2019-2020年高中化学《电解池》教案5 新人教版选修4
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第2课时 电解原理的应用[明确学习目标] 1.了解电解在氯碱工业中的应用。
2.了解电解在电镀、电解精炼及电冶金方面的应用。
一、电解饱和食盐水 1.装置、现象及电极反应式2.解释放电顺序:□03H +>Na + □04Cl ->OH - 3.总反应式化学方程式:□052NaCl +2H 2O=====电解2NaOH +H 2↑+Cl 2↑; 离子方程式:□062Cl -+2H 2O=====电解2OH -+H 2↑+Cl 2↑。
二、电镀 1.定义电镀是应用□01电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他□02金属或□03合金的方法。
2.电镀池的构成(往铁件上镀铜)(1)阴极材料:□04Fe ,电极反应式:□05Cu 2++2e -===Cu ; (2)阳极材料:□06Cu ,电极反应式:□07Cu -2e -===Cu 2+; (3)电解质溶液:□08CuSO 4溶液。
3.电镀的目的主要是增强金属□09抗腐蚀能力,增强美观和表面硬度。
三、电冶金 1.金属冶炼的本质使矿石中的金属离子获得电子,从它们的化合物中□01还原出来。
M n ++n e -===M 。
2.电冶金电解是最强有力的氧化还原手段,适用于一些□02活泼金属单质的制取,如冶炼钠、镁、铝等活泼金属。
3.电解熔融的氯化钠阳极反应式:□032Cl --2e -===Cl 2↑; 阴极反应式:□042Na ++2e -===2Na ; 总反应:□052NaCl(熔融)=====电解2Na +Cl 2↑。
1.用惰性电极电解含有酚酞的饱和NaCl 溶液,如何通过实验现象判断阴、阳两极? 提示:2.若把铁件上镀铜的阴极材料换为小块精铜,阳极材料换为粗铜,能否通过电解方法由粗铜制精铜?提示:能。
阴极反应式为Cu 2++2e -===Cu ,而粗铜作阳极,比铜活泼的金属成为阳离子进入溶液,但不会在阴极上得电子成为单质(因Cu 2+得电子能力比它们要强),不如Cu 活泼的金属不失电子,会随Cu 的消耗从粗铜上脱落沉入阳极区,成为阳极泥。
一般高中课程标准实验用书《化学选修4》第四章第三节鉴于 Flash 动画下的《电解池》教课方案《电解池》教课方案一、教材剖析本节内容是中学化学基本理论的重要构成部分,是电化学基础知识。
将本节教材设置在氧化—复原反响、电解质的看法、弱电解质的电离、水的电离、溶液的 PH 值、原电池等基础知识以后,切合学生的认知规律,使学生很简单接受。
教科书将理论研究与实验商讨都放在了十分突出的地位,本节教材仍是理论联系实质的典型例子,如电解饱和食盐水、铜的精华、电镀等,好多内容与平时生活、工业生产有亲密的关系 , 所以可培育学生经济意识与社会责任感。
二、学情剖析学生已经有了原电池知识的基础,经过原电池这个熟习的内容引出电解池,领会电能与化学能的互相转变关系,以及比较这二者之间的不一样。
别的,学生已经具备办理信息和运用计算机常用软件的能力。
三、设计理念利用学生已经学过的原电池经过实验(鉴于 Flash 动画)让他们研究出电解池,而且经过问题来研究电解原理。
使学生在实践中感悟求知过程,经过组装虚构实验仪器、察看实验现象、记录实验现象、剖析实验过程、联合电极上的氧化复原反响,得出电解的看法;一步步研究出电解原理,弄清电解质溶液通电时发生了化学变化,电流的作用是这类化学变化的直接原由和动力。
四、教课目的知识技术:1、经过对电解 CuCl2溶液实验的察看与剖析,能够娴熟说明电解池的构成条件及其工作原理。
2;能独立地正确书写几种电解池的电极反响式和总反响的化学方程式。
过程与方法:在电解池工作原理的研究活动过程中,运用思虑、察看、议论剖析、总结归纳的思想方法。
感情态度与价值观:从对实验现象的剖析中体验宏观表象和微观实质的关系,意会感性认识到理性认识的过程。
使学生初步拥有剖析、综合的能力,开发并培育学生的创新能力。
五、教课要点、难点确实立要点:电解的基来源理;电极反响式的书写。
难点:电解池和原电池的关系。
教课方法实验研究法、剖析归纳法、理论联系实质。
选修4第四章·第三节《电解池》潘洁妹一、知识与技能:①理解电解原理,会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pH值及整个溶液pH值的变化;②能书写电极反应式及总反应式,培养分析归纳知识的能力。
二、过程与方法:利用惰性电极电解氯化铜的实验,探究电解原理,了解电解的应用,特别是电解在电镀、电解精炼、电冶炼等方面的应用。
三、情感态度与价值观:通过电解知识的学习,发现其在日常生活和工农业生产中的广泛应用,激发学生勇于创新、积极实践的科学态度。
教学重点、难点重点:理解电解原理和以电解CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。
难点:理解电解原理,非惰性电极作阳极对电解产物的判断,电解原理的应用。
教学过程(第一课时)教师活动学生活动设计意图【复习提问】在本章的第一节,我们学习了原电池的有关知识,请同学们回忆一下,构成原电池的条件是什么呢?【总结】构成原电池的条件:1、活泼性不同的两个电极;思考,回答。
原电池是把化学能转化为电能的装置,电解池则相反。
复习是为了巩固原电池的组成条件及电极反应,两极判断,为电解2、电解质溶液;3、要有导线,形成闭合回路;CuCl2溶液的实验做好对照。
【讲述】原电池是把化学能转变成电能的装置,电解池则相反,下面就来讨论有关电解池的问题。
【板书】一、电解原理【实验4-2】(教师讲解,学生实验)【讲述】在实验中规定:与直流电源负极相连的电极叫阴极;与直流电源正极相连的电极叫阳极。
【引导】1. 实验观察要点:(1)阴极上的现象;(2)阳极上的现象;(3)阴极区溶液中的现象。
2. 能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝的气体,应是学过的什么气体?【总结】实验现象:电流表的指针发生偏转,阴极石墨棒周围CuCl2溶液绿色加深,阳极石墨棒周围的CuCl2溶液绿色变浅;阴极石墨棒上覆盖了一层红色固体,阳极石墨棒上有气泡产生,同时看到湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。
实验结论:在通直流电的条件下,溶液里的CuCl2发生了下列反应:Cu生成于阴极的石墨棒上,Cl2生成于阳极的石墨棒上。
电解池【教课目的】1、知识与技术:(1)理解电解的原理。
(2)可以正确判断电解池的阴、阳两极。
(3)知道惰性资料做电极时,离子的放电次序以及阴、阳极上产物的剖析判断。
(4)初步掌握书写两极所发生的反响及电解的总化学方程式;会判断两极所发生的是氧化反响,仍是复原反响。
(5)经过一些设问及怀疑,培育学生的思想能力,归纳总结的能力,以及形成规律性认识的能力。
2、过程与方法:经过多媒体实验演示指引学生对实验现象的察看、剖析和推理,让学生体验科学探的过程,形成必定的实验能力、察看能力和思想能力。
平板直观反应教课成就。
3、态度与价值观:经过实验研究,培育学生优秀的科学态度和科学方法,浸透由现象看实质、由个别到一般、由一般到特别的辩证唯心主义看法。
【教课要点】电解池的工作原理【教课难点】离子放电次序、电极产物的判断【教课方法】多媒体直观展现、实验研究、启迪议论【教课器具】学平生板电脑和多媒体【教课过程】【前言】复习引入【板书】第三节电解池【多媒体演示实验】提示学生认真认真地察看实验现象。
【提出问题】1、通电前CuC1 2溶液中存在哪些离子?这些离子作怎样的运动?2、通电中1)溶液中的离子运动状况有何变化?是什么要素致使了这类变化?2)电路中的电流与电子流向怎样?当阴、阳离子移向碳电极表面时,哪些离子发生了变化?3)你能写出两个碳电极上发生的反响并指出反响的种类吗?总反响怎样呢?3、想想,整个过程中能量是怎样转变的?【多媒体】链接运画投影“电解氯化铜微观模拟”,让学生经过以上问题的分析加深对电解过程的微观与宏观认识。
【叙述】为了与原电池的两电极差别,我们把与电源正极相连的电极称为阳极,与负极相连的电极称为阴极。
【板书】阳极:与电源的正极相连。
阴极:与电源的负极相连。
【学生活动】学生达成阴、阳两极上的电极反响,并指出反响种类。
教师纠正。
【板书】阳极:2Cl - -2e一 =Cl2↑(氧化反响)阴极: Cu2+2e=Cu(复原反响)总反响: CuCl2电解 Cu+Cl2↑【小结】经过以上剖析,我们知道了当电流经过氯化铜电解质溶液时,离子定向挪动到阴、阳两极后发生氧化复原反响,生成了新的物质。
第三节电解池一、教学目标:1.理解电解原理,初步掌握一般电解反应产物的判断方法2.了解氯碱工业,电镀,冶金的原理3.掌握电解电极方程式的书写。
二、教学重点:电解原理及应用三、教学过程:我们知道化学能可以转变为热能,即反应热。
化学能也能转变为电能,用原电池装置。
今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。
第三节电解池一、电解原理讲:首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。
过渡:电解质导电的实质是什么呢?一起看实验。
实验:现象—一极有气泡,检验为氯气;另一极有红色的物质析出,分析为铜。
讲:要分析此现象我们得研究此装置,首先看电极。
1.电极阳极—与电源正极相连阴极—与电源负极相连隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au)活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag)问:通电前和通电时分别发生了怎样的过程?通电前:CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH-通电中:阳离子(Cu2+,H+)向阴极移动被还原;阴离子(Cl-,OH-)向阳极移动被氧化讲:即在电极上分别发生了氧化还原反应,称电极反应。
2.电极反应( 阳氧阴还 )阳极:2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原)总电极方程式:___________________放电:阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。
3.电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。
讲:所以电解质导电的实质便是——电解电解池:借助电流引起氧化还原反应的装置,即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。
问:构成电解池的条件是什么?电源、电极、电解质构成闭和回路。
思考:电解CuCl2水溶液为何阳极是Cl-放电而不是OH-放电,阴极放电的是Cu2+而不是H+?4.离子的放电顺序阴极:(阳离子在阴极上的放电顺序(得e-))Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极(1)是惰性电极时:阴离子在阳极上的放电顺序(失e-)S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)(2) 是活性电极时:电极本身溶解放电问:放电能力弱于H+和OH–的物质在水溶液中放电吗?否,但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时,亚铁离子放电。
2019最新新人教版化学选修4高中《电解池》教案一·高中化学·选修Ⅳ第四章电化学基础第三节电解池(第一课时)一、基本说明⒈教学内容所属模块:人教版·高中化学·选修Ⅳ⒉年级:高二⒊所用教材出版单位:人民教育出版社4所属的章节:第四章第三节5教学时间:45分钟二、教学设计【教材分析】电解属于电化学的知识范畴,是中学化学理论体系中不可缺少的一部分,同时电解与物理学科中的电学、能量的转换有密切的联系,是氧化还原反应、原电池、电离等知识的综合运用。
电解教学安排在氧化还原反应、离子方程式和原电池知识后教学,符合化学学科知识的逻辑体系和学生认知规律。
通过化学能和电能之间的相互转变,能够使学生对氧化还原反应的认识及化学反应中能量变化的认识更加深刻。
电解原理这一节内容包含了电解概念、电解池形成条件、电极反应式及电解方程式的书写等多个知识点,电解原理在工业生产、科学研究领域等方面应用很广泛,也是高考的重要考查点之一。
【学情分析】学生已经学习了化学反应中的物质变化和能量变化等理论知识,研究了化学能是如何转变成电能的,在此基础上,进一步研究电能转变为化学能是完全符合学生的认知规律的,电解原理是高中化学教材中的一个重要基本理论之一,也是学习过程中的一个难点。
在进行本课学习时,可以借鉴以前的方法,进一步运用所学的关于氧化还原反应、化学反应中的能量变化等理论知识,指导本章知识的学习,同时巩固和加深对这些知识的理解。
【设计思路】本课时采用的学生分组实验的探究方法,不仅激发了学生的学习兴趣和求知欲望,而且还唤起了学生的实验意识、思维意识、探究意识,培养了学生的动手能力、团结协作能力,充分体现了以“学生为主体,教师为主导”的教学思想。
在教学过程中,通过图片展示英国化学家戴维用电解的方法发现金属钾的故事,激发学生对本课教学内容的关注,通过回顾初中和高一了解的电解知识,激发探究电解质溶液导电原理的兴趣,从金属钠的工业制备分析了电解过程中发生了化学变化,再从产物着手去探究、去分析电解原理,让学生在合作学习的过程中自己分析得出相关概念和结论。
《 电解池原理的应用教学设计一、教材分析(一)教材的地位与作用《电解池原理的应用》是选自人教版《普通高中课程标准实验教科书》选修四第四章第 3 节的内容。
《化学新课程标准》中明确指出:了解原电池和电解池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
电解池原理》在中学阶段的 基本概念基础理论知识中,占有极其重要的地位,不仅是本章的重点,也是整 个中学化学学习的重点和难点之一。
在高中化学的教学中,电解池原理是电化学的第二个重点内容,是历年高考考题常考的热点,而历年来高考考题更加青睐于对电解池原理的应用的考察,既考察了电解池原理的基本内容,更考察了学生知识迁移的能力,所以,学习 电解池原理的应用部分内容很有必要性,让学生在课堂上接触高考考题的考察 方向和出题方式,接触新理念、新题型,敢于创新,以致在高考中不惧变化。
本课时的内容,属于高三一轮复习。
属于电解池原理部分复习内容的第二课时,学生在第一课时已有了电解池原理的基本概念,也了解了电解池的工作原理,因此,通过教材中学生最为熟悉的电解原理的应用部分的第一种应用方向: “电解饱和食盐水制取烧碱、氯气和氢气”引入,让同学们自己画出实验装置 图,并书写电极方程式,再一次回顾电解池的工作原理,随后,以此为载体, 再抛出多个问题,引出类似电解池应用的多种例子和多个考察的方向。
起到了 举一反三,让学生融会贯通,学以致用。
(二)教学目标基于对教材的理解和分析,以及普通高中化学课程标准和本校高三学生的实际相结合,我确定本节课的教学目标为:(1)知识与技能目标①理解电解池原理的概念②掌握电解池电极方程式和总方程式书写的一般方法③能熟练分析多个变装后的电解池装置(2)过程与方法①培养学生的分析推理能力,利用已有知识解决实际问题的能力②通过组织学生对变装电解池装置的分析,培养学生对比、归纳、总结的能力③通过多种电解池装置的分析,培养学生的创新思维能力(3)情感态度与价值观目标①培养学生求真务实的分析精神②让学生通过自主探究获得知识,体验科学知识的形成过程,体会科学研究成功的乐趣③培养学生透过现象看本质的辩证唯物主义观,找出事物变化规律(三)教学重难点重点:理解电解池原理的概念,并能对电解池原理进行应用难点:电解池原理进行应用,对陌生的电解池进行分析二、学情分析(一)知识与经验本校的学生属于省重点中学的学生,学生在高一时候已经学习了氧化还原反应,离子方程式书写,这些都是电化学部分内容的必备工具性知识。
高中化学选修4电解池教案电解池教案一(电解池的构成条件和工作原理电能?化学能两个电极;有外接电源;有电解质溶液阴极:与电源负极相连阳极:与电源正极相连阴极:本身不反应,溶液中阳离子得电子发生还原反应阳极:发生氧化反应,若是惰性中极,则是溶液中阴离子失电子电源负极?阴极,阳极?电源正极以电解CuCl溶液为例 21(电极阳极—与电源正极相连阴极—与电源负极相连隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au)活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag) 【问】:通电前和通电时分别发生了怎样的过程,2+- +-通电前:CuCl=Cu+2Cl HO H+OH 222++通电中:阳离子(Cu,H)向阴极移动被还原;--阴离子(Cl,OH)向阳极移动被氧化【讲】:即在电极上分别发生了氧化还原反应,称电极反应。
2(电极反应( 阳氧阴还 )【巧记】:阳—氧 yang- 阳极:2Cl-2e-=Cl (氧化) 22+阴极:Cu+2e-=Cu(还原)总电极方程式:___________________ 3(电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。
电解池:借助电流引起氧化还原反应的装置,即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。
【问】:构成电解池的条件是什么,【答】电源、电极、电解质构成闭和回路。
--【思考】:电解CuCl水溶液为何阳极是Cl放电而不是OH放电,22++阴极放电的是Cu而不是H ,二(离子放电顺序:阴极:阳离子放电(得电子)顺序——氧化性+2+3+2++2+2+2+2+3+2++2++ Ag>Hg>Fe>Cu>H>Pb>Sn>Fe>Zn>Al>Mg>Na>Ca>K 阳极:(1)是惰性电极(Pt,Au,石墨)时:阴离子在阳极上的放电2--------2-2--顺序(失e-):S>I>Br>Cl>OH>NO>SO>F(SO/MnO>OH) 3434(2)是活性电极(在金属活动顺序表中Ag以前)时:电极本身溶解放电【练习】:电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠的电极方程式。
第四章电化学基础第三节电解池一、教材分析《电解池》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第三节,这部分教材主要介绍了电解原理以及电解原理的应用。
电解属于电化学的知识范畴,是中学化学理论体系不可缺少的一部分,同时电解与物理学科中的电学、能量的转换有密切的联系,是氧化还原反应、原电池、电离等知识的综合运用。
本节教材可分为三个部分:电解原理、电解原理的应用、电镀。
把握教材意图后,我把本节内容安排为两课时完成。
二、教学目标1.知识目标:(1)知道电解的基本原理,会判断一般电解反应产物;(2)能说出电解、电解池及形成条件;(3)知道铜的电解精炼和电镀铜的原理,知道氯碱工业反应原理,能正确书写电极反应式和电解的总化学方程式;(4)通过对比、分析明确原电池与电解池的区别和联系2.能力目标:(1)培养学生观察、分析、整理、归纳总结、探究等能力;(2)通过实验培养学生的观察能力、分析能力和解决实际问题的能力;3.情感、态度和价值观目标:(1)指导学生积极参与教学过程,激发其主动探究的意识;(2)对学生进行辩证唯物主义教育和环境保护教育,培养学生正确的处世态度;(3)通过氯碱工业的学习,培养学生确立理论联系实际的学习方法,进一步树立探究精神及合作意识,同时增强环境保护意识。
三、教学重点难点重点:电解原理、氯碱工业反应原理难点:离子放电实质四、学情分析学生的认知发展水平和知识基础都是我们要考虑的学情。
我们的学生素质不太高,没有强烈的求知欲,思维能力渐趋成熟。
但也有思维方面的劣势,他们习惯演绎式的教学方法,探究学习的经验少。
在知识方面,学生在初中没有电化学知识;在高一化学中学习过有关电化学的原电池;在生活中也很少有涉及到电解应用经历。
五、教学方法1.实验探究与启发讨论法。
2.学案导学:见后面的学案。
3.新授课教学基本环节:预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习六、课前准备1.学生的学习准备:预习实验“电解池原理”,初步把握实验的原理和方法步骤。
化学选修四电解池教案【篇一:选修4《电解池》教学设计】教学设计选修4第三单元第三节电解池(第1课时)教材分析:《电解池》包含两部分内容:一是电解原理,二是电解原理的应用。
电解原理研究的是电能转化为化学能,属于电化学基础的基本内容。
这部分内容的重点是认识“电能如何转换成化学能”,对学生的要求是了解使电能转变为化学能的条件和方法,加深对氧化还原反应的认识。
学情分析:《电解池》是在学生学习了《原电池》和《化学电源》之后接触的电化学知识,由于有高一的学习基础,学生会觉得《原电池》和《化学电源》的内容相对简单,因此觉得《电解池》的内容也会简单;但是学生在接触了相应的电解池练习之后,就会觉得有难度。
因此在学习这部分内容的时候,应该注意尽量使知识简单化,重点掌握电解池原理和常见题型的解题技巧,降低学生的学习难度。
三维教学目标 1.知识与技能:(1)理解电解原理,初步掌握电解反应产物的判断方法;(2)了解氯碱工业,电镀,冶金的原理;(3)掌握电解电极方程式的书写。
2.过程与方法:(1) 运用对比记忆,初步掌握电解池的原理,掌握用分析、综合、归纳的方法书写电极反应方程式(2)通过理解“闭合回路”的概念,掌握电解池中电荷的运动方向(3)通过动手实验,分析讨论,熟悉电解质溶液中离子的放电顺序3.情感态度与价值观:(1)培养积极参与、探究电解池原理的求知欲(2)调动学习化学的热情,充分感受电化学在生活、生产中的作用(3)养成独立思考、分工合作的能力教学重点及难点重点:电解原理;难点:电解原理的应用。
教法建议及教具准备1.触类旁通由于原电池和电解池的原理有较多的类似的地方,在学习了原电池的知识之后,学生对电极反应和氧化还原反应已经有了一定的理解。
学习了电解池的知识之后,学生对高中阶段的电化学知识就有了比较全面的认识。
在教学中,应该注意抓住几点。
(1)采用对比的方法,将电解池和原电池的原理和知识点进行对比,衔接氧化还原反应的知识,重视启发引导,培养科学的学习习惯。
电解池教学设计姓名杨巨峰学校丰台实验学校《电解池》教学设计(一)指导思想与理论依据1.以学生的发展为本,关注学生科学探究的过程和方法。
2.用微观的视角去看待宏观现象,并用化学语言表达,最终建构原理模型,形成特定的化学思维。
(二)教学背景分析1.学习内容分析:(1)电解原理是化学反应原理中要求层次较高的内容,学生原有的认识能在这里发挥巨大的基础作用。
他以氧化还原反应、离子反应、原电池、水溶液中的离子平衡为基础,同时是对化学反应中能量的变化,化学反应方向知识的应用与提高。
电解原理的教学运用实验探究原理理论,利用理论知识对各种实验信息所带来的认知冲突进行分析归纳从而最终得出电解原理。
(2)电解原理有丰富生活生产应用价值,如金属冶炼、可充电电池、电解饱和食盐水、铜的精炼、电镀等,化学史上应用电解,英国化学家戴维一年时间里发现了七种发现新元素,从戴维制取钾的成功失败中吸取教训,认识放电顺序的存在。
2.学生情况分析:授课班级是我校理科重点班学生,学生刚刚学习了原电池原理及化学电源,学生对氧化还原反应和原电池电极反应之间的关系比较熟悉,学生具有初步的实验探究能力,采用实验探究和微观分析法学习电解原理比较恰当符合学生实际。
学生有闭合电路的知识基础,接触过一些电解过程,必修2活泼金属的冶炼为电解法,在初三化学中接触到的电解水等相关知识。
必修2和选修4学生已经学习和掌握了:氧化—还原反应、离子反应、化学反应与能量变化、反应自发性等基础知识,并具有实验探究能力,初步建立微粒观。
学生清楚电解质溶液可以导电,但究竟如何导电不清楚。
本节课发展学生能力,学生形成电解问题的分析方法,学会从宏观现象到微观角度剖析复杂电解体系。
最终使学生科学素养得以提高,深化对电化学问题的认识运用于实际。
(三)本课教学目标设计1.知识与技能:(1)理解电解的含义,认识电解装置,会电极的判断,明确电极反应与氧化还原反应之间的对应关系。
能书写电解池的电极反应式和总反应化学方程式。
第四章电化学基础第三节电解池(第1课时)教材分析在学习第四章之前,学生学习了“溶液中的离子平衡”,对溶液体系初步建立了微观、动态、相互作用的认识深度,基本形成了分析反应体系中微粒及运动情况的认识思路,本章是对上述认识方法的应用和深化,此外从本章的知识基础看,也是将氧化还原反应、离子反应等基本概念和原理提升到综合应用的高度。
“化学能与电能的相互转化”是贯穿全章的主线。
在前两节教材的学习中,学生已经了解了自发的氧化还原反应通过原电池将化学能转化为电能,本节的核心概念是“对于非自发的氧化还原反应可以通过电解池实现由电能到化学能的转化”。
本章知识在学生整个高中化学学习中占有十分重要的地位,是在必修化学的基础上帮助学生从氧化还原反应的本质及化学反应与能量的关系上,进一步学习和探索化学反应的规律及其应用,能从化学能与电能之间相互转化的角度理解原电池-电解池的原理及应用,构建较为完整和系统的化学反应原理知识体系。
本章知识结构图:二、教学目标1、通过宏观(实验现象)——微观(电子、离子间的相互作用与运动方向)——符号(电解方程式)三重表征形成电解池的工作原理。
知道电解质溶液的导电过程,就是电解质的电解过程,能够说出电离与电解的区别和联系。
2、通过观察,知道电解池装置的基本构造(包括电极与直流电源的连接方式)。
通过与原电池装置进行比较,能够从电极名称、电极反应、能量转变形式、反应驱动力等方面进一步认识电解池与原电池的工作原理。
3、能够根据电解质溶液的组成和电极特点,运用氧化还原知识判断电解产物,并形成分析判断电极产物的一般思路:电极材料及电极的极性——溶液中存在的微粒——微粒的运动方向——分析得失电子的能力判断——化合价变化——产物存在形式。
4、建立综合运用微粒观和氧化还原反应理论分析电解池问题的基本思路,能自主构建电解池模型,并以这个模型为载体用微观的、动态的、有序的思维分析电解池常见应用。
5、通过查阅资料、观看录像等方式了解电解原理在工业生产中的应用,感受化学科学对人类生产生活的巨大影响。
电解质应用的教学设计一、本节课的作用与意义在前面两节课的基础上,学生深入的理解了原电池、电解池的原理,本节课程内容主要是电解池原理的运用,主要生产实例为工业上电解饱和食盐水制取烧碱、电镀铜和电冶金三个内容,知识点难度较大。
1.以原电池和电解池原理为基础,建立理论模型到生产认知的思想。
2.培养学生能够从理论模型去解释生产生活中相关的化学生产实例,初步具备能对电解池模型和原型的关系进行评价,能说明电解池模型使用的条件和范围。
3.通过生产实例的学习,深入理解电解池模型的社会价值并提升电解池模型的认识水平,提高解决实际问题的水平。
二、认真学习新课标素养为本:运用所学的“双基”、科学过程和科学方法解决真实问题。
更新观念:本次课程改革的关键问题:知识结构化:知识归纳和整理,具有条理化、纲领化、层次化。
如电解池模型的结构化,是基于核心观念的结构化,即“物质及其变化的理论模型和研究对象之间的异同,能对原型和模型之间关系进行评价以改进模型,,并能说明化学对人类的贡献”,而这个观念的具体体现是:“证据推理与模型认知、科学态度和社会责任”核心素养。
三、教学流程设计1.总体流程2.教学流程四、教学目标和评价目标1.教学目标(1)基于电解的原理,初步掌握工业上制备氯气烧碱、电镀铜和精炼铜以及电冶金的基本原理,并能运用电解原理解释于此相关的现象。
(2)通过电解的原理及生产中实例,能够深入掌握电解装置的基本结构、宏观物质的变化情况与微观粒子的变化运动状况,建立宏观辨识与微观辨析、证据推理与模型认知的化学核心素养。
(3)通过电解的原理及生产中实例,感受化学原理在生产生活中的运用,深入理解化学原理与人类生产生活密切相关,建立科学态度与社会责任的化学核心素养。
2.评价目标(1)通过电解饱和食盐水、电镀和电冶金的生产实例,诊断学生对电解模型的认知水平和推理能力。
(2)通过电解饱和食盐水、电镀和电冶金的生产实例,诊断学生能从宏观和微观两个方面,去深诊断电解过程中宏观物质的变化和微观粒子的运动状况,从而诊断宏观辨识和微观辨析的化学核心素养。
CH 3CH 2OH稀H 2SO 4稀H 2SO 4稀H 2SO 4稀H 2SO4高中化学全套精品教学案人教版选修四高中化学全套精品教学案人教版选修四第三节电解池一、电解原理1、试验探究给CuCl 经检验该物质是 。
两支电极上发生的反应为:阳极: 。
反应类型: 反应。
阴极: 。
反应类型: 反应。
总反应式: 。
过程分析:CuCl 2溶液能导电是因为存在 ,通电后这些自由移动的离子,在电场作用下作 移动,依照 相互吸引的原理,带负电的氯离子向 极移动,在阳极,氯离子失去电子被 为氯原子,并两两结合成氯分子,从阳极放出,带正电的铜离子向 极移动,在阴极铜离子获得电子被 成铜原子,覆盖在阴极上。
2、电解:使电流通过 溶液而在阴、阳两极引起 的过程。
所用电流一样为直流电依旧交流电较好? !该过程中 能转化为 能! 这是一个物理过程依旧一个化学过程? 过程!明显:电解质溶液的导电过程确实是 的过程。
3、电解池:将 能转化为 能的装置。
构成电解池的条件:① ② ③ ④ 判定以下装置是否属于电解池:4、原电池与电解池的比较CuCl 2溶液在CuCl2的电解池装置中,电子流淌方向从电源的极沿着导线到达极,从极沿着导线回到电源的极。
在溶液中电子有没有从阴极直截了当到达阳极呢?。
溶液中的在电场作用下到达阴极,得到从电源负极流出的电子;溶液中的在电场作用下到达阳极,失去了电子流向电源的正极。
确实是讲:在电解质溶液中依靠的定向移动而形成闭合回路的。
对CuCl2溶液而言,溶液中是否只有Cu2+和Cl-两种离子呢?。
水电离出少量的H+和OH--在电场作用下是否也要做定向移动呢?。
通电时,溶液中的两种离子都要向阴极移动,都要向阳极移动。
5、放电顺序阴极上:由于阴极上要电子,不管阴极材料是金属依旧石墨,现在都不能得电子,因此只能是溶液中的得电子。
阳离子氧化性越强就越得电子。
因此阴极上氧化性强的离子得电子。
金属越不爽朗,对应阳离子氧化性越,越得电子。
2019-2020年高中化学《电解池》教案5 新人教版选修4一、教学目标:1.理解电解原理,初步掌握一般电解反应产物的判断方法2.了解氯碱工业,电镀,冶金的原理3.掌握电解电极方程式的书写。
二、教学重点:电解原理及应用三、教学过程:我们知道化学能可以转变为热能,即反应热。
化学能也能转变为电能,用原电池装置。
今天这节课我们就来学习电能如何转化为化学能。
第三节电解池一、电解原理讲:首先我们来比较金属导电和电解质导电的区别。
过渡:电解质导电的实质是什么呢?一起看实验。
实验:现象—一极有气泡,检验为氯气;另一极有红色的物质析出,分析为铜。
讲:要分析此现象我们得研究此装置,首先看电极。
1.电极阳极—与电源正极相连阴极—与电源负极相连隋性电极—只导电,不参与氧化还原反应(C/Pt/Au)活性电极—既导电又参与氧化还原反应(Cu/Ag)问:通电前和通电时分别发生了怎样的过程?通电前:CuCl2=Cu2++2Cl- H2O H++OH-通电中:阳离子(Cu2+,H+)向阴极移动被还原;阴离子(Cl-,OH-)向阳极移动被氧化讲:即在电极上分别发生了氧化还原反应,称电极反应。
2.电极反应( 阳氧阴还 )阳极:2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)阴极:Cu2++2e-=Cu(还原)总电极方程式:___________________放电:阴离子失去电子或阳离子得到电子的过程叫放电。
3.电解:电流(外加直流电)通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应(被动的不是自发的)的过程叫电解。
讲:所以电解质导电的实质便是——电解电解池:借助电流引起氧化还原反应的装置,即把电能转化为化学能的装置叫电解池或电解槽。
问:构成电解池的条件是什么?电源、电极、电解质构成闭和回路。
思考:电解CuCl2水溶液为何阳极是Cl-放电而不是OH-放电,阴极放电的是Cu2+而不是H+?4.离子的放电顺序阴极:(阳离子在阴极上的放电顺序(得e-))Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极(1)是惰性电极时:阴离子在阳极上的放电顺序(失e-)S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)(2) 是活性电极时:电极本身溶解放电问:放电能力弱于H+和OH–的物质在水溶液中放电吗?否,但亚铁离子浓度远大于氢离子浓度时,亚铁离子放电。
问:电解水时为了增强水的导电性常常需加入氢氧化钠或稀硫酸,为什么?可以加食盐吗?练习:电解碘化汞、硝酸铜、氯化锌、盐酸、硫酸、氢氧化钠的电极方程式。
5.电解规律:(1)电解含氧酸、强碱溶液及活泼金属的含氧酸盐,实质上是电解水,电解水型。
问:初中电解水时加硫酸或氢氧化钠增强导电性,影响水的电解吗?电解硫酸和氢氧化钠时为何H2和O2之比大于2?氧气溶解度大于氢气又为何硫酸一定大于2,而氢氧化钠可能等于2?硫酸根可能放电。
(2)电解不活泼金属的含氧酸盐,阳极产生氧气,阴极析出不活泼金属,放氧生酸型。
练习:电解硫酸铜方程式。
加入下列哪些物质可以恢复到硫酸铜原来的溶液:氧化铜、氢氧化铜、铜、碳酸铜。
(3)电解不活泼金属无氧酸盐,实际上是电解电解质本身,分解电解质型。
(4)电解活泼金属(K/Ca/Na)的无氧酸盐,阴极产生氢气,阳极析出非金属,放氢生碱型。
6.电解中电极附近溶液pH值的变化。
(1)电极区域 A.阴极H+放电产生H2,阴极区域pH变大。
B.阳极OH-放电产生O2,阳极区域pH变小。
(2)电解质溶液中 A.电解过程中,既产生H2,又产生O2,则原溶液呈酸性的pH变小,原溶液呈碱性的pH变大,原溶液呈中性的pH不变(浓度变大)。
B.电解过程中, 无H2和O2产生, pH几乎不变。
但象CuCl2变大C.电解过程中,只产生H2, pH变大。
D.电解过程中,只产生O2, pH变小。
过渡:如果把阳极换成铜棒,阳极发生的反应就是铜自身溶解,如果电解质是硫酸,阴极析出的是什么?也是铜,这就是我们的铜的电解精炼法。
二、电解原理的应用1.铜的电解精炼阳极:粗铜棒阴极:精铜棒电解质:含铜电解质问:精炼中硫酸铜的浓度怎样?基本不变,但变小。
过渡:若把阴极精铜棒换成铁棒,电解过程变吗?不变,但不是精炼铜了,而叫电镀铜。
2.电镀铜阳极:镀层金属阴极:待镀金属(镀件)电镀液:含镀层金属的电解质。
3.电解饱和食盐水——氯碱工业问:1、电解饱和食盐水的阴极产物、阳极产物分别是什么?2、转移的电子数和氢氧化钠的物质的量的关系?3、从Cl - Cl 2一定需要加氧化剂吗? 4、阴极产物和阳极产物能接触吗?5、饱和食盐水为何需要精制?如何精制?精制:步骤一、1)先加过量的BaCl 2和过量的NaOH (顺序可换),再加入过量的Na 2CO 3 2)过滤3)加盐酸调节pH 为7步骤二、送入阳离子交换塔除去Ca 2+、Mg 2+等。
4.电冶金电解熔融氯化钠:2NaCl(熔融)=(电解)2Na+Cl 2 适用范围:活泼金属K~Al 练习:1、在水中加等物质的量的Ag +,Pb 2 +,Na +, SO 42-, NO 3- , Cl -,该溶液放在用惰性电极做电极的电解槽中,通电片刻,则氧化产物与还原产物质量比为( ) A. 35.5:108 B. 16:207 C.8:1 D.108:35.52、用惰性电极电解下列溶液,一段时间后,再加入一定质量的另一种物质溶液能与原来完全一样的是氯化铜加硫酸铜、氢氧化钠加氢氧化钠、氯化钠加氯化氢、硫酸铜加氢氧化铜 3、0.1摩氯化铜和0.1摩溴化钠共0.4摩电子转移,分析过程。
4、铁、C/硫酸——C 、C/氯化铜用导线相连,分析正负极和阴阳极及两装置的p H 的变化。
5、如何判断电解池的阴阳极?与正极相连的、发生氧化反应的、阴离子移向的一极是阳极,反之是阴极。
如:高锰酸钾的做电解质,发现红色加深的是什么极?湿润的淀粉KI 试纸并滴有酚酞,变红的是什么极?变蓝的是什么极?6、以A 、B 两根石墨电极电解足量的硝酸银溶液,通电t 分钟,在B 极收到11.2mL 标况下气体,此后将电源反接,以相同的电流强度通电t/2分钟。
问:(1)A 、B 分别是什么极?(2)电源反接后A 、B 电极质量如何变化?(3)若溶液体积为200mL ,则通电t/2分钟时2019-2020年高中化学《电解池》教案6 新人教版选修4教学过程设计作业:1.复习课本第62~65页第一段。
2.预习电解原理的应用。
3.列表比较原电池和电解池的异同。
[提示:从电极的确定及名称,两极所发生的反应,能量的转换等几项考虑]附:随堂检测答案1.①阳极:2Cl--2e=Cl2↑(氧化反应)②阳极4OH--4e=2H2O+O2↑(氧化反应)阴极2H++2e=H2↑(还原反应)阴极4Ag++4e=4Ag(还原反应)③阳极:2Br--2e=Br2(氧化反应)阴极:2H++2e=H2↑(还原反应)第二课时电解原理的应用教学目标知识技能:初步掌握电解食盐水两极上所发生的化学反应;正确书写电极反应式及电解的总化学方程式;弄清非惰性材料做电极时离子的放电顺序;学会判断电镀池的电极,镀层金属和镀件金属;精炼铜的电极;弄清电解质溶液中离子浓度的变化规律;了解电解法冶炼铝的原料,懂得两极上的化学反应;正确书写电极反应式和电解的总化学方程式;了解电解槽的简单结构。
能力培养:通过电解食盐水、电镀锌的实验,培养学生的观察能力,分析、归纳能力和利用化学原理解决实际问题的能力;通过阅读材料,培养学生的自学能力。
科学思想:从电解的基本原理到实际应用;使学生进一步认识理论来源于实践,理论又能指导实践的辩证唯物主义观点;从电极材料的变化引起离子放电顺序的改变,运用具体问题具体分析的观点认识客观事物的内在联系与本质的关系。
科学品质:通过实验,激发学生的求知欲,好奇心;培养创新意识;通过相互讨论培养合作精神。
科学方法:通过对实验现象的观察,掌握观察实验的方法和步骤,准确记录实验现象;正确分析实验现象;探究实验规律的方法。
重点、难点判断非惰性材料的电极反应;离子(金属电极)的放电顺序;电解过程中电解质溶液中离子浓度的变化;初步学会运用化学原理分析解决工业生产实际问题的能力和方法。
教学过程设计附1:课堂练习答案1.①阳极:4OH--4e=2H2O+O2↑阴极:4H++4e=2H2↑②阳极:2Cl--2e=Cl2↑阴极:Mg2++2e=Mg2.①电解池,因有外接电源。
②阳极:粗铜棒阴极:精铜棒③阳极:Cu-2e=Cu2+(氧化反应)阴极:Cu2++2e=Cu(还原反应)附2:随堂检测答案1.阳极:4OH--4e=2H2O+O2↑(氧化反应),有O2产生。
阴极:4Ag++4e=4Ag(还原反应),有Ag产生。
2.(A)3.阳极:Cu-2e=Cu2+(氧化反应)Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓阴极:2H++2e=H2↑(还原反应)。