高中化學蘇教版化學反應與能量轉化第三單元化學能與電能的轉化 名師獲獎

課題電能轉化為化學能課型新授課編縞教師授課教師授課時間授課班級教學目標知識與技能目標1、通過電能轉化為化學能的實例-----電解和電鍍的教學活動，了解電極原理、電解和電鍍的重要性。2、了解日常所用的手機、數碼相機等產品的充電、放電原理。3、通過對實驗現(xiàn)象的觀察、分析和推理，培養(yǎng)學生的實驗能力、觀察能力、思維能力能力與方法目標1.運過實驗探究方法，通過氯化銅溶液的電解學習電解原理。2.播放電解原理的電腦課件，加深學生對抽象的理論的理解。情感態(tài)度價值觀目標滲透由現(xiàn)象看本質、由個別到一般、由一般到特殊的辨證唯物主義觀點。教學重點電解原理和以電解CuCl2溶液為例得出惰性電極作陽極時的電解的一般規(guī)律教學難點理解電解原理以及銅的電解精練中非惰性電極時電解產物的判斷教學方法實驗探究法——通過實驗，分析、討論、思考、交流、歸納、小結教學過程【引入】在生產和生活中我們不但要利用化學反應，使化學能轉化為電能，而且要利用化學反應使電能轉化為化學能。電能轉化為化學能一般通過電解的方法來完成。你能舉出在我們已學過的化學課程里涉及利用電解反應來制取新物質的例子嗎？【師問】憶一憶：在我們已學過的化學課程里，涉及利用電解反應來制取新物質的例子？【投影】實例被電解物質電解產物化學方程式電解水電解食鹽水電解融熔氯化鈉電解融熔氯化鈉電解融熔氧化鋁【過渡】在電解過程中被電解的物質是怎樣轉化為生成物的呢？我們可以通過下面的實驗作簡要的了解。【投影】在U形管中加入飽和氯化銅溶液，用石墨棒作電極，接通電源，電解數分鐘后，觀察現(xiàn)象?！就队啊繉嶒瀮热輰嶒瀮热菟媒Y論電解氯化銅陰極上覆蓋一層紅色的固體陰極上有氣泡產生，用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗，試紙變藍陰極上有銅生成陽極上有氯氣生成【師問】這個實驗說明什么問題？【生】CuCl2溶液在電流的作用下，生成了銅和氯氣。電流的作用是這種變化的根本原因?！編熤v】與原電池的兩極有區(qū)別，這里的兩個電極叫陰極，陽極。電解池中與電源的正極相連的叫陽極，與電源的負極相連的電極叫陰極。【板書】1.電極名稱和電極反應陽極：與電源的正極相連的電極陰極：與電源的負極相連的電極【投影】[交流與討論]試分析氯化銅溶液電解發(fā)生的反應，寫出電極反應式和電解總化學方程式。【板書】陰極：Cu2++2e=Cu還原反應陽極：2Cl—-2e—=Cl2↑氧化反應電解的化學方程式為：CuCl2電解Cu+Cl2↑陰極產物陽極產物【師講】由上可知，電解反應是電解質溶液在電流的作用下，在電極上發(fā)生的氧化還原反應叫做電解?！景鍟恳弧㈦娊?.電解：使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程【師問】電解的能量轉化形式是？【生】電解是電能轉化為化學能?！景鍟侩娊獬兀喊央娔苻D化為化學能的裝置?！就队啊縖交流與討論]1、使用的電極是活性的還是惰性的？2、通電前，氯化銅溶液中存在哪些陰、陽離子？3、電子的流動方向如何？外電路上的電流方向怎樣？4、根據陰陽兩極的反應產物分析，接通直流電源后，陰、陽離子怎樣運動？5、在CuCl2溶液中，存在Cu2+、Cl—、H+、OH—，為什么H+和OH—沒有得失電子？【生】在陰極，由于Cu2+比H+易得電子，Cu2+得電子發(fā)生還原反應：Cu2++2e=Cu在陽極，由于Cl—比OH—易失電子，Cl—失電子生氧化反應：2Cl—-2e—=Cl2↑【師問】陰陽離子得失電子的順序如何判斷？有無規(guī)律？【投影】陽極：應是失電子能力強的優(yōu)先反應，陰離子放電順序為：（活潑電極＞）S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根＞F-陰極：應是得電子能力強的優(yōu)先反應，陽離子放電順序一般為：Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+說明：離子放電順序和離子本性、離子濃度、電極材料、電壓等很多因素有關，這里只是一般順序。【過渡】電解質在溶液中電離產生自由移動的離子，直流電通過，陰陽離子定向移動，并發(fā)生氧化還原反應，電解質還能在什么條件下發(fā)生電離？【生】在熔融狀態(tài)下，也能發(fā)生電離產生自由移動的離子?！編熤v】可見，電解質在熔融狀態(tài)下通電時也能發(fā)生電解。工業(yè)上冶煉K、Ca、Na常常是電解它的熔融鹽，冶煉鋁是電解熔融的氧化鋁?！具呏v邊板書】3.電解原理：電解質在水溶液或熔融狀態(tài)下電離出自由移動的離子，通電時，自由離子作定向移動，陰離子向陽極移動，在陽極失去電子發(fā)生氧化反應，陽離子向陰極移動，在陰極得到電子發(fā)生還原反應?！編焼枴侩娊獬厥请娔苻D化為化學能的裝置，請大家想一想，要組成一個電解池，至少應該需要什么條件？【生】電源、電極、電解質溶液、用導線連接成閉合電路。【板書】4.電解池的組成條件：①與外加電源相連的兩個電極（活潑性相同或不同）②電解質溶液③形成閉合電路【師】前面我們學過了原電池，比較電解池與原電池【投影】略（比較電解池與原電池）二、電解原理的應用1．電解熔融的氯化鈉2．電解氯化鈉的水溶液【投影】課堂練習：1.寫出用碳棒作電極電解熔融的NaCl的電極反應式和電解的化學方程式。2.寫出用碳棒作電極電解NaCl溶液的電極反應式和電解的化學方程式。陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2Na++2e-=2Na電解熔融食鹽的化學方程式為：2NaCl電解Cl2↑+2Na陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2H++2e-=H2↑電解食鹽水反應的化學方程式為：2NaCl+2H2O電解2NaOH+H2↑+Cl2↑【生】閱讀課本拓展視野【師】粗銅是含有鋅、銀、金等雜質的銅板，將粗銅板作陽極，由于金屬單質失電子的能力強于溶液中的氫氧根離子，所以，鋅和銅失電子轉化為陽離子進入溶液，金、銀等雜質成為陽極泥而成降。反應如下：【板書】3.銅的電解精練陽極:Zn-2e=Zn2+Cu-2e=Cu2+【師】此陽極為非惰性的金屬,陽極材料本身參加氧化還原反應,以純銅作陰極,電解質溶液為硫酸銅溶液,電解時,溶液中的Cu2+優(yōu)先得到電子成為單質覆蓋在陰極上,【板書】極陰:Cu2++2e=Cu【師】如此進行的電解反應,可得到純度大于%的精練銅.【板書設計】第三節(jié)電能轉化為化學能一、電解原理1.電解：使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程2．電解池：把電能轉化為化學能的裝置。3.電極名稱和電極反應陽極：與電源的正極相連的電極Cu2++2e=Cu還原反應陰極：與電源的負極相連的電極2Cl—-2e—=Cl2↑氧化反應二、電解原理的應用1．電解熔融的氯化鈉2．電解氯化鈉的水溶液3.銅的電解精練陽極:Zn-2e=Zn2+Cu-2e=Cu2+極陰:Cu2++2e=Cu二次備課教學后記課后習題基礎達標一、單項選擇題1．下列各種冶煉方法中，可制得相應的金屬的是()。A．加熱氧化鋁B．加熱碳酸鈣C．電解熔融氯化鈉D．氯化鈉與鋁粉高溫共熱2．已知金屬M中混有P，電解M時P以單質形式沉積于陽極下面的泥中。M、N組成原電池，M為正極，則M、N、P三者金屬活動性順序為()。A．P>M>NB．N>P>MC．P>M>ND．N>M>P3．關于原電池和電解池的敘述正確的是()。 A．原電池失去電子的一極稱為陰極B．電解池的陽極、原電池的負極都發(fā)生氧化反應C．原電池的兩極，一定要由活動性不同的兩種金屬組成D．電解時電解池的陽極一定是陰離子放電4．滴有酚酞和氯化鈉試液的濕潤濾紙分別做甲、乙兩個實驗，如圖2－3－5所示，能發(fā)現(xiàn)附近變成紅色的電極是()。圖2－3－5A．a和cB．a和dC．b和cD．b和d5．下列關于電解NaCl水溶液的敘述中正確的是()。A．電解時在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B．若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黃色C．若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色D．電解一段時間后，將全部電解液轉移到燒杯中，充分攪拌后溶液呈中性6．利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Au等雜質的粗銅提純，下列敘述正確的是()。A．電解時以精銅作陽極B．電解時陰極發(fā)生還原反應C．粗銅連接電源負極，其電極反應式是Cu－2e－=Cu2＋D．電解一段時間后，電解質溶液濃度保持不變7．以石墨棒作電極，電解氯化銅溶液，若電解轉移的電子數為×1023時，則此時在陰極上析出銅的質量為()。A．8gB．16gC．32gD．64g二、雙項選擇題8．圖2－3－6是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關判斷正確的是()。圖2－3－6A．a為負極，b為正極B．c為陽極，d為陰極C．電解過程中，d電極質量增加D．電解過程中，氯離子濃度不變9．化學用語是學習化學的重要工具，下列用來表示物質變化的化學用語中，正確的是()。A．電解飽和食鹽水時，陽極的電極反應式為：2Cl－－2e－=Cl2↑B．氫氧燃料電池的負極反應式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．粗銅精煉時，與電源負極相連的是純銅，電極反應式為：Cu2＋＋2e－=CuD．鋼鐵發(fā)生電化學腐蝕的正極反應式：Fe－2e－=Fe2＋三、非選擇題10．按如圖2－3－7所示裝置，用石墨電解氯化鈉溶液，A極有無色無味的氣體放出。圖2－3－7(1)y是電源的________極。(2)電極A的名稱為__________，電極B的電極反應式為：________________________________________________________________________，檢驗該電極反應產物的方法是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出該電解反應的總化學方程式：______________________________________________________________________。能力提高11．下列描述中，不符合生產實際的是()。A．電解熔融氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極B．用電解法精煉粗銅時，純銅作陰極C．電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網作陰極D．工業(yè)上常用電解熔融Al2O3來生產金屬鋁12．用鐵絲(電極a)、銅絲(電極b)和CuSO4溶液可以構成原電池或電解池，如圖2－3－8所示。則下列說法正確的是()。圖2－3－8A．構成原電池時b極反應為：Cu－2e－=Cu2＋B．構成電解池時a極質量一定減少C．構成電解池時b極質量可能減少也可能增加D．構成的原電池或電解池工作后就可能產生大量氣體13．將molCuCl2和molKCl溶于水，配成100mL溶液，用兩個石墨電極電解一段時間，取出電極，滴入酚酞試液變紅，則下列說法正確的是()。A．部分CuCl2未被電解B．電解產生氣體只有一種C．有Cu(OH)2沉淀生成D．電解產生的Cl2大于mol14．電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。如圖2－3－9表示一個電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導線與直流電源相連。圖2－3－9請回答以下問題：(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實驗開始時，同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：①電解池中X極上的電極反應式為：__________________________，在X極附近觀察到的現(xiàn)象是______________________。②Y電極上的電極反應式為：________________________________，檢驗該電極反應產物的方法及現(xiàn)象是_______________________________________________________。(2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則：①X電極的材料是________，電極反應式是：________________________。②Y電極的材料是________，電極反應式是：________________________。(說明：雜質發(fā)生的電極反應不必寫出)15．如圖2－3－10所示，A為一張浸透淀粉碘化鉀溶液并滴有酚酞試劑的濾紙，a、b為兩張緊貼在濾紙上的Pt片，用導線與直流電源的M、N極分別相連。通電后，在a周圍觀察到無色溶液變?yōu)樗{色。(1)電源哪一極是正極？哪一極是負極？(2)b周圍可觀察到什么現(xiàn)象？為什么？圖2－3－10答案1．C2．D解析：M、N組成原電池，M為正極，說明M的活潑性比N弱；電解M時P不溶解而M溶解，說明活潑性M強于P，故三者金屬活潑性順序為：N>M>P。3．B解析：原電池的電極稱為正負極，電解池的電極稱為陰陽極，A錯；燃料電池的兩極都是石墨棒或者Pt電極，所以原電池的電極可以是相同的金屬、也可以是不同的金屬、還可以是非金屬，C錯；當電解池的陽極為活性陽極時，陽極被腐蝕，陰離子不放電，如電解精煉銅，D錯。4．D解析：甲形成原電池，乙為電解池。甲裝置中氧氣在b極得到電子生成OH－；而乙裝置中H＋在d極放電，OH－濃度增大，所以變紅的電極是b和d。5．B解析：電解食鹽水時發(fā)生的反應：陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H＋＋2e－=H2↑總反應：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑對照分析選項，A項錯誤，陽極附近的溶液中會溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后發(fā)生反應：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－，溶液呈棕黃色，B項正確；陰極附近產生大量的OH－，滴加酚酞后呈紅色，C項錯誤；電解過程中生成了NaOH，溶液呈堿性，D項錯誤。6．B7．B解析：根據題意，n(e－)＝mol，陰極反應為：Cu2＋＋2e－=Cu，反應中轉移mol電子，則析出Cumol，因此m(Cu)＝mol×64g/mol＝16