高中化学《电解池》(第一课时)教学设计

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高中化学《电解池》(第一课时)教学设计

高中化学《电解池》(第一课时)教学设计

一、教材分析:

本节内容为人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第三节。本节课与氧化还原反应、化学反应中的物质和能量变化等相关知识密切相关。它是电化学的基础,也是原电池知识的延伸,更是进一步研究其应用的基础。在中学化学基础理论中占有重要地位,也是指导工农业生产的重要理论依据。学习电解池之后学生将形成一个将氧化还原反应、能量转化、元素化合价知识、电解质溶液和原电池原理等知识联系起来的一个知识网络。

二、 学情分析:

在学习本课之前,学生已经系统的学习过了原电池的相关原理,对于氧化还原反应也很熟悉,并且掌握了能量之间的想换转化的方式和途径,为学习本节课内容打下了坚实的知识基础。高二学生处于思维活跃期,有很强的好奇心理,同时具备了一定得实验探究能力和合作学习能力,具有较强的分析推导能力,为学习本节课奠定了能力基础。

三、        教学目标:

1、【知识与技能】

 (1)学生认识电解池组成,理解电解原理并初步掌握电解电极反应式的书写。

(2)学生学会利用对比总结的方法,比较学习离子放电顺序。

(3)综合分析设计实验验证电解池两极产物。

2、【过程与方法】

(1)综合应用化学和物理知识动手实验,体验电能与化学能转化的探究过程;

(2)应用实验、观察等手段获取信息,应用分析、推理、归纳、概括等方法加工信息。

3、【情感态度与价值观】

(1)分组实验与讨论,体会小组合作学习的乐趣,培养团结协作的精神;

(2)通过探究实验的操作,现象的观察、记录和分析,培养学生实验操作、观察和分析能力,感受实验方法在化学研究中的重要作用体验科学研究的严谨与艰辛。

四、重点、难点

  1、教学重点:电解原理;

2、教学难点;电极方程式的书写、放电顺序判断

五、教学方法 :实验探究法、问题教学法、多媒体辅助教学法。

六、教具准备

教师:电解池、CuCl2溶液、KI-淀 粉试纸、多媒体课件

七、教学流程图

 

 

 

 

八、教学过程:

【复习回顾】想一想:构成原电池的条件是什么?

        问一问:原电池的电极如何判断?

        写一写:原电池的电极反应式?


【联想质疑】:如下图所示:如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液中,外接直流电源,这还是原电池装置吗?

【学生活动】:学生分组实验探究上述装置,观察实验现象,得出实验结论。

【播放动画】:电解氯化铜溶液微观模拟

【投影】:第三节:电解池

 一、电解原理

【学生小结】:

1、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。

2、电解池:把电能转化为化学能的装置

【教师讲解】:放电:阴阳离子在阴阳两级失去或者得到电子,发生氧化还原反应的过程叫做放电。

【思考交流】:电解池的两极是怎样确定的?电极分几类?

【学生小结】:

3、两个电极及电极反应

(1)两个电极的确定及电极反应:

   阴极:与电源负极相连——电子流进——还原反应

阳极:与电源正极相连——电子流出——氧化反应

阴极:Cu2++2e-=Cu    还原反应

阳极:2Cl- -2e- =Cl2 ↑ 氧化反应

总反应式:       

(2)两个电极的类型:活性电极和惰性电极。

    惰性电极(铂、金、石墨)——仅仅导电,不参与反应

活性电极(除铂、金外的金属)——既可以导电、又可以参与电极反应

【提问】:根据电解氯化铜的装置,大家分析形成电解池的条件是什么?在电解过程中,电子是怎样流动的呢?

【学生活动】:学生讨论并回答

【投影】:

4、构成电解池的条件和电子流动方向

(1)构成电解池的条件:与电源相连的两个电极;电解质溶液或熔化的电解质;形成闭合回路。

(2)电子的流向: 电子从外加电源的负极流出,流到电解池的阴极,再从阳极流回电源正极。(注意:电子只在外电路定向移动,不能从溶液中移动)

  离子定向移动的方向:阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动。 【思考交流】:

(1)电解后氯化铜的浓度如何变化?

(2)若要使电解质溶液复原,怎么办?

【学生回答】:(1)电解后氯化铜的浓度减小;

  (2)若要使电解质溶液复原,可以加入氯化铜固体。

【设置疑问】:

(1)请同学们思考,在CuCl2溶液中,不仅有CuCl2电离生成的Cu2+和Cl-,还有H2O电离出的H+和OH-,为什么Cu2+、Cl-放电,而不是H+和OH-?

【分析】:H+和OH-的量少。

【提示】:阳离子在阳极发生氧化反应,而阴离子在阴极发生还原反应,想一想在阴和阳两级参加化学反应的离子可能与离子本身的那些性质有关系呢?

【讲解】:由于各种离子得失电子的能力不同,因此电解时离子放电的难易程度也不同,顺序不同。

【投影】:5、放电顺序

(1)阳离子在阴极上放电顺序是:

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+

(2)阴离子在阳极上的放电顺序是:

①活性材料作电极时:金属在阳极失电子被氧化成阳离子进人溶液,阴离子不容易在电极上放电。

  ②用惰性电极(Pt、Au、石墨、钛等)时:溶液中阴离子的放电顺序是:S 2->SO32->I ->Br ->Cl ->OH ->NO3 ->SO42-(等含氧酸根离子)>F-

【讲述】:电解电解质溶液时,在阴阳两级上首先发生放电反应的离子分别是溶液里最容易放电的阴阳离子。

【课堂练习】:在电解氯化铜溶液的装置中,若把电解质换成熔融氯化钠,其结果又如何呢?写出电极反应。

【总结】:

1、分析电解反应(用惰性电极时)的一般思路:

               明确溶液中存在哪些离子

 

阴阳两极附近有哪些离子

 

 

根据阳极氧化、阴极还原以及氧化性、还原性强弱判断反应的离子先后,最后分析得出产物

2、原电池与电解池的比较:

装置名称
 原电池
 电解池
 
举例
 
 
 
电极名称
 
 
 
电极反应类型
 
 
 
电子运动方向
 
 
 
能量转变形式
 
 
 

【巩固练习】:

1、电极反应方程式及电解总反应方程式的书写(惰性电极,溶液):

        H2SO4       HCl          NaOH      K2SO4         

CuCl2      CuSO4    NaCl             KMnO4

2、用石墨作电极电解CuCl2、NaCl的混合溶液时,阴极析出的物质是_____;阳极产物是_____。

3、两极都用银片作电极电解AgNO3溶液时,阳极的产物是____;阴极的产物是____。

【作业布置】:课本83页1、2、3题。

 


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