2019-2020年高中化學(xué) 第一章第二節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能——電解教案 魯科版選修4.doc

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2019-2020年高中化學(xué) 第一章第二節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解教案 魯科版選修4【教材分析】電解原理和其他電化學(xué)知識一樣是中學(xué)化學(xué)重要理論之一,它是無機化學(xué)中很重要的知識,既涉及理論知識,又與元素化合物知識密切相關(guān),是高考的重點考查點,在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)日常生活、科技領(lǐng)域中用途廣泛，故占有重要的地位。學(xué)習(xí)電解原理等電化學(xué)理論，將為學(xué)生升學(xué)、就業(yè)、解決生產(chǎn)與生活中的實際問題打下良好的基礎(chǔ)。“電解原理”的學(xué)習(xí)，是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)和掌握了金屬活動性順序、氧化還原以及陰（陽）離子還原性（氧化性）的相對強弱的比較、電解質(zhì)的電離、離子反應(yīng)、原電池原理以及化學(xué)化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化等知識的基礎(chǔ)上安排的，是電化學(xué)知識的深化和發(fā)展，具有一定的科學(xué)性。它可使學(xué)生在接受新知識中有舊知識作基礎(chǔ)，緩解學(xué)習(xí)困難，體現(xiàn)知識梯度的合理性。【知識與技能】1、通過電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的實例-電解和電鍍的教學(xué)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(shù)碼相機等產(chǎn)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(xué)生的實驗?zāi)芰?、觀察能力、思維能力。【過程與方法】1、 運過實驗探究方法，通過氯化銅溶液的電解學(xué)習(xí)電解原理。2、 播放電解原理的電腦課件，加深學(xué)生對抽象的理論的理解。【情感態(tài)度與價值觀】滲透由現(xiàn)象看本質(zhì)、由個別到一般、由一般到特殊的辨證唯物主義觀點?！窘虒W(xué)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?！窘虒W(xué)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(chǎn)物的判斷?！窘虒W(xué)過程】【引入】在生產(chǎn)和生活中我們不但要利用化學(xué)反應(yīng)，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而且要利用化學(xué)反應(yīng)使電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能一般通過電解的方法來完成。你能舉出在我們已學(xué)過的化學(xué)課程里涉及利用電解反應(yīng)來制取新物質(zhì)的例子嗎？【師問】憶一憶：在我們已學(xué)過的化學(xué)課程里，涉及利用電解反應(yīng)來制取新物質(zhì)的例子？【投影】實例 被電解物質(zhì)電解產(chǎn)物化學(xué)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(zhì)是怎樣轉(zhuǎn)化為生成物的呢？我們可以通過下面的實驗作簡要的了解?！就队啊吭赨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(shù)分鐘后，觀察現(xiàn)象?！就队啊繉嶒瀮?nèi)容實驗內(nèi)容所得結(jié)論電解氯化銅1、 陰極上覆蓋一層紅色的固體2、 陰極上有氣泡產(chǎn)生，用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗，試紙變藍(lán)1、 陰極上有銅生成2、 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(fù)極相連的電極叫陰極。【板書】 1.電極名稱和電極反應(yīng)陽極：與電源的正極相連的電極陰極：與電源的負(fù)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(yīng)，寫出電極反應(yīng)式和電解總化學(xué)方程式?！景鍟?陰極： Cu2+2e=Cu 還原反應(yīng) 陽極： 2Cl-2e= Cl2 氧化反應(yīng)電解的化學(xué)方程式為：CuCl2電解Cu + Cl2 陰極產(chǎn)物 陽極產(chǎn)物【師講】由上可知，電解反應(yīng)是電解質(zhì)溶液在電流的作用下，在電極上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)叫做電解?！景鍟恳?、電解1.電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程【師問】電解的能量轉(zhuǎn)化形式是？【生】電解是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能?！景鍟侩娊獬兀喊央娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置?！就队啊拷涣髋c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(jù)陰陽兩極的反應(yīng)產(chǎn)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(yīng)：Cu2+2e=Cu 在陽極，由于Cl比OH易失電子，Cl失電子生氧化反應(yīng)：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(yīng)是失電子能力強的優(yōu)先反應(yīng)，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(yīng)是得電子能力強的優(yōu)先反應(yīng)，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(guān)，這里只是一般順序?！具^渡】電解質(zhì)在溶液中電離產(chǎn)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(yīng)，電解質(zhì)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(chǎn)生自由移動的離子?！編熤v】可見，電解質(zhì)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。 【邊講邊板書】3.電解原理：電解質(zhì)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(yīng)，陽離子向陰極移動，在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)?！編焼枴侩娊獬厥请娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，請大家想一想，要組成一個電解池，至少應(yīng)該需要什么條件？【生】電源、電極、電解質(zhì)溶液、用導(dǎo)線連接成閉合電路?！景鍟?.電解池的組成條件： 與外加電源相連的兩個電極（活潑性相同或不同） 電解質(zhì)溶液形成閉合電路【師】前面我們學(xué)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(yīng)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(xí)：1.寫出用碳棒作電極電解熔融的NaCl的電極反應(yīng)式和電解的化學(xué)方程式。2.寫出用碳棒作電極電解NaCl溶液的電極反應(yīng)式和電解的化學(xué)方程式。陽極: 2Cl-2e-= Cl2 陰極:2Na+2e-=2Na電解熔融食鹽的化學(xué)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(yīng)的化學(xué)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(zhì)的銅板，將粗銅板作陽極，由于金屬單質(zhì)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(zhuǎn)化為陽離子進(jìn)入溶液，金、銀等雜質(zhì)成為陽極泥而成降。反應(yīng)如下：【板書】3.銅的電解精練 陽極: Zn -2e= Zn 2+ 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(yīng), 以純銅作陰極,電解質(zhì)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(zhì)覆蓋在陰極上,【板書】極陰: Cu2+2e=Cu【師】如此進(jìn)行的電解反應(yīng),可得到純度大于99.9%的精練銅.【板書設(shè)計】電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能一、電解原理1.電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程2電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。3.電極名稱和電極反應(yīng)陽極：與電源的正極相連的電極 Cu2+2e=Cu 還原反應(yīng)陰極：與電源的負(fù)極相連的電極 2Cl-2e= Cl2 氧化反應(yīng)二、電解原理的應(yīng)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= Zn 2+ Cu -2e= Cu2+極陰: Cu2+2e=Cu