2+而不是H+?
4.离子的放电顺序
阴极:(阳离子在阴极上的放电顺序(得e-))
练习:电解硫酸铜方程式。加入下列哪些物质可以恢复到硫酸铜原来的溶液:氧化铜、氢氧化铜、铜、碳酸铜。
(3)电解不活泼金属无氧酸盐,实际上是电解电解质本身,分解电解质型。
(4)电解活泼金属(K/Ca/Na)的无氧酸盐,阴极产生氢气,阳极析出非金属,放氢生碱型。
6.电解中电极附近溶液pH值的变化。
(1)电极区域A.阴极H+放电产生H2,阴极区域pH变大。
精制:步骤一、1)先加过量的BaCl2和过量的NaOH(顺序可换),再加入过量的Na2CO3
2)过滤
3)加盐酸调节pH为7
步骤二、送入阳离子交换塔除去Ca2+、Mg2+等。
4.电冶金
电解熔融氯化钠:2NaCl(熔融)=(电解)2Na+Cl2
适用范围:活泼金属K~Al
【教学反思】
(1)电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐,实质上是电解水,电解水型。
问:初中电解水时加硫酸或氢氧化钠增强导电性,影响水的电解吗?
电解硫酸和氢氧化钠时为何H2和O2之比大于2?氧气溶解度大于氢气
又为何硫酸一定大于2,而氢氧化钠可能等于2?硫酸根可能放电。
(2)电解不活泼金属的含氧酸盐,阳极产生氧气,阴极析出不活泼金属,放氧生酸型。
高二化学教案(选修四)
课题:第四章第三节电解池
授课班级
课时
第二课时
教
学
目
的
知识
与
技能
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。
过程
与
方法
引导学生动手实验、分析实验、自主学习、独立思考,根据实验现象,学会分析、解决问题
情感
态度
价值观