化學選修4（人教版）第四章 電化學基礎第三節電解池（二課時）第一課時教學目標知識與技能：1、理解電解原理2、初步學會電極方程式的書寫過程與方法：通過實驗探究、推理、理解電解原理情感態度與價值觀：通過電解知識的學習，發現其在日常生活和工農業生產中的廣泛應用，激發學生勇于創新、積極實踐的科學態度。教學重點：電解原理、電極方程式的書寫教學難點：電極方程式的書寫教學方法：實驗----探究----推理----歸納教學過程：［復習提問］在前面我們已經學習了原電池的知識，誰能舉例說明原電池是怎樣的能量轉化裝置？［學生討論］學生討論后回答：原電池是把化學能轉變成電能的裝置。［導入新課］電能如何才能轉變成化學能呢？這就是本節課我們要共同探討的問題。［板書］ 第三節電解池一、電解原理1、電解原理［設疑］我們已經知道，金屬和電解質溶液都能導電，金屬的導電過程是物理變化，電解質溶液的導電過程是否與金屬的導電過程相同呢？［學生實驗］學生以學習小組為單位完成［實驗4—2］（將?型管改為小燒杯），并觀察、記錄實驗現象。教師巡回指導。［學生總結］實驗現象陰極：碳棒上逐漸覆蓋了一層紅色物質。陽極：生成有刺激性氣味、能使濕潤的碘化鉀淀粉試紙變藍的氣體。［啟發引導］請大家根據實驗現象和氯化銅溶液的組成成分以及原有知識分析推斷兩極生成物的名稱。［學生討論］（略）［學生總結］兩極產物陰極——銅 陽極——氯氣［設疑］氯化銅溶液在電流的作用下為什么會生成Cu和Cl2呢？［講述］CuCl2在水溶液中完全電離生成Cu2+和Cl-［板書］ CuCl2=Cu2++2Cl-［講述］通電前，Cuz+和Cl-在溶液里自由運動；通電后，在電場的作用下，帶負電的Cl-移向陽極，并失去電子被氧化成氯原子，進而結合成Cl2放出，帶正電的Cu2+移向陰極，并得到電子被還原成銅原子，覆蓋在陰極上。［課件展示］播放課前制作的多媒體課件，模擬CuCl2溶液中Cu2+和Cl-在通電前后的運動、變化情況。［板書］陰極：Cu2++2e-=Cu（還原反應）陽極：2Cl--2e-=C12T（氧化反應）［小結］電解質溶液在導電過程中有新物質產生，是化學變化。［板書］使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極上引起氧化還原反應的過程叫做電解。把電能轉變為化學能的裝置叫做電解池或電解槽。［學生活動］讓學生獨立書寫電解CuCl2溶液的化學反應方程式。（可以請1—3名學生到黑板上書寫）1r一 甌,［板書］CuCl2 Cu+C12T［過渡］下面我們再分析電解池的兩個電極。［板書］2、電解池的兩極［講述］電解池的兩極是由與之相連的電源電極決定的。［板書］陰極：與電源負極相連的電極。（發生還原反應）陽極：與電源正極相連的電極。（發生氧化反應）［設疑］電解質溶液是如何將電路溝通的呢？［板書］3、電解池中的電子的移動方向［學生活動］請學生討論、總結并回答上面提出的問題。［板書］電源負極-電解池陰極一電解液中的陽離子（被還原）電解池中陰離子（被氧化）一電解池陽極一電源正極［講述］由上面分析可知：電解質溶液的導電過程必須有陰陽離子的參與，如果溶液中的離子不參加反應，電路就不能溝通，所以電解質溶液的導電過程就是電解質溶液的電解過程。［引導］在上述分析過程中，我們始終回避了一個重要的問題一水的電離。［提問］CuCl2溶液中存在的離子有哪些？［學生回答］Cu2+、Cl-、OH-、H+［設疑］為什么電解時，只有Cu+和Cl-放電呢？這要涉及到離子的放電順序問題。［板書］4、離子的放電順序［講述］各種離子得失電子的能力不同，因此，電解時離子放電難易也不同。陽離子：Ag+>Hg2+>Cu2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Na+>K+陰離子：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根電解電解質溶液時，在陰陽兩極上首先發生放電反應的離子分別是溶液里最容易放電的陽離子和最容易放電的陰離子。練習：電解碘化汞、硝酸銅、氯化鋅、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉的電極方程式。［小結］本節課我們學習了電解的原理，認識了電解池的功能，下面請同學們在總結本節知識以及回憶前面所學的原電池知識的前提下，填寫課前所發放的表格，并注意比較。原電池和電解池知識總結比較表內容原電池電解池電極規定電極反應電子移動方向能量轉變［板書設計］第一節電解原理一、電解原理1、電解原理CuCl2=Cu2++2Cl-陰極： Cu2++2e-=Cu（還原反應）陽極：2Cl--2e-=C12T（氧化反應）

使電流通過電解質溶液而在陰、陽兩極上引起氧化還原反應的過程叫做電解。把電能轉變為化學能的裝置叫做電解池或電解槽。CuCl；電解CuCl；電解Cu+C12T2、電解池的兩極陰極：與電源負極相連的電極。（發生還原反應）陽極：與電源正極相連的電極。（發生氧化反應）3、電解池中的電子的移動方向電源負極-電解池陰極-電解液中的陽離子（被還原）電解池中陰離子（被氧化）-電解池陽極-電源正極4、離子的放電順序陽離子：Ag+>Hg2+>Cu2+>Fe2+>Zn2+>H+>A13+>Na+>K+陰離子：S2->I->Br->C1->OH->含氧酸根第二課時教學目標知識與技能：了解氯堿工業，電鍍，冶金的原理過程與方法：培養學生的實驗操作能力，團結協作能力、觀察能力、分析能力、歸納總結能力以及運用知識解決問題的能力情感態度價值觀：通過電鍍工業廢水處理的簡單介紹，增強學生的環境保護意識教學重點：電解池原理教學難點：電解池原理教學方法：分析、討論教學過程：［引言］上節課我們學習了電解的原理，電解是通過電流引起化學反應的過程，即將電能轉變成了化學能。電解的原理在工業上有哪些應用呢？這節課就向同學們介紹兩個電解原理在工業上應用的事例.［板書］二、電解原理的應用［講］電解飽和食鹽水以制備燒堿、氫氣和氯氣，電解飽和食鹽水的工業生產叫氯堿工業。［板書］1、電解飽和食鹽水制燒堿、氫氣和氯氣［投影］

實驗裝置及原理實驗裝置及原理按上圖裝置，在U形管里倒入飽和食鹽水，插入一根石墨棒做陽極，一根鐵棒做陰極。同時在兩邊管中各滴入幾滴酚歐試液，并用濕潤的碘化鉀淀粉試紙檢驗陽極放出的氣體。接通直流電源后，注意管內發生的現象。［講］在這個反應中，由于H+在陰極上得到電子而生成H2,破壞了附近的水的電離平衡，促進了水繼續電離，結果陰極區溶液里OH-濃度增大而呈堿性。［板書］（1）實驗原理:陽極（放電順序：Cl->OH-）：2cl—-2e==Cl2f（氧化反應）陰極（放電順序：H+>Na+）：2H++2e==H2f（還原反應）總反應:2NaCl+2H20總反應:2NaCl+2H20■電解2NaOH+H2f+Cl2f陰極 陽極［注意］在學習電解食鹽水的化學原理時，學生往往不容易理解堿為什么在陰極區生成。這點可以從H+在陰極上大量被還原，從而引起水的電離平衡被破壞，來分析在陰極區積累大量0H-的理由。［板書］（2）工業制備方法一離子交換膜法［講］由陽極、陰極、離子交換膜、電解槽框和導電銅棒等組成，每臺電解槽由若干個單元槽串聯或并聯組成。將電解槽隔成陰極室和陽極室和陰極室，它只允許陽離子（Na+）通過，而阻止陰離子（Cl-、0H-）和氣體通過。這樣既能防止陰極產生的H2和陽極產生的Cl2相混合而引起爆炸，又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影響燒堿的質量。［講］其原料粗鹽中含有泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO/-等雜質，不符合電解要求，因此必須經過精制。［投影］

粗鹽的成份：泥沙、Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO2-雜質，會與堿性物質反應產生沉淀，損壞離子交換膜雜質的除去過程：粗鹽水|過量BaCl2過量NaOH 過量Na2CO3粗菰水（除SO2-）滁Mg2+.Fe3+）（除Ca2+.Ba2+）4含少量陽離子交換塔Ca含少量陽離子交換塔Ca2+.Mg2+（除Ca2+.Mg2i）（除泥沙及沉淀）（除CO2-）精制鹽水［講］除雜質時所加試劑的順序要求是Na2co3必須在BaCl2之后，加入鹽酸在過濾之后。［問］工業上為什么要對粗銅進行電解精煉呢？［學生活動］指導學生查找閱讀教材中相關內容，請學生代表回答。［問］怎樣利用電解的原理精煉粗銅呢？［板書］2、電解精煉銅粗銅作陽極，純銅作陰極，用CuSO4溶液作電解液。［投影］見下頁［學生活動］請學生討論分析電解液中離子的種類，通電后溶液中離子的移動情況和陰極反應。［學生總結］CuSO4溶液中有Cu2+、H+、SO42-、OH-等四種離子,通電后Cu2+、H+移向陰極，SO42-、OH-移向陽極，陰極上Cu2+放電變成Cu聚集在陰極板（精銅）上。埼常鋼原理埼常鋼原理［板書］陰極（精銅）：Cu2++2e-=Cu［講］SO42-和OH-雖然移向了陽極，但是由于陽極板（粗銅）表面的Cu原子失電子能力強于二者，故陽極上Cu原子失電子被溶解。［板書］陽極（粗銅）：Cu-2e-=Cu2+［問］粗銅中所含的雜質（如：Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）是如何除去的呢？［講］比銅活潑的金屬雜質，在銅溶解的同時也會失電子形成金屬陽離子而被溶解掉。如：Zn-2e-=Zn2+；Ni-2e-=Ni2+；由于這些離子比Cu2+難以還原，故它們不能在陰極上得電子析出而存留在溶液中。比銅不活潑的金屬雜質，在銅失電子溶解時，不能失電子而溶解，故它們以單質形式沉積于電解槽底部，形成陽極泥。［板書］比銅活潑的金屬雜質——以陽離子形式留于溶液中比銅不活潑的金屬雜質——形成陽極泥［投影］播放課前制作的多媒體課件，模擬電解精煉銅的過程中兩極和電解液中離子的變化情況。［問］請大家根據兩極上所發生的主要反應分析電解精煉銅過程中的電解液有無變化。［學生活動］學生分析、討論并回答。［板書］電解精煉銅過程中CuSO4溶液的濃度基本不變。［過渡］以上我們學習了銅的電解精煉原理，下面我們再共同學習電解原理的另一個應用實例——電鍍銅。［板書］3、電鍍銅［問］什么是電鍍？電鍍的優點有哪些？［學生活動］指導學生查找閱讀教材中相關內容，請學生代表回答。［板書］(1)電鍍是應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。(2)電鍍的主要目的是使金屬增強抗腐蝕能力、增加美觀和表面硬度。(3)鍍層金屬：通常是在空氣或溶液中不易起變化的金屬，如Cr、Zn、Ag、Cu等［講］電鍍時，把待鍍金屬制品作為陰極；把鍍層金屬作為陽極；用含有鍍層金屬離子的電解質配成電鍍液。通低壓直流電，陽極金屬在溶液中成為陽離子，移向陰極，在陰極獲得電子被還原成金屬，在待鍍件表面上覆蓋上一層均勻光潔而致密的鍍層。［講］例如，鋼鐵是人們最常用的金屬，但鋼鐵有個致命的缺點，就是它們易被腐蝕。防止鋼鐵發生腐蝕的一種最常用方法就是在其表面鍍上其他金屬，如鋅、銅、銘、鎳等。。［問］請大家根據電解精煉銅過程中所發生的兩極反應，選擇在鐵制品上鍍銅裝置的陰極材料、陽極材料和電鍍液。［學生活動］學生分析、討論并回答。［板書］如：在鐵制品上鍍銅：陽極一銅陰極——鐵制品電鍍液——CuSO4溶液原理：陽極(Zn)Zn-2e==Zn2+陰極(Fe)Zn2++2e==Zn［講］陽極的鋅不斷氧化成Znz+進入溶液，陰極溶液中Zn2+被還原成鋅鍍層，因此電鍍液中C(ZnCl2)保持不變。［講］電鍍的特點是‘一多、一少、一不變‘。一多指陰極上有鍍層金屬沉積，一少指陽極上有鍍層金屬溶解，一不變指電解液濃度不變。［講］這里還需要我們注意的是，電鍍生產過程中產生的廢水、廢氣、廢渣中含有多種對環境有害的物質，處理后應符合國家規定的排放標準，對其中的有用成分要回收利用。［過］Na、Mg、Al等活潑金屬都可用電解它們的熔融鹽或氧化物制得。這種方法是利用電解法來冶煉活潑金屬，我們將其稱之為電冶金。［板書］4、電冶金(1)本質：利用電解使礦石中的金屬離子獲得電子，從它們的化合物中還原出來(2)適用范圍：制取活潑金屬單質，如電解NaCl、MgCl2、A12O3制取Na、Mg、Al［小結］本節課我們學習了銅的電解精煉和電鍍銅的知識，銅的電解精煉類似于“在銅上鍍銅”，故掌握電鍍的原理是本節的重點。下面請同學們根據所學知識填寫課前所發放的表格。［投影］原電池、電解池與電鍍池的比較原電池電解池電鍍池定義將化學能轉變成電能的裝置將電能轉變成化學能的裝置應用電解原理在某些金屬表面上鍍一層其他金屬的裝置形成條件活潑性不同的兩電極連接，電解質溶液，形成閉合電路兩電極接直流電源，并插入電解質溶液中，形