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1、2022年高一化學(xué)《電解池的工作原理及應(yīng)用》教案
一、教材分析
本節(jié)內(nèi)容選自蘇教版化學(xué)2專題2第三單元,電解知識(shí)屬于電化學(xué)的知識(shí)范疇,是中學(xué)化學(xué)理論體系中不可缺少的一部分,同時(shí)電解與物理學(xué)科中的電學(xué)、能量的轉(zhuǎn)換有密切的聯(lián)系,是氧化還原反應(yīng)、原電池、電離等知識(shí)的綜合運(yùn)用。電解教學(xué)安排在氧化還原反應(yīng)、離子方程式和原電池知識(shí)后教學(xué),符合化學(xué)學(xué)科知識(shí)的邏輯體系和學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。通過化學(xué)能和電能之間的相互轉(zhuǎn)變,能夠使學(xué)生對氧化還原反應(yīng)的認(rèn)識(shí)及化學(xué)反應(yīng)中能量變化的認(rèn)識(shí)更加深刻。
電解原理研究的是如何借助電能使不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)能夠發(fā)生,從而使電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。此部分內(nèi)容與日常生活、工業(yè)問
2、題有密切聯(lián)系,能培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)素養(yǎng)與社會(huì)責(zé)任感。
二、學(xué)情分析
在前面化學(xué)1的學(xué)習(xí)中,教師堅(jiān)持以學(xué)生為主體的探究式教學(xué),學(xué)生已形成了一定的探究習(xí)慣。學(xué)生對化學(xué)現(xiàn)象、化學(xué)實(shí)驗(yàn)興趣濃厚,有探求欲、表現(xiàn)欲和成就欲。已具備了一定的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察分析能力。
在知識(shí)上,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了化學(xué)反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量變化等理論知識(shí),研究了化學(xué)能是如何轉(zhuǎn)變成電能的,在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步研究電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能是完全符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律的。
三、教學(xué)目標(biāo)
1、使學(xué)生理解電解原理,初步掌握一般電解反應(yīng)產(chǎn)物的判斷方法,能寫出電極反應(yīng)和電解化學(xué)方程式;
2、了解電解原理在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用,知道氯堿工業(yè)和電鍍的原理。
3、
3、把化學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際聯(lián)系起來,達(dá)到學(xué)以致用的效果。
4、通過對學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力、團(tuán)結(jié)協(xié)作能力、觀察能力、分析總結(jié)能力、語言表達(dá)能力的培養(yǎng)使其體會(huì)運(yùn)用知識(shí)解決問題的過程;通過實(shí)驗(yàn)探究過程培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真的科學(xué)方法觀。
5、培養(yǎng)學(xué)生探究和合作學(xué)習(xí)的精神,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
四、教學(xué)重點(diǎn):電解池的工作原理、放電順序
教學(xué)難點(diǎn):放電順序的判斷及電極方程式的書寫
五、教學(xué)過程
[引入]現(xiàn)在電動(dòng)車使用的越來越多了,那么電動(dòng)車使用和充電過程分別發(fā)生了什么樣的能量變化?
[復(fù)習(xí)]順帶復(fù)習(xí)原電池的有關(guān)知識(shí)
[設(shè)問]請同學(xué)們回憶金屬導(dǎo)電跟電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))導(dǎo)電在方式上
4、有何不同?當(dāng)電流通過電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))時(shí),會(huì)不會(huì)發(fā)生什么實(shí)質(zhì)性的變化呢?如果有,其結(jié)果如何呢?
[思考]學(xué)生觀察課本P18圖1-19熔融態(tài)氯化鈉通電前后離子的運(yùn)動(dòng),作簡單分析。
[板書]電解:在直流電的作用下,在兩電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫做電解。
[過渡]剛才分析的熔融態(tài)氯化鈉中只有兩種陰陽離子,那么電解CuCl2 溶液又如何呢?
[設(shè)問]請同學(xué)們分析通電前溶液中有哪些離子,離子如何運(yùn)動(dòng)?
通電后離子如何運(yùn)動(dòng)?
[演示]多媒體演示電解CuCl2 溶液的實(shí)驗(yàn)。
觀察兩碳棒及電解液有什么變化,出現(xiàn)了什么現(xiàn)象?
[追問]當(dāng)CuCl2 溶液中通過電流時(shí),
5、為什么會(huì)產(chǎn)生單質(zhì)銅和氯氣呢?
[思考]為何當(dāng)一個(gè)電極存在多種可能的放電離子時(shí),不是大家共同放電,而是只有一種離子放電?放電能力與什么因素有關(guān)?
[分析] (根據(jù)兩極反應(yīng)的實(shí)質(zhì)分析)
陰極: ___電子,發(fā)生____反應(yīng),離子_____越強(qiáng),反應(yīng)越容易。
[結(jié)論]常見陽離子放電順序: Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+
[分析]陽極:___電子,發(fā)生____反應(yīng),離子_____越強(qiáng),反應(yīng)越容易。
[結(jié)論]①當(dāng)陽極為惰性電極(石墨、鉑、金)時(shí),
常見陰離子放電順序: S2ˉ > I- > Br - > Cl - > OH -
6、 > 含氧酸根 > F-
[思考]若以銅為陽極,鐵為陰極,電解氯化銅溶液,情況又如何?
[提示]金屬的還原性與陰離子的還原性大小比較。
[結(jié)論]②當(dāng)陽極為金屬電極(除鉑、金)時(shí),金屬電極優(yōu)先放電。
[總結(jié)]分析電解反應(yīng)的一般思路:首先明確溶液中存在哪些離子 → 陰陽兩極附近有哪些離子(注意電極材料) → 根據(jù)陽極氧化,陰極還原分析得出產(chǎn)物。
[總結(jié)歸納]原電池與電解池在能量轉(zhuǎn)換、離子的遷移方向、發(fā)生氧化反應(yīng)的電極、發(fā)生還原反應(yīng)的電極的不同及在反應(yīng)原理上的相同點(diǎn)。
六、板書設(shè)計(jì)
電解池的工作原理及應(yīng)用
1、電解原理
(1)電解:使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極上引起氧化還
7、原反應(yīng)的過程。 []
電解池:把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。
與電源負(fù)極相連接陰極:Cu2++2e-=Cu(還原反應(yīng))
與電源正極相連接陽極:2Cl-—2e-=Cl2(氧化反應(yīng))
總反應(yīng):CuCl2 ===Cu+Cl2↑
(2)電極的判斷方法:?、儆呻娫凑?fù)極判斷;
②由電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷;
③由電極反應(yīng)類型判斷;
(3)電解池的形成條件:①兩根電極(活潑性同或不同)。[]
②直流電源。
③電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))。
常見陽離子放電順序: Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+
常見陰離子放電順序: S2ˉ >
8、 I- > Br - > Cl - > OH - > 含氧酸根 > F-
七、課后練習(xí)
A類:
金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等雜質(zhì),可用電解法制備高純度的鎳,下列敘述正確的是(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+) ( D )
A.陽極發(fā)生還原反應(yīng),其電極反應(yīng)式:Ni2+ + 2e— == Ni
B.電解過程中,陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等
C.電解后,溶液中存在的金屬陽離子只有Fe2+ 和Zn2+
D.電解后,電解槽底部的陽極泥中只有Cu和Pt
B類:
右圖是電解CuCl2溶液的裝置,其中c、d為石墨電極。
則下列 有關(guān)的判斷正確的是 ( D )
A.a(chǎn)為負(fù)極、b為正極
B.a為陽極、b為陰極
C. 電解過程中,氯離子濃度不變
D. 電解過程中,d電極質(zhì)量增加
C類:下列敘述的方法不正確的是 ( B )
A.金屬的電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕更普遍 B.用鋁質(zhì)鉚釘鉚接鐵板,鐵板易被腐蝕
C.鋼鐵在干燥空氣中不易被腐蝕 D.用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船身