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[分享]武汉二中万婷 (人教版选修4第四章第三节 第1课时) 教 师 武汉二中 万婷 第四章 电化学基础 第三节 电解池 (第1课时) 一、教材分析 电解原理是中学化学重要基本理论之一，既涉及到电化学的理论知识，又与元素化合物知识、氧化还原反应、能量变化密切相关。在此之前，学生已经学习了将化学能转化为电能的装置——原电池，电解池是电化学基础重要的组成部分，也是原电池知识的延伸，更是研究电化学应用的基础，指导工农业生产实践的重要理论依据。 二、教学目标 根据本教材的结构和内容分析，结合学生的知识结构和认知水平，制定了以下的教学目标: 1、知识与技能: (1)理解认识电解原理; (2)理解电解质溶液、电极对电解的影响。 2、过程与方法: (1) 综合应用化学和物理知识，设计电路图;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、概括等方法加工信息。 3、情感态度与价值观: (1) 通过探究实验的操作，现象的观察、分析，学习科学研究方法，培养严谨的科学态度和 与他人合作、交流的意识; (2)通过原电池工作原理到电解池工作原理的逆推，体会电化学知识间的联系，建立完整的 知识网络。 三、教学的重、难点 教学重点:电能与化学能转化的探究过程的体验;电解原理 教学难点:电解原理;电解质溶液、电极材料对电解的影响 四、教学方法 本节采用探究式教学法:通过实验与多媒体的有机结合，情景创设引出问题，实验探究发现问题，动画模拟分析问题，结合本自己阅读，总结归纳解决问题，体现“以问题为引导，学生为主体”的新课改精神。 五、学法指导 1、学情分析:知识角度，高二学生在必修一 、必修二和选修四中已经学习过氧化还原反应、离子反应、原电池的相关知识，可以结合物理中的电学知识，利用原电池的原理逆向思考自然过渡到电解池的学习中去，并用氧化还原知识拓展电化学理论。 2、学法指导:引导学生回顾知识，设置情景，激发兴趣，然后参与小组探究活动，发现与讨论想结合的方法进行合作学习，并结合实验与书本内容，归纳知识点，提升至理论高度。 六、教学过程 教学设置如下:首先问题引入进行活动探究1，再由微观模拟，学习电解理论，通过活动探究2、3完善电解原理，最后课堂小结、学习反馈。 1、创设情景，引入新课 教师活动 学生活动 设计意图 提出问题1:什么是原电池, 回忆:原电池和创设情景，激发假如把原电池产生的电流通入水或者水溶液中会不初中电解水的知学生的好奇心，会发生反应, 识 引入电解池。 2、回顾知识，形成轮廓 教师活动 学生活动 设计意图 通过多媒体展示电解水装置图 分组讨论回答 综合氧化 还原和物并提出问题2: 理知识，引1、水在通电时生成了什么,写出变化的化学1、 出电解池方程式, 2、气体体积多的试管里是氢 装置，初步2、两支试管中，哪边产生的是氢气,哪边是气，少的是氧气 形成电解 氧气,你的依据是什么, 3、通过氧化还原反应得失电3 生成氢气的一极和电源的哪一极相连,生 子分析氢离子得电子得到氢成氧气的一极又是和哪一极相连, 气，说明与电源负极相连。那 么生成氧气一极则与电源正 极相连 安排任务:画出电解水实验的电路图 3、综合实验，归纳总结 教师活动 学生活动 设计意图 类比水通电后的实验，组织学生探究实验 学生通过实验发实验现象:探究实验1:探究CuCl溶液通电后的实验现象。(分现CuCl溶液导电22一极碳棒逐渐覆组实验) 过程的会产生Cu盖一层红色的实验用品:学生直流电源、灵敏电流计、烧杯、导和 Cl 2铜，另一极有气线、电极(石墨棒)、淀粉KI试纸、1mol/LCuCl溶2泡，气体使湿润液 的淀粉KI试纸变 蓝，并有刺激性实验要求:用石墨棒做电极，给CuCl溶液通直流电，2 气味，确定为Cl 2观察在两个石墨棒上的现象，记录实验现象。 提出问题3: 回答:在电流的培养学生分析、归1(请指出实验中两个电极发生反应的类型, 作用下溶液中铜纳、加工信息的能 离子得电子变力。 2(此过程中能量是如何转化的,(与原电池能量变化 铜，氯离子失电比较) 子变氯气，电能 转化为化学能。 与原电池能量转 变过程相反。 为了揭示产生Cu和 Cl原因，接着 2 4、微观演示，揭示原理 教师活动 学生活动 设计意图 播放动画:模拟CuCl溶液导电过程中微粒的回答: 2 2 + 运动状况。 通电后，Cu H向阴极运 ，2 提出问题4: 动Cu得电子 ,,,1(通电前，溶液中存在哪些离子,离子如何ClOH向阳极运动，Cl运动, 失电子 2(通电后，离子运动如何变化, 3(通电后，各区域离子发生的反应, 任务: 阅读 将实验、动1、阅读书本:P79面到P80面第一段，注意关回答 画和书本概键词:放电、电解、电解池(电解槽)、阳极、念结合，理阴极 解电解原理 2、画出以石墨为电极电解CuCl溶液的草图。 2 (1)标出电池正、负极;(2)电解池阴、阳极; (3)电子流向;(4)电极方程式 3、总结构成电解池的条件 引导学生总结，投影板书:一、电解原理 1.电解原理: 2+- 电离:CuCl ,Cu，2Cl2 2+阴极:Cu，2e,=Cu (还原反应) ,阳极:2Cl , 2e,=Cl?(氧化反应) 2 电解 总反应:CuCl====Cu，Cl? 22 使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起 氧化还原反应的过程，叫做电解。 2.电解池:电能转变为化学能的装置。 3.构成电解池的条件: ?直流电源; ?阴、阳电极 阳极:与电源正极相连 [氧化 反应] 阴极:与电源负极相连[还原反应] ?电解质溶液或熔融电解质; ?形成闭合回路。 4.放电;阴离子失去电子,阳离子得到电子的 过程叫放电。 说明:电解法是最强有力的氧化还原手段，将 极难还原的活泼金属从它们化合物里还原来， 如电解熔融NaCl值得金属钠 5、深入探究，拓展知识 教师活动 学生活动 设计意图 提出问题5:反思CuCl溶液电解电极产物，为什么不是H、通过实验现 22 O,影响离子放电的因素? 2象知道:阴极 得电子顺序 探究实验2:学生直流电源、烧杯、导线、石墨棒、淀粉KI 2+++ 试纸、木条 (分组实验) >H> NaCu第一组:NaCl溶液 第二组:CuSO溶液 第三组:NaSO溶液 424阳极失电子 ,顺序Cl>OH探究实验3:如果电极不是石墨棒，电极反应会改变吗,设计 ,>含氧酸根 实验，观察现象，解释原因。 将探究实验2 中电极换成 铜棒， 和电 源正极相连 铜棒消耗，发 生氧化反应， 学生总结投影板书 找出离子放 电顺序，完善二、放电顺序(常见) 电解原理‘为1、影响离子放电的因素:离子得失电子的能力、离子的浓 后面电镀、精度 炼打下理论2、阴极:氧化性强的离子先得电子 基础 +2+3+2++放电顺序:Ag>Hg>Fe>Cu>H 2+2+2+2+ >Pb > Sn >Fe>Zn 浓度大时先于 H+放电 +3+2++2+ >H > Al>Mg>Na>Ca>K+ 水中H+先放电 3、阳极:还原性强的离子先失电子 2,,,,,,放电顺序:金属 > S>I>Br>Cl>OH>含氧酸根>F 金属电极做阳极，金属本身被氧化(金、铂除外) 课堂小结:我们学会什么, 1、知道什么是电解池及电解池的阳极与阴极 2、会分析电解质溶液中存在的阴阳离子，知道电解池中阴 阳离子通电前后的运动 3、知道阳极一般是何种微粒氧化反应吗，阴极又是何种微 粒发生还原反应吗 4、惰性电极，知道放电顺序，并书写电极反应式和总反应 式 课后作业: 巩固课堂知 1、完成课本第82页”思考与交流” 识，使化学知 识和生产紧2、通过网络查阅氯碱工业发展及现状 密联系 板书设计 第3节电解池 一、电解原理 1.电解原理 使直流电通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程，叫做电解。 2.电解池:电能转变为化学能的装置。 3.构成电解池的条件: ?直流电源; 阴极:与电源负极相连[还原反应] ?阴、阳 电极 阳极:与电源正极相连 [氧化反应] ?电解质溶液或熔融电解质; ?形成闭合回路。 4.放电:阴离子失去电子,阳离子得到电子的过程叫放电 二、放电顺序(常见) 1、影响离子放电的因素:离子得失电子的能力、离子的浓度 2、阴极:氧化性强的离子先得电子 +2+3+2++放电顺序:Ag>Hg>Fe>Cu>H 2+2+2+2+ >Pb > Sn >Fe>Zn 浓度大时先于 H+放电 +3+2++2+ >H > Al>Mg>Na>Ca>K+ 水中H+先放电 3、阳极:还原性强的离子先失电子 2,,,,,,放电顺序:金属 > S>I>Br>Cl>OH>含氧酸根>F 金属电极做阳极，金属本身被氧化(金、铂除外) 七、教学反思 优点:大胆的放手让学生去完成学习任务，锻炼了实践能力 建议:提前布置预习，学生提前设计，上课时直接提交实验方案，其它组的学生进行评价