《電解原理》教學(xué)設(shè)計

選修四第四章《電化學(xué)基礎(chǔ)》第三節(jié)《電解池》教學(xué)設(shè)計課題：電解原理（第一課時）授課年級：高二教學(xué)內(nèi)容： 一一匕反上卜四申.研汕用-還原反良 11微 械 -iI I\―段漏，二移向 W：-f移厲—?唯一濟(jì)沔1教學(xué)目標(biāo)：.了解電解池的構(gòu)造和能量轉(zhuǎn)化形式，會描述電解池的工作原理，能正確判斷電解池中陰、陽極和電源正、負(fù)極的關(guān)系。.能正確判斷電解產(chǎn)物和書寫電解池的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)方程式。.會判斷電解池兩極放電順序。教學(xué)重、難點：重點：電解原理、溶液中離子放電的一般規(guī)律難點：電解產(chǎn)物的判斷及電極反應(yīng)式的書寫學(xué)情分析：學(xué)生通過原電池以及化學(xué)電源的學(xué)習(xí)，可以從化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化角度認(rèn)識原電池，初步理解此類反應(yīng)的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)并能從該角度分析常見的化學(xué)電源。通過金屬冶煉的學(xué)習(xí)對電解的應(yīng)用有了初步了解。通過氧化還原反應(yīng)、電離理論的學(xué)習(xí)，具備了從理論角度分析電解原理的能力。教學(xué)方法：講授法、實驗法、討論法、練習(xí)法相結(jié)合教學(xué)過程：情景導(dǎo)入：近幾年，隨著環(huán)境污染加劇，越來越多的人們開始關(guān)注生活環(huán)境的健康問題。于是市面上催生了多種消毒器和凈水器。有一種消毒液發(fā)生器：只需加入一勺鹽和1L水，便可制得消毒液。大家肯定滿心疑慮，鹽水真能變身為消毒液嗎？通過今天的學(xué)習(xí)，我們就可以揭曉答案。新課學(xué)習(xí)：一、電解原理：通過觀看電解CuCl2溶液實驗視頻完成實驗探究對應(yīng)表格CuCIn溶液

電解CUCl2溶液實驗實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明電解質(zhì)溶液導(dǎo)電，形成閉合回路與負(fù)極相連的b極上逐漸覆蓋了一層紅色物質(zhì)析出金屬銅與正極相連的a極上有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生，能使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)產(chǎn)生了氯氣學(xué)生討論：1.閱讀教材內(nèi)容，分析通電前、中、后三個階段電解質(zhì)溶液中離子的變化情況，試寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。由此可得出什么結(jié)論？(1)氯化銅溶液中的電離過程有①CuCl「=Cu?++2Cl-,?HO^H++OH-；溶液中存在的離子有CU2+、Cl-、H+、0H-,通電前，這些離子在溶液中作自由運(yùn)動。(2)通電時，在電場的作用下，溶液中的離子作定向運(yùn)動，即Cl-、OH-趨向a極(與電源正極相連)，Cu2+、H+趨向b極(與電源負(fù)極相連)。(3)a極電極反應(yīng)式是2Cl--2e-===Cl2f,b極電極反應(yīng)式是Cu2++2e-===Cu，總反應(yīng)式是CuCl2電解=Cu+Cl2f?！窘Y(jié)論】電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程,也即是電解質(zhì)在兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程。二、問題探究【問題探究】1.電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電與金屬的導(dǎo)電有何不同？答：金屬導(dǎo)電是因為在電場作用下，自由電子發(fā)生定向移動，是物理變化；而電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是因為發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，是化學(xué)變化。【問題探究】2.電解池中兩極放電情況有何特點？答：陽極一定發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極一定發(fā)生還原反應(yīng)。【問題探究】3.在電解池中電子和離子移動方向有何特點？答：①電子：從電解池的陽極流向電源的正極，從電源負(fù)極流向電解池的陰極。②離子：陽離子移向電解池的陰極；陰離子移向電解池的陽極。③電解時，在外電路中有電子通過，而在溶液中是依靠離子定向移動形成電流，即電子本身不會通過電解質(zhì)溶液?！締栴}探究】4.電解CUCl2溶液為何陽極是^-放電而不是OH-放電，陰極放電的為何是Cu2+而不是H+?答：通常情況下，溶液中離子放電順序：陽極（發(fā)生氧化反應(yīng)）：活潑電極＞S2-＞1-＞85＞前-＞儂-＞含氧酸根離子。陰極（發(fā)生還原反應(yīng)）：Ag+〉Fe3+〉Cu2+〉H+（酸）〉Fe2+〉Zn2+〉H+（水）〉A(chǔ)l3+〉Mg2+〉Na+〉Ca2+〉K+。注意：①陰極不管是什么材料，電極本身都不反應(yīng)，一定是溶液（或熔融電解質(zhì)）中的陽離子放電；陽極與電極材料有關(guān)，若為活性電極，電極自身放電。②最常用、最重要的放電順序：陽極：Cl-〉OH-；陰極：Ag+〉Cu2+〉H+。③電解水溶液時，K+?A13+不可能在陰極放電，即不能用電解水溶液的方法得到K、Ca、Na、Mg、Al等金屬。三、課堂總結(jié)：.總結(jié)電解及電解池的概念是什么?①電解：使電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)而在兩個電極上引起氧化還原反應(yīng)的過程。②電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。.電解池的兩極與原電池的兩極有何關(guān)系?構(gòu)成電解池的條件是什么?①電解池電極名稱：陰極（材料：導(dǎo)體）：與電源負(fù)極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)；陽極（材料：較活潑金屬一活性電極，不活潑金屬如Au、Pt、石墨等一惰性電極）：與電源正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)。②電解池的構(gòu)成條件：具有與直流電源相連接的兩個電極（陰極、陽極），插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中，形成閉合回路。.以電解CuCl2溶液實驗為例，思考電解池的工作原理是什么？（完成下表內(nèi)容）電極名稱陰極陽極實驗現(xiàn)象有紅色物質(zhì)析出有黃氯色氣體生成離子移動陽離子移向陰離子移向反應(yīng)類型還原反應(yīng)氧化反應(yīng)電極反應(yīng)式Cu2++2e—===Cu2Cl——2e—===Cl2f電池反應(yīng)CuCl2電解「ini[Cu+Cl2f結(jié)論電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程，就是電解質(zhì)溶液的電解過程。.書寫電解時兩極的電極反應(yīng)式要注意哪些問題?①陰極：無論是惰性電極還是活潑電極都不參與電極反應(yīng)，發(fā)生反應(yīng)的是溶液中的陽離子。陽離子放電順序：Ag+〉Fe3+〉Cu2+〉H+（酸）〉Fe2+〉Zn2+〉H+（水）②陽極：溶液中還原性強(qiáng)的陰離子失去電子被氧化，或者電極材料本身失去電子被氧化而溶入溶液中。其放電順序：金屬陽極〉S2-〉I-〉Cl-〉OH-〉含氧酸根。③做到“三看”：a.一看電極材料，若是金屬（Au、Pt除外）作陽極，金屬一定被電解（注：Fe生成Fe2+）。b.二看介質(zhì)，介質(zhì)是否參與電極反應(yīng)。c.三看電解質(zhì)狀態(tài)，若是熔融狀態(tài)，就是金屬的電冶煉。.試從電極反應(yīng)、電極名稱、電子流向、能量轉(zhuǎn)化、反應(yīng)是否自發(fā)等方面，比較電解池與原電池有哪些異同?

裝置原電池電解池電極名稱負(fù)極：較活潑金屬正極：較不活潑金屬（或能導(dǎo)電的非金屬）陽極：與電源正極相連陰極：與電源負(fù)極相連電極反應(yīng)負(fù)極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)電子流向負(fù)極一正極電源負(fù)極一電解池陰極電解池陽極一電源正極能量變化將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的裝置將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置反應(yīng)是否自發(fā)是否四、課堂練習(xí)：.下列有關(guān)電解池的說法正確的是（ ）A.在電解池中與外接電源負(fù)極相連的電極是陽極B.無論電解何種物質(zhì)，陽極上失電子數(shù)都與陰極上得電子數(shù)相等C.電解氯化銅溶液時，在陰極上有氣體生成D.電解NaCl、CuCl2兩種溶液，參加反應(yīng)的物質(zhì)是相同的.如下圖所示裝置中，屬于電解池的是（）.如圖是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極，則下列有關(guān)判斷正確的是（a為負(fù)極，b為正極a為陽極，b為陰極C.電解過程中，d電極質(zhì)量增加D.電解過程中，氯離子濃度不變板書設(shè)計：第三節(jié)電解池一電解原理一、電解原理.電解的定義：電流通過電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)而在兩個電極上引起氧化還原反應(yīng)的過程。電解池：將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置。.電解的原理：陽極一發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。（如圖）二、電解過程中電極放電順序陽極（氧化反應(yīng)）：活潑電極內(nèi)2->1->Br->C1->0H->含氧酸根離子。陰極（還原反應(yīng)）：Ag+>Fc3+>Cu2+>H+（酸）>Fc2+>Zn2+>H+（水）>Ab+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。三、電極反應(yīng)式的書寫練習(xí)：電解水、電解食鹽水電極反應(yīng)式教學(xué)反思：本節(jié)課通過讓學(xué)生自主預(yù)習(xí)、思考討論，