2022年《化学能与电能的转化》教案

1、第三单元第 3 课时 电能转化为化学能 教学过程 创设学习情形 电解水能够制得氢气和氧气,电解食盐水能够制取烧碱、氢气和氯气, 用于制造日常生 氧化铝发生氧 活中各种铝制品的铝,是通过电解氧化铝获得的；电流怎样使水、食盐水、化仍原反应,转化为各种产物呢？ 试验探究活动 在老师指导下, 让同学用下图所示简易电解装置进行电解试验,并沟通 争论试验结果；然后在其 1. 取一段棉线约 2 厘米, 置于大片玻璃片上,用 3 滴食盐水将整根棉线润湿,左右两边各加数滴食盐水溶液；两端再各加入 1 滴酚酞试液；2. 将两只鳄鱼夹分别夹住棉线两端,用导线把鳄鱼夹分别与电源（两节 2 号干电池） 相 连；约 15

2、-20 秒后,观看发生的现象,并做好记录；3. 在没有显示红色的一端滴入一滴碘化钾淀粉溶液,观看发生的现象,并做好记录；同学依据试验结果,汇报如下现象：试验 1- 食盐水滴加酚酞试液没有颜色变化；试验 2- 跟电源负极相联的一端溶液呈红色,并有微小气泡产生,说明氢氧根离子浓度 增大；试验 3- 跟电源正极相联的一端溶液显蓝色,声明有氯气产生； 老师补充讲解 我们可以依据大家的试验探究结果来分析电解反应的原理：一、电解反应观看到的现象 试验 1 试验 2 试验 3 1. 电解池与电解 电解池由电源、阴极、阳极和电解质溶液各部分；跟电源负极相联接的电极称为阴极,在阴极有过剩的负电荷；跟电源正极相联

3、接的一极称为阳极,在阳极有过剩的正电荷；在食盐水溶液中存在大量的 Na +和 Cl- ,仍有微量的 H 和 OH-；当接通电源时,带正电 +荷的 Na +和 H +向阴极定向移动,带负电荷的 Cl- 和 OH-向阳极定向移动；在阴极,由于 H +比 Na +易得电子, H +得电子发生仍原反应：2H +2e=H2在阴极区域由于 H +发生仍原反应成为 H2逸出,溶液中 OH浓度大于 H +溶度,溶液显碱性,使酚酞显红色；在阳极,由于 Cl比 OH易失电子, Cl失电子生氧化反应：2Cl-2e= Cl 2在阳极区域由于 Cl发生氧化反应（2Cl-2e=Cl 2）成为 Cl 2；Cl 2和碘化钾反

4、应生成碘（Cl 2+2KI=2KCl+I 2）,碘遇淀粉变蓝色；总之,由于在阴极生成氢气,在阳极生成氯气,没有参与氧化仍原反应的 Na +和 OH形成氢氧化钠溶液,这就是我们已学的电解食盐水反应的基本原理；电解食盐水反应的化学方程式为：2NaCl+2H2O 电解 2NaOH +H 2 +Cl 2阴极产物 阳极产物 试验观看 用石墨做电极,电解 U型管中的氯化铜溶液,在阴极和阳极各发生什么样的变化？ 沟通与争论 试分析氯化铜溶液电解发生的反应,写出电解反应的化学方程式；同学分析：在氯化铜溶液中,存在 Cu 2+和 Cl,接通电源后,阴极四周的 Cu 2+得电子发生仍原反应： Cu 2+2e=Cu

5、；在阳极 Cl失电子发生氧化反应：2Cl-2e=Cl 2 ；在这一电解过程中,水中电离的 H +和 OH- ；都没有被氧化或仍原；所以电解的化学方程式为：CuCl 2 电解 Cu+ Cl 2 阴极产物 阳极产物 归纳与小结 通过我们的分析,可以知道, 电解反应是电解质溶液在电流的作用下,在电极上发生的氧化仍原反应,得到电解产物,电能转化为化学能；2. 电解反应是电流作用下发生的氧化仍原反应,电解过程电能转化为化学能；请大家通过下表把已学的一些电解实例进行归纳；实例电极反应阴极产物阳极产物化学方程式电解 CuCl2 溶液阳极发生反应；铜氯气CuCl2电解 Cu + Cl2电解食盐水烧碱、氢气氯气

6、2NaCl+2H2电解 2NaOH + H2 +Cl 2阴极发生反应；电解水氢气氧气2H2O电解 2H2 +O 2 观看影像资料 电解原理的应用：电解饱和食盐水、氯碱工业；铜的电解精炼； 沟通与争论 用硫酸铜溶液做电解质,用含有锌、 金、银等金属杂质的粗铜板与电源 正极连接做阳极, 用纯的铜簿片和电源负极连接做阴极,进行电解反应时, 纯的铜簿片在电 极上“ 长大” 得到纯度很大的精铜板,相反粗铜板“ 瘦身” 变少,这是为什么？能分析发生 的变化吗？ 归纳与小结 进行电解时,在阳极,粗铜板上的Cu 失去电子被氧化：Cu-2e=Cu 2+,进入溶液；（粗铜板“ 瘦身” 变小） ；在阴极, Cu 2+在纯的铜簿片得电子发生仍原反应：Cu 2+2e=Cu（纯的铜簿片变大） ；所以, 当电路中通过电流时,阳极上的粗铜不断溶解,阴极上不断析出铜,这样得到的精铜又叫做电解铜,其纯度大于 二、电解反应的应用 1. 铜的电解精练99.9%； 这就是工业上铜电解精练的基本原理； 沟通与争论 假如以上电解精炼的装置改为以下装置（用一个铁器件做阴极,用铜板做阳极,仍用硫酸铜溶液为电解质）接通电源时：,进行电解,会发生什么样的变化呢？在阳极 Cu 失电子被氧化而进入溶液：Cu-2e=Cu 2+；在铁阴极 Cu 2+得电子仍原为铜：Cu 2+2e=Cu,镀在铁器件上； 归纳与