2019-2020年高二化学《电能转化为化学能电解》教案4

1、2019-2020年高二化学电能转化为化学能电解教案4考纲展示：1、通过运用电解的原理分析食盐水的电解、铜的电解精练，了解这些较复杂体系中所发 生的反应以及电解的实用价值。2、通过学习电镀的内容，使学生了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法， 并进一步体会电解对人类社会的重要贡献；考情分析常见的考查形式：1、综合应用电解原理解决实际问题。2、电解的有关计算。学情分析：大部分学生对电解原理掌握较好，相当一部份学生在书写电极反应式时不太准确，不知何时要考虑环境。主干知识梳理：（学生已预习，展示一下，学生回答，用时15分钟）【讲解】电解的几种类型（1）电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐

2、，实质上是电解水，电解水型；（2）电解不活泼金属无氧酸盐，实际上是电解电解质本身，电解电解质型；（3）电解不活泼金属的含氧酸盐，放氧生酸型；（4）电解活泼金属（K/Ca/Na）的无氧酸盐，放氢生碱型；【板书】二、电解原理的应用电解的类型：1、电解水型2、电解电解质型 3、放氧生酸型 4、放氢生碱型【过渡】下面我们结合几个例子看看电解原理的应用（一）电解食盐水【预习提示】1、预测电解食盐水的现象是有哪些？、电解食盐水的产物是什么？、在电解食盐水时，溶液中各离子的移向何极？、在电解食盐水的过程中，溶液的 PH值如何变化？【学生】预习后回答【讲解并板书】现象：电流流向：电子流向：阴阳极反应方程式（滴

3、加酚酞红，红色先出现在哪？）：阴极：2H+2e- H2f阳极：2Cl-宀 Cl 2? +2e-总方程式（阴极产物，阳极产物各是什么？）：总反应式：2NaCl+2H2O = 2NaOH+H ? +CI2 ?（条件：通电）溶液PH值变化：【讲解】氯碱工业示意图及阳离子交换膜的两个优点。随着H不断变为氢原子并最终形成氢气逸出，使阴极区溶液中的0H越来越多。用隔膜就可以阻止0H移向阳极，则使氢氧化钠可以在阴极附近的溶液中富集，由阴极溶液可以得到烧碱。还可以得到另外两种重要的化工产品一氯气和氢气。【指导学生阅读资料在线】水的电离和离子放电顺序【强调】离子放电顺序是对在一定条件下，离子并不都能在电极上发生

4、反应。而且所给的离 子放电顺序是一定条件下的经验规律，不同的实验条件会存在不同的顺序，规律是有条件限 制的。【阅读】工业电解食盐水制备烧碱【板书】（二）铜的电解精炼阳极材料：阴极材料：电解液：现象：电流流向：电子流向：阴阳极反应方程式：阴极：Cu2+ + 2e - = Cu阳极：Cu= Cu + 2e-（三）电镀【讲解】一件表面镀有其他金属的制品，我们可以把它的结构大致分为两大部分：镀件和镀 层金属。那么这个镀层金属是这么镀在这个镀件上的呢？这节课我们就来看看这个 问题。【活动探究】在铁钉上镀铜阳极镀层金属或惰性电极注意点：电极：阴极一一镀件（待镀金属制品）电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液

5、。【投影小结】电解池、电解精炼池、电镀池的比较电解池电解精炼池电镀池定义将电能转变成化学能的 装置应用电解原理将不纯的金属提纯的装置应用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属的装置两电解接直流电源不纯金属接电源正极，镀层金属接电源正极， 待形成电极插入电解质溶液纯的金属接电源负极镀金属接电源负极条件或熔融电解质中电解质溶液须待提纯金电镀液须含有镀层金属形成闭合回路属的离子的离子电极阳极：电源正极相连阳极：不纯金属阳极：镀层金属名称阴极：电源负极相连阴极：纯金属阴极：镀件电极阳极：氧化反应反应阴极：还原反应铁叉【投影练习】(1) a、b哪一极为正极？若要给铁叉镀锌，a极选用什么材料？选择何种溶液

6、?若要给铁叉镀金，a极选用什么材料？选择何种溶液?工业上采用 Fe、C为电极电解K2MnO溶液制KMnO电解时，应以作阴极，电解过程中阴极附近溶液pH将会 ,阳极反应式为总电解反应式为 .答案：Fe 增大 MnO 42 e- =MnO 2K ?MnO+2HO=2KMnO2KOH+凶【典型例题精讲】例1:铂电极电解1LCu(NQ)2和KNO混合溶液，通电一段时间，两极均产生11.2L(S.T.P)气体. 求电解后溶液的pH,并确定析出铜的物质的量.解析：阳极 4OH-4e-=2H2O+Of阴极 Cu +2e- =CuJ2H +2e- =H 2?阳极转移电子的物质的量为：0.5 X4 = 2mol

7、,消耗 4OH 2mol,即产生H+ 2mol.阴极生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/LpH=0生成H2转移的电子:0.5 X 2=1mol,故还有 1mole-用于还原Cu ,可析出铜为0.5mol.【达标练习】用石墨电极电解100mLHSQ与CuSQ的混合液，通电一段时间后，两极均收集到2.24L (标况)气体，则原混合液中Cu2+的物质的量浓度为()A.1mol/L B.2mol/L C.3mol/L D.4mol/L某硝酸盐晶体化学式为M（NO）x nfO,式量为242,将1.21g该晶体溶于水配成 100mL溶液，用惰性电极进行电解。当有0.0

8、1 mol电子转移时，溶液中金属离子全部析出，此时阴极增重0.32g。求：金属M的相对原子质量及 x.n的值；电解溶液的pH （溶液体积仍为100mL）。M “ +xe- = M0.005mol O.OImol 0.32g所以：x = 2； Ar（M） = 64； n = 3 产生“为 O.OImol，pH=1右图中x、y分别是直流电源的两极，通电后发现a极板质量增加，b极板处有无色无臭气体放出，符合这一情况的a极板b极析x电极z溶液r（A）n锌石墨负极CuSO4石墨石墨贡极NaOHr(o i银r铁正极CD)铜石墨负极CuCl2根据金属活动顺序表，Cu不能发生如下反应：Cu + 2H 2O=C

9、u（OH） J +比f。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四种电极材料和电解液中，能实现该反应最为恰当的是ABCD阳极石墨CuCuCu阴极石墨石墨FePt电解液CuSO溶液NqSQ溶液HSQ溶液HO按下图的装置进行电解实验：A极是铜锌合金，B极为纯铜，电解质中含有足量的铜离子。通电一段时间后，若A极恰好全部溶解，此时B极质量增加7.68克，溶液质量A 4 : 1 B 3:1 C 2:1 D任意比【板书设计】二、电解原理的应用电解的类型：1、电解水型2、分解电解质型3、放氧生酸型 4、放氢生碱型增加0.03克，A合金中Cu Zn原子个数比为（一）电解食盐水（二）铜的电

10、解精炼（三）电镀注意点：电极：阴极镀件（待镀金属制品）阳极一一镀层金属或惰性电极电镀液:含有镀层金属离子的电解质溶液。三、电解池、电解精炼池、电镀池的比较作业布置：完成新课程 P164166的三维达标练习教学反思:2019-2020年高二化学电能转化为化学能-电解教案【教材分析】电解原理和其他电化学知识一样是中学化学重要理论之一，它是无机化学中很重要的知识,既涉及理论知识，又与元素化合物知识密切相关 ，是高考的重点考查点，在工农业生产日常 生活、科技领域中用途广泛，故占有重要的地位。学习电解原理等电化学理论，将为学生升 学、就业、解决生产与生活中的实际问题打下良好的基础。“电解原理”的学习，是

11、在学生已经学习和掌握了金属活动性顺序、氧化还原以及阴（阳）离子还原性（氧化性）的相对强弱 的比较、电解质的电离、离子反应、原电池原理以及化学化学反应中的物质变化和能量变化 等知识的基础上安排的，是电化学知识的深化和发展，具有一定的科学性。它可使学生在接 受新知识中有旧知识作基础，缓解学习困难，体现知识梯度的合理性。【教学设计及思路】本节教学内容计划分两个课时，第一课时通过电解熔融氯化钠的讲解，让学生了解电解 的原理，了解电能与化学能的转化。第二课时，通过电解原理的应用，学会书写电极反应方 程式，为学生升学、就业、解决生产与生活中的实际问题打下良好的基础。通过讲练结合的 方式，练习电极方程式的书

12、写，掌握电解原理。【教学目标】理解电解原理，及电解池的组成。2了解电解规律及其应用。3了解日常所用的手机、数码相机等产品的充电、放电原理。【教学重点】电解原理【教学难点】阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式【情景导入】 在生产和生活中我们不但要利用化学反应，使化学能转化为电能，而且要利用 化学反应使电能转化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。你能举出在 我们已学过的化学课程里涉及利用电解反应来制取新物质的例子吗？师：忆一忆，在我们已学过的化学课程里，涉及利用电解反应来制取新物质的例子？生：电解水、电解食盐水、电解熔融氯化钠【过渡】 在电解过程中被电解的物质是怎样转化

13、为生成物的呢？我们可以通过下面的实验作 简要的了解。【投影】容器中盛有熔融的氯化钠，两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料，两个电极分 别与电源的正极和负极相连。阴极hh阳极熔融氨化钠实验内容实验现象所得结论电解熔融氯化钠1阳极上有黄绿色气泡产生，用 湿润的碘化钾淀粉试纸检验，试 纸变蓝2.阴极表面上有金属附着1、阳极上有氯气生成2、阴极上有钠生成【交流与讨论】1、接通电源后，熔融氯化钠中的Na+和Cl-各向哪个方向移动？、移到两极表面的 Na+和 Cl-将发生什么变化？生：1、熔融氯化钠中的 “才和Cl-分别移向与电源负极相连的电极和电源正极相连的电极。Cl在与电源正极相连的电极2、Na+在与

14、电源负极相连的电极上得到电子，被还原成钠原子,上失去电子，被氧化成氯原子，最终生成氯气。【板书】2Na +2e =2Na还原反应2CI -2e = CI 2 f氧化反应电极的总反应方程式为：2NaCI三 2Na + CI 2 f【交流与讨论】 试分析氯化铜溶液电解发生的反应，写出电极反应式和电解总化学方程式。【板书】阴极：Cu2+ + 2e - = Cu还原反应阳极：2CI -2e = CI 2 f氧化反应电解的化学方程式为：CuCI2三Cu + CI 2 f【师讲】由上可知，电解反应是电解质溶液或熔融的电解质在电流的作用下，在电极上发生 的氧化还原反应叫做电解。与原电池的两极有区别，这里的两

15、个电极叫阴极，阳极。电解池中与电源的正极相连的叫阳极，与电源的负极相连的电极叫阴极。【师问】电解的能量转化形式是？【生】电解是电能转化为化学能。【板书】电解池：把电能转化为化学能的装置。交流与讨论1、使用的电极是活性的还是惰性的？2 、通电前，氯化铜溶液中存在哪些阴、阳离子？、电子的流动方向如何？外电路上的电流方向怎样？、根据阴阳两极的反应产物分析，接通直流电源后，阴、阳离子怎样运动？、在CuCb溶液中，存在 Cu2+、C、H、OH,为什么 “和OH没有得失电子？【生】在阴极，由于Cu2+比H+易得电子，CiT得电子发生还原反应：Cu2+2e=Cu在阳极，由于 CI比OH易失电子，CI失电子生

16、氧化反应：2CI -2e = CI 2f【师问】阴阳离子得失电子的顺序如何判断？有无规律？【投影】阳极：应是失电子能力强的优先反应阴离子放电顺序为：(活泼电极)S2- I- Br- CI- OH含氧酸根(NO- SO-)阴极：应是得电子能力强的优先反应阳离子放电顺序一般为：Ag+ Hg2+ Fe3+ Cu2+ H+ Pb2+ Sn2+ Fe2+ Zn2+ Al3+ 2+ 2+ +Mg Na Ca K说明：离子放电顺序和离子本性、离子浓度、电极材料、电压等很多因素有关，这里只是一般顺序。【迁移应用】【师】请同学们打开非常学案 P7，做一下例一和例二，变式训练 1和2。【生】做题。【过渡】电解质在

17、溶液中电离产生自由移动的离子，直流电通过，阴阳离子定向移动，并发生氧化还原反应，电解质还能在什么条件下发生电离？【生】在熔融状态下，也能发生电离产生自由移动的离子。【师讲】 可见，电解质在熔融状态下通电时也能发生电解。工业上冶炼K、Ca、Na常常是电解它的熔融盐，冶炼铝是电解熔融的氧化铝。【师】电解原理：电解质在水溶液或熔融状态下电离出自由移动的离子，通电时，自由离子作定向移动，阴离子向阳极移动，在阳极失去电子发生氧化反应，阳离子向阴极移动，在阴 极得到电子发生还原反应。【师】电解池是电能转化为化学能的装置，请大家想一想，要组成一个电解池，至少应该需要什么条件？【生】电源、电极、电解质溶液、用导线连接成闭合电路。【板书】电解池的组成条件：与