人教化学选修四省市级优质课4.3 电解池

电解池（第一课时）教学设计襄州区二中徐鸿斌【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、电离等知识综合运动。

电解教学安排在氧化还原反应、离子方程式、电离平平和原电池知识后教学符合化学科知识的逻辑体系和学生认识规律。

本节教材可分为二个部分：电解原理、电解原理的应用。

【设计思路】本内容是人教版高中化学（必须+选修）选修4第四章《电化学基础》第三节《电解池》中的第一课时内容。

该内容是中学化学中电化学的重要组成部分，是高中化学教学的一个重点和难点。

学生已经学习了原电池的相关知识，在此基础上进一步学习电解知识平台。

本人采用实验教学模式，教学过程中教师为学生创设学习情境，搭建一系列的问题支架，引导学生去发现问题，解决问题。

让学生在观察中学习，在学习中思考，在思考中升华，然后将知识运用到具体的应用中；力求做到“以转变学生的学习方式，提高学生的科学素养，培养学生的科学探究能力为主”的新课程教学理念。

【教学目标】 1、知识与技能：（1）理解电解的原理。

（2）能够准确判断电解池的阴、阳两极。

（3）知道惰性材料做电极时，离子的放电顺序以及阴、阳极上产物的分析判断。

（4）初步掌握书写两极所发生的反应及电解的总化学方程式；会判断两极所发生的是氧化反应，还是还原反应。

（5）通过一些设问及质疑，培养学生的思维能力，概括总结的能力，以及形成规律性认识的能力。

2、过程与方法：通过实验演示投影及引导学生对实验现象的观察、分析和推理，让学生体验科学探的过程，形成一定的实验能力、观察能力和思维能力。

3、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。

【教学重点】电解池的工作原理【教学难点】离子放电顺序、电极产物的判断【教学方法】实验探究、启发讨论【教学用具】电解槽碳棒（4支）学生电源导线氯化铜溶液 KI-淀粉试纸烧杯玻璃棒多媒体【教学过程】【引言】前面我们已经学习了原电池的有关知识，知道了化学能在一定条件下能够转化为电能，我们把实现这种转化的装置叫原电池；我们也知道：能量之间可以实现相互转化。

那么，能不能设计一种装置，将电能转变为化学能呢？在初中，我们接触了电解水，当电流通过水时，水被电解生成了氢气和氧气。

那么，当我们把电流通过水或水溶液时，到底发生了哪些变化？这种变化是否存在一定的规律？这节课我们就一起来探究这个课题：电解池。

【板书】第三节电解池【投影演示实验】提醒学生认真仔细地观察实验现象。

(同时板书：实验) 【演示实验1】将两根碳棒分别插进电解槽中，浸一会儿取出。

（引导学生观察碳棒表面上有没有新物质生成。

结论：碳棒和氯化铜不反应。

）【演示实验2】用导线连接两根碳棒后再浸入CuC12溶液一段时间，取出观察。

（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。

）【演示实验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，让不家务事观察两极的现象。

（提醒学生连接的是交流电还是直流电的两极） [找学生回家实验过程中的现象，教师适当进行补充。

] 【学生发言】一个碳棒覆盖有一层紫红色物质（铜），另一个碳棒表面有小气泡生成，。

用湿润的碘化钾淀粉试纸检验产生的刺激性气体，试纸变蓝色，说明该气体是氯气。

【问题】通过观察到的实验现象，我们发现了什么过程？这个过程是物理变化还是化学变化？【师生小结】（投影实验装置）通过以上实验说明氯化铜溶液受到电流的作用，在导电的同时发生了化学变化，生成铜和氯气。

【投影设问1】氯化铜固体即使在加热的时候也很难分解，为什么其溶液在电流的作用下会分解成铜和氯气呢？【板书】（电解氯化铜溶液原理）分析【投影设问2】为了解决这个问题，请大家思考： 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、通电中1）溶液中的离子运动情况有何变化？是什么因素导致了这种变化？ 2）电路中的电流与电子流向如何？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应并指出反应的类型吗？总反应如何呢？ 3、想一想，整个过程中能量是如何转化的？【学生活动】学生分组讲座回答如下问题，教师及时点评。

【投影】链接运画投影“电解氯化铜微观模拟”，让学生通过以上问题的分析加深对电解过程的微观与宏观认识。

【讲述】为了与原电池的两电极区别，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】学生完成阴、阳两极上的电极反应，并指出反应类型。

教师纠正。

【板书】阳极：2C1-2e=C12↑（氧化反应）阴极：Cu2+2e=Cu （还原反应）总反应：CuC12电解Cu+C12↑【小结】通过以上分析，我们知道了当电流通过氯化铜电解质溶液时，离子定向移动到阴、阳两极后发生氧化还原反应，生成了新的物质。

在这个过程中，电能转化为化学能。

【过渡】大家能明白什么是电解，什么是电解池吗？【板书】1、电解：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。

2、电解池：把电能转化成化学能的装置。

【投影设问3】思考2：根据以上电解氯化铜的装置，以及联系原电池的构成条件，你能否总结出电解池的一般构成条件？【学生活动】学生相互讨论后，回答问题。

教师予以适当引导。

【板书】3、电解池的构成条件（1）两个电极（能导电的金属或非金属）（2）电解质（3）有外加直流电源，并形成闭合回路【投影设问4】思考3：在电解过程中，电子、离子是如何移动以形成闭合回路的？（再次投影“微观模拟”，分析总结电解过程中电子、离子的移动方向）【板书】4、电子的流向阳极→电源正极电源负极→阴极 5、离子的移动方向阳离子→阴极阴离子→阳极【投影设问5】思考4：电解质溶液中的阴、阳离子分别移动到两极后发生了什么变化？【讲述】阳离子移向阴极后，得电子发生还原反应；阴离子移向阳极后，失电子发生氧化反应，我们把阴离子失去电子而阳离子得到电子的过程叫放电。

【投影设问6】思考5：在溶液中存在的阳离子有Cu2+、H+，阴离子在OH-、C1-，为什么首先在阴极上放电的是Cu2+而不是H+，在阳极上放电的是C1-而不是OH-？离子的放电——也即离子的得失电子有先后顺序，那么，离子的放电先后主要是由什么决定的呢？【学生活动】学生相互讨论，思考。

教师引导分析。

【学生回答】离子的放电先后应是由离子的氧化性，还原性相对强弱决定的。

【点评归纳】影响离子放电顺序的原因有很多。

高中阶段，我们仅讲座氧化性和还原性相对强弱对其影响。

根据氧化还原的知道，离子得失电子的能力不同。

因此，离子的放电顺序不同，氧化性强的离子先得电子，还原性强的电子先失电子。

所以在CuC12溶液中Cu2+和C1-先放电。

【师生小结】共同总结离子放电的先后顺序，。

【板书】6、离子的放电顺序阴极上放电顺序（得电子先后）Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+(浓度较小时) 阳极上放电顺序（失电子先后）S2->I->Br->C1->OH->（含氧酸根）>F-【讲述】教师对上述离子放电顺序作简单的说明。

【投影设问7】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成氧化钠，其结果又如何呢？试写出电极反应。

【师生活动】学生分析讨论，教师点评。

【投影分析】【投影设问8】在电解氯化铜溶液的装置中，若把电解质换成硝酸银，其结果又如何呢？试写出电极反应。

【师生活动】学生分析讨论，教师点评。

【投影分析】【课常小结】（略）【投影作业】1、用石墨电极电解下列溶液，写出电解时的电极反应和电解总反应。

CuSO4 H2SO4 NaOH HC12、在利用电解水的方法制取氢气和氧气时，一般不直接电解蒸馏水，而是电解HaOH溶液或H2SO4溶液，你知道为什么吗？【教学反思】在教学中，让实验成为学生实践体验的一部分，通过演示实验，启发引导，讲座分析等方法，让实验成为帮助学生开展探究活动的积极手段，并在其过程中培养他们基本技能，激发他们的探究热情，激活学生的学习内在驱动力。

从整节课的教学过程来看，它重在探究重实践。

在实验探究中，不仅激发学生学习兴趣获得知识，更能启迪学生思维、培养科学精神和创新能力，使课堂围绕学生为中心的教学活动，真正体现学生的主体地位，大大激发学生积极性。

为学生的进一步发展创造一个新的局面，从整体教学效果来看，通过学生对实验现象的观察，一系列问题的思考和有目的的知识归纳，学生对知识点的掌握是相当不错的，电解的原理及形成条件，学生都能轻松、愉快地掌握并应用，为后面的新内容的学习打下坚实的基础。

本案例利用多媒体动画演示，在视觉上能让学生感知阴、阳离子得失电子的情况，并在教师的引导下，总结出常见离子的放电顺序，然后再运用到实际应用中；遗憾的是：实验仪器不足，使学生不能自主实验，没有给学生更多的展示自己才能的机会。

【板书设计】第三节电解池实验：分析：电极：阴极：与电源“-”相连，Cu2++2e=Cu，发生还原反应阳极：与电泊“+”相连，2C1-2e=C12↑，发生氧化反应1、电解：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。

2、电解池：把电能转化成化学能的装置。

3、电解池的构成条件（1）两个电极(能导电的金属或非金属) （2）电解质（3）有外加直流电源，并形成闭合回路、 4、电子的流向阳极→电源正极电源负极→阴极 5、离子的移动方向阳离子→阴极阴离子→阳极 6、离子的放电顺序阴极上放电顺序（得电子先后）Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+ 阳极上放电顺序（失电子先后）S2->I->Br->C1->OH->（含氧酸根）>F-。