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电解原理的教案示例 高三.doc(261KB)
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第二课时 教案示例 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 教师活动 学生活动 设计意图 【复习】前面我们学习了电解 的基本原理,请同学们参照投影图 片,思考以下几个问题。 倾听并思考。 复习上节重点内容, 为学习新知识做铺垫。 教师活动 学生活动 设计意图 【投影】 仔细观察;同桌小声讨论。 回答:1.是电解池;判 断依据是有外加电源。 复习原电池和 电解池的判别方法。 复习电极反应 1.这个装置是原电池还是电 解池?判断的依据是什么? 2.确定电极并写出电极反应 式和总的化学方程式。 板演副板书并强调“通电”或 “电解”;阳极发生氧化反应简记 “阳氧” 3.概括电解的基本原理。 回答与电源正极相连的电 极为电解池的阳极;与电源负极 相连的电极为电解池的阴极。 阳极:2Cl—2e→Cl2↑(氧 化反应) 阴极:Cu2++2e→Cu(还原 反应) CuCl2通电 Cu+Cl2↑ 概括出: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,即把电能转化为化 学能。 式的书写规则。 区别电解池和 原电池。 【引入】电解 CuCl2溶液,用惰 性材料做电极,(Pt或 C)电极本 身不参加氧化还原反应。因此,两极 上的反应只是溶液中的阴阳离子放 电,发生氧化还原反应。 【设问】若将两个电极换成活泼 材料的电极,情况将会怎样呢? 【板书】二、电解原理的应用 电解食盐水 【投影实验】 【引导】1.观察要点:(1)阴 极上的现象 (2)阳极上的现象 倾听。 思考。 仔细思考观察出:Fe为阴 极,C棒为阳极。 吸引学生的注 意力。 激发学习兴趣 和好奇心,促进进一 步思考。 确定电极产物, 培养观察能力和口头 表达能力。 (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? 教师活动 学生活动 设计意图 【投影】 1.这个装置是原电池还是电 解池?判断的依据是什么? 2.确定电极并写出电极反应 式和总的化学方程式。 板演副板书并强调“通电”或 “电解”;阳极发生氧化反应简记 “阳氧” 3.概括电解的基本原理。 仔细观察;同桌小声讨论。 回答:1.是电解池;判 断依据是有外加电源。 回答与电源正极相连的电 极为电解池的阳极;与电源负极 相连的电极为电解池的阴极。 阳极:2Cl—2e→Cl2↑(氧 化反应) 阴极:Cu2++2e→Cu(还原 反应) CuCl2通电 Cu+Cl2↑ 概括出: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,即把电能转化为化 学能。 复习原电池和 电解池的判别方法。 复习电极反应 式的书写规则。 区别电解池和 原电池。 【引入】电解 CuCl2溶液,用惰 性材料做电极,(Pt或 C)电极本 身不参加氧化还原反应。因此,两极 上的反应只是溶液中的阴阳离子放 电,发生氧化还原反应。 【设问】若将两个电极换成活泼 材料的电极,情况将会怎样呢? 【板书】二、电解原理的应用 电解食盐水 倾听。 思考。 仔细思考观察出:Fe为阴 极,C棒为阳极。 吸引学生的注 意力。 激发学习兴趣 和好奇心,促进进一 步思考。 确定电极产物, 培养观察能力和口头 表达能力。 【投影实验】 【引导】1.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? 教师活动 学生活动 设计意图 【提问】请描述实验现象,试判断出 结论。 【板演】 通电前:NaCl=Na++Cl- 通电后:阴极(Fe):Na+、H+移向 阴极 2H++2e=H2↑(还原反应) 阳极(C):Cl-、OH-移向阳极 2Cl--2e=Cl2↑(氧化反应) 【提问】阴极区附近酚酞试剂变红是 什么原因? 【追问】是什么碱? 回答现象与结论: 1.阴极上有气泡。 2.阳极有刺激性气味气体产 生,能使润湿的淀粉-KI试纸变蓝; 应是 Cl2。 3.阴极区附近溶液变红,有 碱产生。 金属铁做阴极,不参加反应。 阳极发生氧化反应。 阅读课本第 59页最后一行: 看后相互讨论,推选代表回答: 阴极区附近有碱生成,NaOH。 回答: 确定两极上的 反应。培养概括、分析 能力,正确书写电极 反应式。 知识再现,强 调分析电解原理的一 般步骤,培养分析方 法。与第一课时相呼 应。强化概念和基础 知识。 充分发挥学生 的主观因素,使他们 成为学习的主体,问 题设计有梯度,便于 不同层次学生思考, 相互讨论培养合作精 神。 正确书写电解 的总的化学方程式。 【小结】在阴极:由于2H+ +2e=H2↑,H+不断被消耗,促进 H2OH+ +OH-向右移动,破坏了水的电离平衡, [OH-]的浓度相对地增大了,因此,在 阴极附近形成了氢氧化钠溶液。 【提问】总的电解化学方程式怎么写 【板演】2NaCl+2H2O=H2+Cl2↑+2NaOH 【追问】这样写是否正确? 【讲解】工业上就是应用电解食盐水 溶液的方法制取烧碱和氯气。 【板书】1.电解食盐水制取氯气和 烧碱。 【讲解】目前,我国工业上大多采用 立式隔膜电解槽电解食盐水溶液制取氯 气和烧碱。请同学们打开课本第 60页自 学阅读材料。 2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH (1)未配平。 (2)反应条件应写通电或电 解。 阅读、记重点号。 1.电极材料;阳极:金属钛 或石墨;阴极:铁丝网。 2.隔膜作用:把电解槽隔成 阳极室和阴极室;阻止气体分子穿 过,防止H2和 Cl2混合爆炸,避免 Cl2和 NaOH反应。 3.净制:除去Mg2+和 Cu2+、SO42-。防止Mg(OH)2之类的不 溶性杂质堵塞隔膜孔隙。 培养自学能力, 创设新型学习氛围, 养成阅读、看书、小结 的良好习惯和方法, 进行理论联系实际的 教育。 教师活动 学生活动 设计意图 4.H2由阴极室上边导管 放出;Cl2由阳极室上边导管放 出。 【讲解】利用电解原理,还可以冶炼 铝、电镀和精炼铜等。 【板书】2.铝的冶炼。 【投影】冶炼铝的电解槽示意图 阅读课本第 67页 2。 整理出要点如下: 1.原料:纯净的氧化铝 和冰晶石的熔融体(助熔剂)。 2.电极反应式和总的化 学方程式; 阳极:6O2--12e=3O2↑ (氧化反应) 阴极:4Al3++12e=4Al 了解电解槽的简 单结构。 了解冶炼铝的原 料。 正确书写电极反 应式和总的化学方程式。 【板演】 阳极:6O2--12e=3O2(氧化反应) 阴极:4Al3++12e=4Al(还原反应) 【提示】阳极产生 O2,且为碳电极。 所以:C+O2=CO2,因此,电解过程中, 氧化铝和碳块需要不断补充。 (还原反应) 【演示】 【板书】3.电镀:利用电解原理在某 些金属表面镀上一薄层金属或合金的过程, 金属叫镀件,薄层叫镀层。 【板演】阳极 Zn、CI- 【设问】谁先放电? 【板演】Zn-2e=Zn2+(氧化反应) 阴极 Fe、Zn2+ 【设问】谁先放电? Zn2++2e=Zn(还原反应) 【设疑】在阳极 Zn-2e=Zn2+ 在阴极 Zn2++2e=Zn 观察: 1.Fe板上有一层银白色 物质。 2.Zn板上变化不明显。 分析: 阳极:Zn、CI- Zn-2e=Zn2+(氧化反应) 概括出:阳极 (1)金属放电能力>阴 离子。 (2)金属做阳极时首先 放电。电极参加反应。 培养观察能力。 培养概括能力。 Zn做阳极时的放 电顺序:Zn>Cl- 概括:弄清非惰 性材料作电极的放电顺 序。 电镀过程中电解 质离子的浓度不变。 教师活动 学生活动 设计意图 溶液中的[Zn2+]是否改变? 【讲解】在上面的实验中,Fe 板是镀件,Zn是镀层金属,用 ZnCl2作电镀液。 【设疑】如果想在 Fe板上镀铜 请分析镀件是什么?镀层金属是什 么?电镀液应选用什么化合物? 【小结】电镀时应选用 【板书】阴极:镀件→待镀金 属 阳极:镀层金属 电镀液:含有镀层金属离子 的溶液。 【讲解】请打开课本第 64页阅 读第一段和阅读材料。 思考。[Zn2+]不发生 改变。 讨论得出结论: 1.镀件:Fe板 2.镀层金属:Cu 3.电镀液:CuCl2溶液。 阅读。 培养创新精神和 概括能力。 了解电镀工业的 发展简况。 【课堂练习】 【投影】1.写出下列电极反应 式: ①电解水(Pt作电极)制氢 气和氧气(加入少量的 H2SO4或 NaOH稀溶液)。 ②电解熔融MgCl2制金属镁 (C棒做电极)。 2.有如下装置示意图,请分 析: 讨论做练习并向教师询 问。 反馈练习,用电 解理论指导实验。 复习惰性电极不 参加反应和离子放电顺 序。 练习电解池的两 极判别方法。非惰性材 料作电极时的电极反应, 了解提炼铜的电极反应。 ①这个装置是原电池,还是 电解池? ②阳极、阴极各为什么材料? ③写出电极反应式。 【设问】通过以上练习,你能 从中得到什么判断? 【评价】对学生做出的判断给 予评价,并提炼成板书。 【板书】略 通过练习做出判断: 1.惰性材料做电极时, (Pt、C)电极不参加反应。离 子的放电顺序为: 阳离子:Ag+>Cu2+> H+>Zn2+… 及时总结、归纳, 掌握学习重点。 教师活动 学生活动 设计意图 【作业】1.阅读课本第 65~71 页,电解原理的应用。 2.课本第 71~72页: 1、2、3、4题。 阴离子:S2->I->Br- >Cl->OH->含氧酸根 2.非惰性材料做电极 时(除Pt、C)外,阴极不参 加反应,阳极发生氧化反应, 放电顺序: 阴极:Ag+>Cu2+>H+> Zn2+ 阳极:金属>S2->I- >… 阳极损耗。 【随堂检测】 1.用 Pt电极电解 AgNO3水溶液,写出两极上的电极反应式 正确判断惰性电极 材料作电极时的离子放 电顺序和电解产物。 和总反应的化学方程式,并指出阴阳两极上各有什么物质生成。 2.电镀铜时,下列各组中阳极材料、电镀液以及阳极连接 电源的电极都正确的是( )。 (A)Cu、CuSO4、正极 (B)Cu,CuCl2、负极 (C)CuCl2、Cu、正极 (D)Cu、CuSO4、负极 3.若用 Cu作电极,电解 Na2SO4水溶液两极上发生什么化 学变化?写出电极反应式。 判断电镀时镀层金 属,电镀液及阳极和阴 极。 非惰性电极上发生 的电极反应时,离子放 电顺序及电解质溶液中 离子浓度的变化。 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=Mg 2.①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)
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