高一化学素材：备课资料第三单元化学能与电能的转化

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精备课资料生活经验告诉我们，有些金属制品在使用一段时间以后,会失去表面的光泽，严重的会变得锈迹斑斑影响使用，尤其是钢铁制品，在潮湿的空气里，很容易生锈，这实际上是一种被叫做金属腐蚀的现象.在《化学1》中我们已经接触过这个问题，现在，我们所要做的是：从原电池的角度探究一下金属发生电化学腐蚀的本质。因为钢铁是混合物，含有铁和少量的碳元素(这就有了两极材料），在潮湿的空气中，钢铁制品、空气中的氧气、空气中的水共同构成了原电池。在这些微小的原电池里,作负极的铁失去电子被氧化,钢铁表面的水吸收氧气得电子生成OH-，这样钢铁制品就被慢慢腐蚀，这就是电化学腐蚀。有关的反应为:负极：Fe—2e—====Fe2+正极:2H2O+O2+4e—====4OH—Fe2++2OH—====Fe（OH）2↓4Fe（OH）2+O2+2H2O====4Fe（OH）32Fe(OH)3====Fe2O3+3H2O铁锈的成分为Fe2O3·xH2O金属被腐蚀后，在外形、色泽以及机械性能等方面都将发生变化，会使机器设备、仪器、仪表的精密度和灵敏度降低，影响使用以致报废，甚至发生严重事故。据估计,每年由于腐蚀而直接损耗的金属材料，约占金属年产量的10％，因此防止金属腐蚀有很重要的意义。化学电源从容说课本课时所介绍的多种多样的化学电源，有很多是学生们在日常的生活中经常接触到的，比如，锌锰干电池、银锌纽扣电池，对于这些电池的外观，他们很熟悉，也知道构成这些电池的外壳是锌，锌作负极材料，发生氧化反应，但是他们对于这些电池的工作原理却是不甚明了。教材上给出了这些原电池的总反应,教师可指导学生，根据氧化还原反应的有关知识和原电池的总反应,根据化合价的升降、电子的得失，写出这些原电池的正极和负极反应，在书写时，要注意电解质溶液中离子的参加。而对于铅蓄电池和镍氢电池，学生在他们自己或是他们的父母使用汽车、摩托车或是电动自行车时，也已经知道了这些交通工具中的铅蓄电池即俗称电瓶的作用了.此时的学习，可在了解了电池的工作原理后，着重介绍一些使用常识，比如，铅蓄电池中电解液稀硫酸的添加、电动自行车的选购注意事项等等。让学生有这样的一个认识，即原电池、化学电源的学习并不脱离实际，生活和生产期待更多更好的化学电源的发明和使用.本课时所介绍的多种多样的化学电源,有很多是新型的化学电源,比如,氢氧燃料电池和甲醇空气电池。对于这些新型电池,应了解它们的工作原理是形成了原电池，是发生了氧化还原反应，但是,对于具体的正极、负极反应的书写,却是属于较高的要求，对于基础较好的学生,可要求他们书写.此处,还可以拓展学生的视野，向他们介绍燃料电池的优点、燃料电池的发展、燃料电池的推广程度以及目前存在的一些问题，以激发学生的学习热情和探究的欲望。总而言之，本节课内容应多结合生产、生活实际来进行教学。教学设计教学重点常见化学电池、新型燃料电池的组成和应用教学难点新型燃料电池的组成和工作原理教具准备电脑课件（新型燃料电池）、投影片若干化学仪器：烧杯、铜导线、灵敏电流计、多孔碳棒电极、直流电源、发光二极管、电源开关化学试剂：锌片、铜片、硫酸钠溶液、白醋（或橙子、芦柑）三维目标知识与技能1。了解常见化学电池的组成和应用。2。了解新型燃料电池的组成和工作原理。过程与方法1。利用实验探究方法学习制作简易的电池.2.结合生产、生活实际，学习常见化学电池的组成和应用.情感、态度与价值观通过对新型燃料电池的学习，了解化学与人类生产、生活的密切关系。教学过程导入新课上节课我们学习了原电池原理，现在，请大家动脑、动手。师现有锌片、铜片、橘子、pH试纸、铜导线、电流表，请同学们推断一下能否组成原电池，并亲手设计一个原电池。生（思考）两极材料：锌片、铜片电解质溶液:橘子中的汁闭合回路：pH试纸、铜导线、电流表连接起来自发的氧化还原反应：锌片与橘子汁中的酸溶液间的氧化还原反应生(回答）将两极材料和电解质溶液一起构成闭合回路,进行实验即可.师通过这个实验，同学们知道了用橘汁作电解液也可以组成原电池。我们回家也可以用其他金属、水果、液体再试一试，把两个极板的另一端通过导线接触耳机的两极，仔细听听有什么声音，并想想说明了什么问题。通过刚才的问题,我们又加深了对原电池原理的认识。人们应用原电池原理,发明并制作了多种多样的化学电源,如干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等，以满足不同的需要。化学电源的能量转化率是燃料燃烧所不能比拟的,它不仅在生活中得到了广泛的应用，而且在高科技领域乃至航天技术中也是不可或缺的.推进新课板书：化学电源1。化学电源：应用原电池原理发明制作的电源。师请同学们说说你所知道的电池在各方面的用途.生（回答)手机、数码相机、MP3播放器、钟表、计算器、汽车用蓄电池、电动自行车用的镍氢电池等。请阅读教材第40页图210和图211，分别述说电池的用途。师锌在现代除了用来制造镀锌钢板、白铁皮和黄铜外，还大量用于生产干电池.我们平常用的锌锰干电池，外壳是锌皮做的，作为电池的负极，使用时不断腐蚀，变成锌的阳离子，同时向电路输送电子.电子流到碳棒正极,将碳棒周围的二氧化锰还原成三氧化二锰。(展示）一节干电池板书:2.常见电池的组成和反应原理(1）锌锰干电池师根据刚才的讲解，书写锌锰干电池的两极反应投影：负极：Zn—2e—====Zn2+正极：2NH4Cl+2MnO2+2e-====2MnO(OH）+2NH3+2Cl-师现有一节干电池，正负极的标志已模糊不清，请通过实验来确定干电池的正负极.生用铜导线将干电池与灵敏电流计连接，观察电流计指针的偏转方向，若指针向右偏转，则说明干电池与灵敏电流计连接的方向是正确的，即与灵敏电流计正极相连的就是干电池的正极；若指针向左偏转，则说明干电池与灵敏电流计连接时的方向是错误的，即与灵敏电流计正极相连的是干电池的负极.师一次性锌锰碱性干电池，这种电池在全国产销量中可算是名列前茅,国内品牌众多，比如最最常见的“南孚，劲量，金霸王，GP超霸,牡丹”都是锌锰干电池的产销大户。这种电池价格比较便宜，一般AA(5号）电池1。5～2.5元/支，且电量较好,储存时间长,温度适应条件好，电池公称电压1.5V，起始电压可达1。6V，连续放电至0.9V（1欧姆)可达两分半钟左右，适用于中小电流密度放电。缺点是一般内阻比较大，在放电电流过大的情况下，电化学极化增大,工作电压迅速下降，电池输出容量减少（这可能就是数码相机使用碱性电池拍照张数非常少，电池放电过快，并且电池放置一段时间后仍可正常使用的原因）。通常有人希望这种电池可以充电后再次使用，事实上是可行的，现在多数锌锰碱性干电池的锰环结构理论上可以充电，而且充电效果还不错，曾经有朋友用国产智能微电脑充电器给南孚AA（5号)电池充电，结果充回了原电池容量的45%左右，还循环使用了4～5次。不过,不推荐大家给锌锰碱性干电池充电，毕竟一般的充电器不支持这个功能，而且给一次性电池充电容易带来电池过热,甚至爆炸的危险！现在一般的碱性电池含汞量都非常低，但是随意丢弃对环境还是有危害的，大家要有环保意识，将电池丢入专门收集电池的电池回收桶，防止污染，保护环境.师你们在日常的学习过程中,经常要使用计算器,计算器是靠什么来提供工作电流的呢？计算器里使用的是纽扣电池,电子手表也如此,而纽扣电池是锌汞电池，它的容量比普通的干电池大得多。更先进的银锌电池，外形小巧，供电量大，广泛用于宇航、国防、小型电子计算器和高级仪表上.这里，锌都是电池的负极材料。板书：（2)银锌电池投影：负极：Zn-2e-====Zn2+正极:Ag2O+H2O+2e—====2OH—+2Ag师银锌电池、纽扣电池在工作构成中，溶液的pH如何变化？生溶液的pH逐渐减小。师汽车、摩托车所用的铅蓄电池，也是一种利用原电池原理制作的化学电源。（展示）铅蓄电池实物.板书:(3)铅蓄电池投影:负极：Pb—2e-+====PbSO4正极：PbO2+2e-+4H++====PbSO4+2H2O师在汽车修理方面,有时需要向铅蓄电池中补充一种溶液，现在学习了它的工作原理后,你们知道补充的是什么溶液吗？生是稀硫酸溶液.师过去，我们说中国是一个自行车大国,但是，现在的交通工具中，依我看，更多的反而是电动自行车了.在购买电动自行车时，最需要重点考虑的是电动自行车的镍氢电池性能的好坏，这将关系到使用时的方便与否。那么，镍氢电池的工作原理是怎样的呢？板书：(4）镍氢电池负极材料：储氢合金正极材料:泡沫氧化镍电解质溶液：氢氧化钾溶液师下面向大家介绍另一类电池，即燃料电池燃料电池（FuelCell）是一种将燃料和氧化剂中的化学能直接、连续地转变为电能的发电装置.燃料电池主要由阳极、阴极、电解质和外部电路等组成，下图是组成燃料电池的基本单元的示意图。其单体电池是由两个电极以及电解质组成,阳极为氢电极，阴极为氧电极。通常,阳极和阴极上都含有一定量的催化剂,用来加速电极上发生的电化学反应,两极之间是电解质.燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件。以氢氧燃料电池为例，燃料电池的工作原理如下:板书:（5）氢氧燃料电池①氢气通过管道或导气板到达阳极；②在阳极催化剂的作用下，1个氢分子解离为2个氢质子,并释放出2个电子，阳极反应为：H2====2H++2e—③在电池的另一端，氧气（或空气）通过管道或导气板到达阴极，同时，氢离子穿过电解质到达阴极，电子通过外电路也到达阴极；④在阴极催化剂的作用下,氧和氢离子与电子发生反应生成水，阴极反应为：1/2O2+2H++2e—====H2O总的化学反应如下:2H2+O2====2H2O+电能+热量同时，电子在外电路形成直流电。因此，只要源源不断地向燃料电池阳极和阴极供给氢气和氧气，就可以向外电路的负载连续地输出电能。燃料电池的主要优点是:①能量转换效率高,其能量转换效率高达60%～80%；②洁净，无污染,噪音低,隐蔽性强；③模块结构，适应不同功率要求，灵活机动；④比功率大,比能量高，对负载的适应性能好；⑤可实现热、电、纯水联产。组成燃料电池的基本单元的示意图师(6)甲醇-空气电池也是一种燃料电池板书：（6）甲醇—空气电池师在甲醇空气电池中发生氧化反应的是什么物质？发生还原反应的又是什么物质？生发生氧化反应的是甲醇，发生还原反应的是氧气。课堂小结本节课主要学习了多种多样的化学电源的组成和反应原理.布置作业上网查阅常用化学电源，总结出化学电源的工作原理。板书设计化学电源1.化学电源:应用原电池原理发明制作的电源。2.常见电池的组成和反应原理（1）锌锰干电池(2）银锌电池(3)铅蓄电池（4）镍氢电池（5）氢氧燃料电池（6）甲醇空气电池活动与探究以小组为单位，制定实验方案，在老师的指导下完成燃料电池的制作实验。学生活动教师指导1.弄清探究目的：制作燃料电池2.选择材料：两极材料、电解质溶液、形成闭合回路所用材料、其余的辅助材料3.进行实验4.记录现象5.分析现象6.得出结论生以小组为单位，先进行讨论、交流。师倾听学生的设想，提出建议,而后进行综述并投影。投影：表1探究目的制作简易的燃料电池选择材料两极材料锌片、铜片电解质溶液硫酸铜溶液形成闭合回路所用材料烧杯、铜导线、多孔碳棒电极、直流电源、发光二极管其余的辅助材料电源开关2个（S1、S2）表2实验步骤实验现象探究结论1.按要求搭配好装置2.断开开关S1，按下开关S2发光二极管发亮形成了原电池3。按下开关S1，接通电源碳棒上产生明显的气泡形成了电解池（下一课时学习)师断开开关S1，按下开关S2时，没有外加电源的作用,整个装置是原电池，产生了微电流，所以，发光二极管会发亮。按下开关S1时，接通了外加电源,整个装置是电解池，会消耗电量，电解时在与电源的正极相连的碳棒即阳极上产生了氧气，而在与电源的负极相连的碳棒即阴极上产生了氢气，所以，两根碳棒上产生明显的气泡。备课资料1。手机常识：解剖手机电池看着一块扁平的、密封得严严实实的手机电池，想想其不菲的价格，您是否产生过这样的疑问:手机电池里面到底有些什么东西？打开一块手机电池，您就会发现，其实手机电池的内部构造并不复杂:几节类似于5号或是7号大小的电池串联在一起，再加上一个起保护作用的电路或是开关装置，就这么简单.以爱立信398型手机用标准6V镍氢电池为例,由5节1.2V单体镍氢充电电池或4节1。5V单体镍氢充电电池经专用电路（一般为薄膜电路）串联,并配备过热保护电路，装在与手机匹配的壳里就做成了我们所见到的手机电池.明白了手机电池的内部构造，就不难理解手机电池性能的优劣主要取决于构成手机电池的单体充电电池的均衡同一性能的道理了.一块性能优良的手机电池要求其内部单体电池的内阻、电容量、充电特性、放电特性等指标尽可能地一致或相近，这样的电池组合在一起,每节电池充电时几乎同时充满，放电时几乎同时放完；对单体电池而言，就不会存在过度充电或过度放电的问题，这样整块手机电池便能够达到寿命长、容量大、稳定性好的理想状态.如果单体电池在内阻、电容量、充放电特性等方面存在较大差异，就会导致整体匹配性能降低，用于手机上，就容易出现电量不足、音质嘈杂、待机时间短、通话易间断等情况。更有甚者，如果单体电池出现爬碱现象，可能会腐蚀手机触点，如果单体电池充电内压过大，若安全保护装置未能及时起作用(尤其是快充时)可能会发生爆炸，损伤手机。手机电池的构造比较简单，所以假冒起来比较容易。假手机电池由于缺少保护电路，很容易把手机烧毁,所以消费者在选购手机电池时一定要注意辨别真伪.2.燃料电池——环保新能源（1）燃料电池的工作原理燃料电池是一种电化学装置，其组成与一般电池相同。其单体电池是由正负两个电极（负极即燃料电极和正极即氧化剂电极）以及电解质组成。不同的是一般电池的活性物质贮存在电池内部,因此，限制了电池容量。而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质,只是个催化转换元件。因此燃料电池是名副其实地把化学能转化为电能的能量转换机器。电池工作时，燃料和氧化剂由外部供给，进行反应。因此，原则上只要反应物不断输入，反应产物不断排除,燃料电池就能连续地放电。这里以氢氧燃料电池为例来说明燃料电池的工作原理，右图为氢氧燃料电池的原理.这个反应是电解水的逆过程。电极反应为:负极:H2+2OH—====2H2O+2e—正极：1/2O2+H2O+2e—====2OH—电池反应：H2+1/2O2====H2O(l）电池结构式为:电池H2（g)（-），Pt｜KOH|Pt,O2（g）（+）另外，只有燃料电池本体还不能工作，必须有一套相应的辅助系统，包括反应剂供给系统、排热系统、排水系统、电性能控制系统及安全装置等。靠这些辅助系统，燃料电池本体才能得到所需的燃料和氧化剂，并不断排除燃料电池反应所生成的水和热。(2）燃料电池的分类燃料电池的分类方法很多，可以按工作温度、电解质类型、结构特点和所用燃料的不同及应用分类。按温度可将燃料电池分为常温、中温、高温、超高温型。按燃料的来源可分为直接型、间接型和再生型。常用的分类方法还是按电解质类型来区分各种燃料电池。到目前为止,已开发的燃料电池按照电解质类型分为五种：碱性燃料电池（AFC)、磷酸型燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐型燃料电池（MCFC）、固体氧化物型燃料电池（SOFC)和聚合物电解质型燃料电池(PEMFC)。通常，按FC的电解质将其分为：碱性燃料电池(AFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）和固体氧化物燃料电池（SOFC）。AFC的工作温度一般为80℃，KOH为电解质,因对CO2很敏感，有被PEMFC取代的趋势。PEMFC又称为固体聚合物燃料电池（SPFC)，在50～100℃下工作,其电解质是一种固体有机膜，用铂作催化剂，但在该温度下铂对CO极其敏感。PEMFC是最有前途的交通工具的动力，目前全世界已有PEMFC的公共汽车在示范运行。1998年，德国奔驰、美国福特和加拿大巴拉德（BALLARD）合资组成DBB公司，计划到2005年年产10万台汽车用PEMFC发动机。PAFC工作在200℃左右,磷酸为电解质，PAFC常用铂作催化剂,也有CO中毒问题,已建成的11MWPAFC电站表明，因排放热的温度低，而使其经济性不佳。从目前技术水平看，PAFC适合作小住宅区的现场电站。MCFC使用熔融的碱性碳酸盐作为电解质,镍作催化剂，工作温度在650℃左右，材料腐蚀是MCFC的难点。SOFC电解质和电极都是陶瓷材料,工作温度在1000℃左右。目前已制成100k电堆，SOFC的优点是不用催化剂而直接使用天然气为原料,电池效率较高。因此，它是未来大规模清洁发电站的优选对象，缺点是1000℃高温下材料较难解决，目前人们也在研究800℃左右的中温SOFC。电能转化为化学能从容说课本课时的主要内容是电解原理和电解原理的应用。电解原理和其他电化学知识一样是中学化学重要基本理论之一，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，是高考的重要考查点,在工农业生产、日常生活、科技领域中用途很广，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，是在学生已经学习和掌握了金属活动性顺序、氧化还原反应以及阴(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.本课时的教学可从学生熟悉的事例——手机的充电和放电引入，通过对充电和放电时消耗电流和产生电流的不同点入手，通过两者的对比，引入电解原理的学习。电解原理的学习,具体来说,可以这样操作：首先进行演示实验,进行氯化铜溶液的电解实验，让学生仔细观察实验现象,在记录下现象的基础上，教师投影出诸多的问题让学生思考分析，比如：使用的电极材料是活性的还是惰性的？氯化铜溶液中存在哪些阴、阳离子?接通直流电源后阴、阳离子怎样定向移动?溶液中离子得失电子的能力高低如何？两极各发生了什么反应？氧化剂、还原剂各是什么物质？电解后溶液中离子的浓度是否都有变化？电解过程中能量是如何转化的？在抽丝剥茧的辨析的过程中，对电解原理的认识也就提高了。接着,为了理清学生的思路，为了加深学生对抽象的理论的理解，可以播放电解原理的电脑课件，使学生对在外加电场电压的作用下，阴阳离子的定向运动、阴阳离子的放电次序问题有一个更直观的感性的认识，在脑海中留下深刻的印象。铜的电解精炼的教学,重点在活性阳极的反应上，重点帮助学生理解活性阳极本身发生氧化反应这一点。即要了解：活性阳极失电子能力〉溶液中的阴离子.电镀内容可根据学生实际，来决定是否作补充介绍。教学设计教学重点电解原理和以电解CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律.教学难点理解电解原理以及铜的电解精炼中非惰性电极作阳极时电解产物的判断。教具准备电脑课件（电解原理）、投影片若干化学仪器:U形管、直流电源、铜导线、石墨棒化学试剂：氯化铜溶液、碘化钾淀粉试纸三维目标知识与技能1.通过电能转化为化学能的实例——电解和电镀的教学活动,了解电极原理、电解和电镀的重要性。2。了解日常所用的手机、数码相机等产品的充电、放电原理.3。通过对实验现象的观察、分析和推理，培养学生的实验能力、观察能力、思维能力.过程与方法1。运用实验探究方法，通过氯化铜溶液的电解学习电解原理。2。播放电解原理的电脑课件,加深学生对抽象的理论的理解。情感、态度与价值观渗透由现象看本质、由个别到一般、由一般到特殊的辩证唯物主义观点。教学过程导入新课在如今的信息社会中，手机已十分普及，学生中拥有手机的也不在少数。手机充电时，是消耗了电流的，通俗点来说,你们是要付电费的，那么，你们有没有想过,手机充电时，能量是如何转换的呢？有无化学反应发生呢？这就是我们本节课所要学习的内容。板书：电能转化为化学能1。电能转化为化学能师在每一张台面上，有一些仪器(包括一个稳压电源、一个电流计、一个小有机玻璃水槽、两根碳棒、一条铜片、一条铁片、导线若干)和CuCl2溶液，请大家利用已有的仪器和试剂组成原电池,最多能组成几个不同的原电池？它们的电极和电解质溶液是什么?生两个。它们的电极分别是用铁棒和碳棒或用铁棒和铜棒,电解质溶液都是氯化铜溶液。师这两个原电池的现象如何?请写出电极反应式。生现象相同，都是铁棒逐渐溶解，碳棒或铜棒上有红色的固体——铜析出，溶液的蓝色逐渐变浅。负极：Fe-2e-====Fe2+正极:Cu2++2e—====Cu师为什么不用两个碳棒作电极来组成电池呢？生因为两个电极的材料相同不符合电池的组成。师如果用两个碳棒作电极，并在两个电极之间连接一个直流电源和一个电流计进行实验，该装置与你们以前见过的哪个实验装置相同？会不会有电流通过电流计呢？生与电解水以及比较电解质溶液的导电能力的实验装置相同，可能有电流通过电流计.师下面我们要以石墨棒作电极,做电解氯化铜溶液的实验。推进新课（学生实验，仔细观察和记录实验现象)教师巡视，注意学生的操作是否规范，并积极参与学生的讨论，及时解决学生实验中出现的问题。投影：实验现象、结论实验内容实验现象所得结论电解氯化铜溶液1.阴极上覆盖一层红色的固体2.阳极上有气泡产生，用湿润的碘化钾淀粉试纸检验，试纸变蓝1.阴极上有铜生成2。阳极上有氯气生成［实验分析］生①与电源的负极相连的碳棒上有一层红色的固体析出，说明有铜生成。②与电源的正极相连的碳棒上有气泡产生，并有刺激性气味，湿润的KI淀粉试纸变蓝，说明有氯气生成。③电流计指针发生偏转，说明电解质溶液导电。④溶液的颜色逐渐变浅,说明c（Cu2+)的浓度逐渐减小.师这个实验说明了什么问题？生说明CuCl2溶液在电流的作用下，生成了Cu和Cl2，电流的作用是这种变化的根本原因。师大家知道，即使加热CuCl2也不会分解，为什么给CuCl2溶液通电，CuCl2会分解生成铜和氯气呢？请大家讨论下列问题,讨论后用语言表达出来。投影：使用的电极材料是活性的还是惰性的？通电前，氯化铜溶液中存在哪些阴、阳离子?接通直流电源后阴、阳离子怎样定向运动？电子的流动方向如何？外电路上的电流方向怎样?溶液中离子得失电子的能力高低如何？当离子定向移动到电极表面时，发生的是什么类型的反应?如何检验是否有氯气生成？氧化剂、还原剂各是什么物质？电解后溶液中离子的浓度是否都有变化？电解过程中能量是如何转化的？生由于氯化铜溶液中存在着CuCl2的完全电离以及H2O的部分电离，所以，氯化铜溶液中有Cu2+、Cl-、H+、OH—，通电前，它们在溶液中自由移动；通电时,溶液中的阳离子Cu2+、H+向阴极移动，阴离子Cl—、OH—向阳极移动，这是因为与直流电源的负极相连的碳棒上有带负电的自由电子，与直流电源的正极相连的碳棒带正电；与正极相连的碳棒上:氯离子失去电子，发生氧化反应，生成氯气，与负极相连的碳棒上：铜离子得到电子，发生还原反应，生成单质铜；电子从电源的负极沿导线流入碳棒（与负极相连),又从碳棒（与正极相连）流出,沿着导线流回电源正极，所以，外电路上的电流方向是由电源正极出发→碳棒(与正极相连）→碳棒（与负极相连）→回到电源负极.电脑课件：模拟该装置通电前后离子的运动情况，阴、阳两极的氧化、还原反应以及电子的流动方向，电流方向。师为了与原电池的两个电极区别，这里的两个电极分别叫做阴极和阳极：与直流电源的负极相连的电极是阴极,与电源的正极相连的电极是阳极.板书：(1）电极名称与电极反应阴极：与电源的负极相连的电极;阳极：与电源的正极相连的电极.师学习原电池时,我们用电极反应式表示负极和正极所发生的氧化反应、还原反应。现在,我们也能用电极反应式来表示阳极和阴极发生的氧化反应、还原反应。请大家写出上述变化过程的电极反应式。板书：阴极:Cu2++2e—====Cu（还原反应)阳极：2Cl-—2e—====Cl2↑(氧化反应）师由上述讨论可知，CuCl2溶液是在电流的作用下阴、阳两极分别发生了还原反应、氧化反应，这就是电解.而借助于电流的作用引起氧化还原反应的装置就是电解池.板书：(2）电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。电解池：把电能转化为化学能的装置。师请思考：CuCl2溶液中既存在着CuCl2的完全电离,还存在着H2O的部分电离，因此，溶液中除了有Cu2+、Cl—,还有H+、OH—，为什么H+、OH—没有得失电子呢？如果上述实验电解的不是CuCl2溶液而是NaCl溶液，那么阴、阳两极的电解产物又是什么？生因为Cu2+得电子的能力〉H+，所以，Cu2+优先得电子被还原.因为Cl—失电子的能力>OH-，所以，Cl—优先失电子被氧化。再思考：阴阳离子得失电子的能量大小如何判断？有无基本规律?再解析:常见阴离子失电子的能力大小顺序为:S2-〉I—〉Br—>Cl—〉OH->含氧酸根离子常见阳离子得电子的能力大小顺序为:Fe3+>Ag+>Hg2+〉Cu2+>Pb2+〉Sn2+〉Fe2+〉Zn2+〉H+〉Al3+>Mg2+〉Na+>Ca2+>K+师对于任何一个概念，我们都必须明确它的内涵和外延,请大家讨论下列问题，讨论完后回答。投影：①电解的本质属性是什么?②电解研究的对象是什么？③电解的条件是什么？④阴、阳离子是从哪里来的？生电解的本质是阴、阳离子发生氧化还原反应，电解研究的对象是电解质，条件是有自由移动的离子、有电流通过,阴、阳离子是电解质在水溶液中电离出来的.师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.师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、Na、Ca常常是电解它们的熔融盐，冶炼Al是电解熔融的Al2O3。所以电解质在溶于水或熔融状态下都可能电离出自由移动的离子。通电时，自由离子作定向移动。阴离子移向阳极，在阳极上失去电子发生氧化反应;阳离子移向阴极,在阴极得到电子发生还原反应。这就是电解原理.板书：(3)电解原理：电解质在溶于水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。阴离子移向阳极，在阳极上失去电子发生氧化反应；阳离子移向阴极，在阴极得到电子发生还原反应。师电解池与比较电解质溶液的导电能力的实验装置相同，那么,电解质溶液的电解与电解质溶液的导电有什么关系呢？讨论：有人说电解质溶液电解的过程就是电解质溶液导电的过程.你觉得对吗？生对,因为电解质溶液电解的过程就是阴、阳离子定向移动到阳、阴极分别发生氧化、还原反应的过程，而导电就是阴、阳离子在电流的作用下定向移动。师除了电解质溶液能够导电外，金属也能导电，它们的区别是什么？讨论：从作定向移动的微粒有什么不同和有没有发生化学变化的角度讨论金属导电与电解质溶液导电的区别.生金属导电是自由电子的定向移动；电解质溶液导电是阴、阳离子的定向移动。金属导电是物理变化；电解质溶液导电是化学变化。师电解和电离又有什么关系呢?请同学们填写下表：电离电解条件过程联系学生填写内容：（略）师电解池是把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，至少应该包括哪几个部分？生电源、电极、电解质溶液、用导线连接成闭合电路。板书：（4)电解池的组成：①有两个电极（活泼性相同或不同）插入电解质溶液中。②两极连接外接电源。师以前我们学习了原电池,现在请大家以锌铜原电池和用碳棒作电极电解CuCl2溶液为例对电解池和原电池进行比较，并填写下表。投影：原电池电解池装置图组成电极名称电极反应电子流向电流方向能量转化学生回答:（略）师除了用电极反应式表示原电池中化学能转化为电能的过程外，还可以用化学方程式表示。能否用化学方程式甚至离子方程式表示电能转化为化学能的这一过程呢？若能，请写出电解CuCl2溶液的化学方程式和离子方程式。生CuCl2Cu+Cl2↑Cu2++2Cl-Cu+Cl2↑课堂练习1.写出用碳棒作电极电解熔融的NaCl的电极反应式和电解的化学方程式.2.写出用碳棒作电极电解NaCl溶液的电极反应式和电解的化学方程式.答案:1。2NaCl2Na+Cl2↑2。2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑师学习了电解原理后，我们肯定会想,电解原理在实际的生产、生活中有什么具体的应用呢？板书:2.电解原理的应用（1）电解熔融的氯化钠师阅读P42“资料卡",用石墨作阳极，铁作阴极，电解可得金属钠和氯气。板书：阳极:2Cl——2e—====Cl2↑阴极：Na++e—====Na总反应式:2Na++2Cl—2Na++Cl2↑师电解氯化钠的水溶液则得到H2、Cl2和NaOH。板书:（2)电解氯化钠水溶液阳极：2Cl—-2e-====Cl2↑阴极:2H++2e—====H2↑总反应式:2Cl—+2H2OCl2↑+H2↑+2OH—学生阅读教材第43页图师粗铜是含有锌、银、金等杂质的铜板，将粗铜板作电解池的阳极，由于金属单质失电子的能力强于溶液中的氢氧根离子，所以，锌和铜失电子转化为阳离子进入溶液,银、金等杂质成为阳极泥而沉降.反应如下:板书:（3）铜的电解精炼活动阳极:Zn-2e-====Zn2+Cu-2e-====Cu2+师大家注意，此阳极为活动阳极,阳极材料自身参加反应被氧化。以纯铜的薄片作阳极,电解液为硫酸铜溶液，电解时溶液中的Cu上标2+优先得到电子成为单质铜而覆盖在阳极上，即纯铜的薄片上。反应为：板书：阴极：Cu2++2e—====Cu如此进行电解反应,可得到纯度〉99。9%的精炼铜.课堂小结本节课主要学习了电解原理及电解原理的应用——铜的电解精炼。布置作业电解的有关练习。板书设计电能转化为化学能1。电能转化为化学能(1)电极名称与电极反应阴极：与电源负极相连的电极；Cu+2e-====Cu（还原反应）阳极：与电源正极相连的电极。2Cl—-2e—====Cl2(氧化反应）（2)电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。电解池：把电能转化为化学能的装置。（3)电解原理：电解质在溶于水或熔融状态下电离出自由移动的阴阳离子。通电时，阴阳离子作定向移动。阴离子移向阳极，在阳极上失去电子发生氧化反应。阳离子移向阴极，在阴极得到电子发生还原反应.(4）电解池的组成：①有两个电极（活泼性相同或不同)插入电解质溶液中。②两极连接外接电源。2。电解原理的具体应用（1)电解熔融的氯化钠阳极：2Cl-—2e-====Cl2↑阴极：Na++e—====Na总反应：2Na++2Cl—2Na+Cl2↑（2)电解氯化钠水溶液阳极：2Cl——2e-====Cl2↑阴极:2H++2e-====H2↑总反应：2Cl—+2H2OCl2↑+H2↑+2OH—（3)铜的电解精炼活动阳极：Zn—2e-====Zn