選修4化學高效課堂教學的設計

選修4化學高效課堂教學的設計

　　高二化學教案（選修四）

　　課題：第四章 第三節電解池

　　授課班級

　　課 時第二課時

　　教學目的知識與技能

　　1．理解電解原理，初步掌握一般電解反應產物的判斷方法

　　2．了解氯堿工業，電鍍，冶金的原理

　　3．掌握電解電極方程式的書寫。

　　過程與方法

　　引導學生動手實驗、分析實驗、自主學習、獨立思考，根據實驗現象，學會分析、解決問題

　　情感態度價值觀

　　在活動中增強團結、協作的合作意識，培養學生學習化學的興趣，以及對立統一的辯證唯物主義觀點

　　重點通過對電解原理及應用的研究

　　難點電解原理及應用

　　課型講授： 習題： 復習： 討論： 其他：

　　集體備課教案個人備課教案

　　教學過程：

　　我們知道化學能可以轉變為熱能，即反應熱。化學能也能轉變為電能，用原電池裝置。今天這節課我們就來學習電能如何轉化為化學能。

　　第三節 電解池

　　一、電解原理

　　講：首先我們來比較金屬導電和電解質導電的區別。

　　金屬電解質

　　導電粒子

　　導電狀態

　　溫度影響

　　導電實質電子定向移動

　　過渡：電解質導電的實質是什么呢？一起看實驗。

　　實驗：現象—一極有氣泡，檢驗為氯氣；另一極有紅色的物質析出，分析為銅。

　　講：要分析此現象我們得研究此裝置，首先看電極。

　　1．電極

　　陽極—與電源正極相連

　　陰極—與電源負極相連

　　隋性電極—只導電,不參與氧化還原反應(C/Pt/Au)

　　活性電極—既導電又參與氧化還原反應(Cu/Ag)

　　問：通電前和通電時分別發生了怎樣的過程？

　　通電前：CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH-

　　通電中：陽離子（Cu2+,H+）向陰極移動被還原；

　　陰離子（Cl-,OH-）向陽極移動被氧化

　　講：即在電極上分別發生了氧化還原反應，稱電極反應。

　　2．電極反應( 陽氧陰還 )

　　陽極：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)

　　陰極：Cu2++2e-=Cu(還原)

　　總電極方程式：___________________

　　放電：陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫放電。

　　3．電解：電流(外加直流電)通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(被動的不是自發的)的過程叫電解。

　　講：所以電解質導電的實質便是——電解

　　電解池：借助電流引起氧化還原反應的裝置，即把電能轉化為化學能的裝置叫電解池或電解槽。

　　問：構成電解池的條件是什么？

　　電源、電極、電解質構成閉和回路。

　　思考：

　　電解CuCl2水溶液為何陽極是Cl-放電而不是OH-放電，陰極放電的是Cu2+而不是H+ ？

　　4．離子的放電順序

　　陰極：（陽離子在陰極上的放電順序(得e-)）

　　Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>

　　Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>+

　　陽極(1)是惰性電極時：陰離子在陽極上的放電順序（失e-）

　　S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)

　　(2) 是活性電極時：電極本身溶解放電

　　問：放電能力弱于H+和OH–的物質在水溶液中放電嗎？

　　否，但亞鐵離子濃度遠大于氫離子濃度時,亞鐵離子放電。

　　問：電解水時為了增強水的導電性常常需加入氫氧化鈉或稀硫酸，為什么？可以加食鹽嗎？

　　練習：電解碘化汞、硝酸銅、氯化鋅、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉的電極方程式。

　　5．電解規律：

　　（1）電解含氧酸、強堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽，實質上是電解水，電解水型。

　　問：初中電解水時加硫酸或氫氧化鈉增強導電性，影響水的電解嗎？

　　電解硫酸和氫氧化鈉時為何H2和O2之比大于2？氧氣溶解度大于氫氣

　　又為何硫酸一定大于2，而氫氧化鈉可能等于2？硫酸根可能放電。

　　（2）電解不活潑金屬的含氧酸鹽，陽極產生氧氣，陰極析出不活潑金屬，放氧生酸型。

　　練習：電解硫酸銅方程式。加入下列哪些物質可以恢復到硫酸銅原來的溶液：氧化銅、氫氧化銅、銅、碳酸銅。

　　（3）電解不活潑金屬無氧酸鹽，實際上是電解電解質本身，分解電解質型。

　　（4）電解活潑金屬（/Ca/Na）的無氧酸鹽，陰極產生氫氣，陽極析出非金屬，放氫生堿型。

　　6．電解中電極附近溶液pH值的變化。

　　（1）電極區域 A．陰極H+放電產生H2，陰極區域pH變大。

　　B．陽極OH-放電產生O2，陽極區域pH變小。

　　（2）電解質溶液中

　　A．電解過程中,既產生H2,又產生O2,則原溶液呈酸性的pH變小,原溶液呈堿性的pH變大,原溶液呈中性的pH不變（濃度變大）。

　　B．電解過程中, 無H2和O2產生, pH幾乎不變。但象CuCl2變大

　　C．電解過程中,只產生H2, pH變大。

　　D．電解過程中,只產生O2, pH變小。

　　過渡：如果把陽極換成銅棒，陽極發生的反應就是銅自身溶解，如果電解質是硫酸，陰極析出的是什么？也是銅，這就是我們的銅的電解精煉法。

　　二、電解原理的應用

　　1．銅的電解精煉

　　陽極：粗銅棒

　　陰極：精銅棒

　　電解質：含銅電解質

　　問：精煉中硫酸銅的濃度怎樣？基本不變，但變小。

　　過渡：若把陰極精銅棒換成鐵棒，電解過程變嗎？

　　不變，但不是精煉銅了，而叫電鍍銅。

　　2．電鍍銅

　　陽極：鍍層金屬

　　陰極：待鍍金屬（鍍件）

　　電鍍液：含鍍層金屬的電解質。

　　3．電解飽和食鹽水——氯堿工業

　　問：1、電解飽和食鹽水的陰極產物、陽極產物分別是什么？

　　2、轉移的電子數和氫氧化鈉的物質的量的關系？

　　3、從Cl- Cl2一定需要加氧化劑嗎？

　　4、陰極產物和陽極產物能接觸嗎？

　　5、飽和食鹽水為何需要精制？如何精制？

　　精制：步驟一、1）先加過量的BaCl2和過量的NaOH（順序可換），再加入過量的Na2CO3

　　2）過濾

　　3）加鹽酸調節pH為7

　　步驟二、送入陽離子交換塔除去Ca2+、Mg2+等。

　　4．電冶金

　　電解熔融氯化鈉：2NaCl(熔融)＝（電解）2Na+Cl2

　　適用范圍：活潑金屬~Al

　　【教學反思】

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