高二化學(xué)《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 電解》教案

1、棗莊三中東校1213學(xué)年度高二年級第一學(xué)期使用教師： 使用時(shí)間： 姓名： 班級： 學(xué)號： 第2節(jié) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能電解（2）知識與能力：1. 通過運(yùn)用電解的原理分析食鹽水的電解、銅的電解精練，了解這些較復(fù)雜體系中所發(fā)生的反應(yīng)以及電解的實(shí)用價(jià)值；2. 通過學(xué)習(xí)電鍍的內(nèi)容，使學(xué)生了解具有一定特殊性的、另一種電解原理的應(yīng)用方法，并進(jìn)一步體會電解對人類社會的重要貢獻(xiàn)；過程與方法：通過理解電解的基本原理，體會電解原理的應(yīng)用及計(jì)算。通過觀看氯堿工業(yè)的模型、精煉粗銅及電鍍銅等，培養(yǎng)觀察、分析、推理、歸納總結(jié)、遷移探究的能力。情感、態(tài)度與價(jià)值觀：激發(fā)自主探究的意識，培養(yǎng)“由表及里”的分析問題的辯證唯物主義觀點(diǎn)

2、的教育。同時(shí)進(jìn)行環(huán)境保護(hù)的教育，提高環(huán)保意識。教學(xué)重點(diǎn)：電解原理應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：電解池、電解精練池、電鍍池比較課時(shí)安排：共2課時(shí)教學(xué)過程：（第二課時(shí)）【復(fù)習(xí)提問】1、什么叫電解？ 2、什么叫電解池？ 3、判斷陰、陽極的方法有哪些？4. 以石墨作電極分別電解下列溶液，在陰極不能得到氫氣的是（ B ）A. Na2SO4 B. AgNO3 C. NaCl D. NaOH【投影】電解的類型： （1）電解含氧酸、強(qiáng)堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽，實(shí)質(zhì)上是電解水，電解水型；（2）電解不活潑金屬無氧酸鹽，實(shí)際上是電解電解質(zhì)本身，分解電解質(zhì)型；（3）電解不活潑金屬的含氧酸鹽，放氧生酸型；（4）電解活潑金屬（K/Ca

3、/Na）的無氧酸鹽，放氫生堿型；類型電極反應(yīng)特點(diǎn)物質(zhì)類型及實(shí)例電解的對象電解質(zhì)濃度的變化PH值變化恢復(fù)原濃度電解水型水電離出的放電陰極：陽極：強(qiáng)堿（如）含氧酸（如）活潑金屬含氧酸鹽（如）電解電解質(zhì)型電解質(zhì)電離出的陰離子在極上電子，陽離子在極上 電子無氧酸（） 不活潑金屬無氧酸鹽（）放H2生堿型陰極：水電離出H放電陽極：電解質(zhì)電離出的離子在極上失電子活潑金屬無氧酸鹽（） 放O2生酸型陰極：電解質(zhì)電離出的離子在極上得電子陽極：水電離出的放電，不活潑金屬含氧酸鹽（、 ）【板書】二、電解原理的應(yīng)用【過渡】下面我們結(jié)合幾個(gè)例子看看電解原理的應(yīng)用（一）電解食鹽水【預(yù)習(xí)提示】1、預(yù)測電解食鹽水的現(xiàn)象是有哪些

4、？ 2、電解食鹽水的產(chǎn)物是什么？ 3、在電解食鹽水時(shí)，溶液中各離子的移向何極？ 4、在電解食鹽水的過程中，溶液的PH值如何變化？【學(xué)生】預(yù)習(xí)后回答【視頻】電解食鹽水【講解并板書】現(xiàn)象：電流流向： 電子流向： 陰陽極反應(yīng)方程式（滴加酚酞紅，紅色先出現(xiàn)在哪？）：陰極：2H+2e- H2 陽極：2Cl- Cl2+2e- 總方程式（陰極產(chǎn)物，陽極產(chǎn)物各是什么？）：總反應(yīng)式：2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2+Cl2 (條件:通電) 溶液PH值變化：【學(xué)生】預(yù)習(xí)氯堿工業(yè)【講解】氯堿工業(yè)示意圖及陽離子交換膜的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。Na+Na+H2O(含少量NaOH)NaOH濃溶液NaCl稀溶液NaCl濃溶液H

5、2Cl2陽離子交換膜【講解】在電解過程中，由于陰極區(qū)OH濃度變小，水的電離平衡向生成H和OH的方向移動，隨著H不斷變?yōu)闅湓硬⒆罱K形成氫氣逸出，使陰極區(qū)溶液中的OH越來越多。用隔膜就可以阻止OH移向陽極，則使氫氧化鈉可以在陰極附近的溶液中富集，由陰極溶液可以得到燒堿。還可以得到另外兩種重要的化工產(chǎn)品氯氣和氫氣?！局笇?dǎo)學(xué)生閱讀資料在線】水的電離和離子放電順序【強(qiáng)調(diào)】離子放電順序是對在一定條件下，離子并不都能在電極上發(fā)生反應(yīng)。而且所給的離子放電順序是一定條件下的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律，不同的實(shí)驗(yàn)條件會存在不同的順序，規(guī)律是有條件限制的。【閱讀】工業(yè)電解食鹽水制備燒堿【預(yù)習(xí)提示】1、在銅的電解精練中，陰陽極材料各

6、是什么？能不能換成其他的材料？ 2、對電解質(zhì)溶液是有什么要求？ 3、陰陽極反應(yīng)方程式是什么？ 4、可以得到什么副產(chǎn)物？【學(xué)生】預(yù)習(xí)后回答【板書】（二）銅的電解精練【視頻】銅的電解精練【講解并板書】現(xiàn)象： 電流流向： 電子流向： 陰陽極反應(yīng)方程式：陰極：Cu2+ + 2e- Cu 陽極：Cu Cu2+2e-電解的副產(chǎn)物（三）電鍍【預(yù)習(xí)提示】【講解】一件表面鍍有其他金屬的制品，我們可以把它的結(jié)構(gòu)大致分為兩大部分：鍍件和鍍層金屬。那么這個(gè)鍍層金屬是這么鍍在這個(gè)鍍件上的呢？這節(jié)課我們就來看看這個(gè)問題。 鍍層金屬鍍件 【活動探究】在鐵釘上鍍銅【板書】電鍍：是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或

7、合金的過程。注意點(diǎn): 電極： 陰極鍍件 (待鍍金屬制品) 陽極鍍層金屬或惰性電極電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液?！就队靶〗Y(jié)】 電解池、電解精練池、電鍍池的比較電解池電解精練池電鍍池定義將電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能的裝置應(yīng)用電解原理將不純的金屬提純的裝置應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬的裝置形成條件兩電解接直流電源電極插入電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中形成閉合回路不純金屬接電源正極，純的金屬接電源負(fù)極 電解質(zhì)溶液須待提純金屬的離子鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負(fù)極 電鍍液須含有鍍層金屬的離子電極名稱陽極：電源正極相連陰極：電源負(fù)極相連陽極：不純金屬陰極：純金屬陽極：鍍層金屬陰極：鍍件電極反應(yīng)

8、陽極：氧化反應(yīng)陰極：還原反應(yīng)【投影練習(xí)】1.（1）a 、b哪一極為正極？（2）若要給鐵叉鍍鋅，a極選用什么材料？選擇何種溶液？（3）若要給鐵叉鍍金，a極選用什么材料？選擇何種溶液？2. 工業(yè)上采用Fe、C為電極電解K2MnO4溶液制KMnO4（1）電解時(shí),應(yīng)以 作陰極，電解過程中陰極 附近溶液pH將會 ,（2）陽極反應(yīng)式為 ，（3）總電解反應(yīng)式為 . 答案: Fe 增大 MnO42e- =MnO4 2K2MnO4+2H2O=2KMnO4+2KOH+H2【講解】 例一：鉑電極電解1LCu(NO3)2和KNO3混合溶液,通電一段時(shí)間,兩極均產(chǎn)生11.2L(S.T.P)氣體.求電解后溶液的pH,并確

9、定析出銅的物質(zhì)的量.解析：陽極 4OH-4e-=2H2O+O2 陰極 Cu2+2e- =Cu 2H+2e- =H2 陽極轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為: 0.54 = 2mol,消耗4OH- 2mol,即產(chǎn)生H+ 2mol. 陰極生成0.5molH2,消耗H+ 1mol;所以溶液中C(H+)=1mol/L pH=0 生成H2轉(zhuǎn)移的電子:0.5 2=1mol,故還有1mole- 用于還原Cu2+,可析出銅為0.5mol.【練習(xí)】1.用石墨電極電解100mL H2SO4與CuSO4的混合液，通電一段時(shí)間后，兩極均收集到2.24L（標(biāo)況）氣體，則原混合液中Cu2+的物質(zhì)的量濃度為（ ） A.1mol/L B.

10、2mol/L C.3mol/L D.4mol/L2.某硝酸鹽晶體化學(xué)式為M(NO3)xnH2O，式量為242，將1.21g該晶體溶于水配成100mL溶液，用惰性電極進(jìn)行電解。當(dāng)有0.01 mol 電子轉(zhuǎn)移時(shí)，溶液中金屬離子全部析出，此時(shí)陰極增重0.32g。求：金屬M(fèi)的相對原子質(zhì)量及 x、n 值；電解溶液的pH（溶液體積仍為100mL）。 Mx+ + xe- = M0.005mol 0.01mol 0.32g 所以：x = 2 ；Ar(M) = 64 ；n = 3 產(chǎn)生H+為0.01mol，pH=13.右圖中x、y分別是直流電源的兩極,通電后發(fā)現(xiàn)a極板質(zhì)量增加,b極板處有無色無臭氣體放出,符合這

11、一情況的 4.根據(jù)金屬活動順序表，Cu不能發(fā)生如下反應(yīng)：Cu + 2H2O=Cu(OH)2+ H2。但選擇恰當(dāng)電極材料和電解液進(jìn)行電解，這個(gè)反應(yīng)就能變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。下列四種電極材料和電解液中，能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)最為恰當(dāng)?shù)氖茿BCD陽極石墨CuCuCu陰極石墨石墨FePt電解液CuSO4溶液Na2SO4溶液H2SO4溶液H2O5.按下圖的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)：A極是銅鋅合金，B極為純銅，電解質(zhì)中含有足量的銅離子。通電一段時(shí)間后，若A極恰好全部溶解，此時(shí)B極質(zhì)量增加7.68克，溶液質(zhì)量增加0.03克，A合金中Cu、Zn原子個(gè)數(shù)比為A 41 B 31 C 21 D 任意比【課堂練習(xí)】練習(xí)冊P13 1、2、4、13【

12、作業(yè)】P18 1【板書設(shè)計(jì)】二、電解原理的應(yīng)用電解的類型：1. 電解水型2. 分解電解質(zhì)型3. 放氧生酸型4. 放氫生堿型（一）電解食鹽水現(xiàn)象：電流流向： 電子流向： 陰陽極反應(yīng)方程式（滴加酚酞紅，紅色先出現(xiàn)在哪？）：陰極：2H+2e- H2 陽極：2Cl- Cl2+2e- 總方程式（陰極產(chǎn)物，陽極產(chǎn)物各是什么？）：總反應(yīng)式：2NaCl+2H2O = 2NaOH+H2+Cl2 (條件:通電) 溶液PH值變化：（二）銅的電解精練現(xiàn)象： 電流流向： 電子流向： 陰陽極反應(yīng)方程式：陰極：Cu2+ + 2e- Cu 陽極：Cu Cu2+2e-電解的副產(chǎn)物（三）電鍍電鍍：是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。注意點(diǎn): 電極： 陰極鍍件 (待鍍金屬制品) 陽極鍍層金屬或惰性電極電鍍液：含有鍍層金屬離子的電解質(zhì)溶液。三、電解池、電解精練池、電鍍池的比較【作業(yè)】課后2【教學(xué)