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1、2022年高二化學《電能轉(zhuǎn)化為化學能 電解》教案7
一、教材分析:
本節(jié)是《化學反應原理》中第一章化學反應與能量轉(zhuǎn)化的第二節(jié),著重研究化學反應與電能的關系。從能量轉(zhuǎn)化角度看,本節(jié)是對前一節(jié)課中“能量轉(zhuǎn)化與守恒”論述的補充和完善;從電子轉(zhuǎn)移角度看,原電池的概念是對形成氧化還原反應本質(zhì)的拓展和應用;電解池是將理論與實際相聯(lián)系的實體,通過“電解熔融氯化鈉”引出電解原理,又在理解電解原理的基礎上介紹相關化工生產(chǎn)方面的應用,如氯堿工業(yè)、電解精煉銅、電鍍工業(yè)等。通過學習幫助學生了解電能轉(zhuǎn)化為化學能的條件和方法,加深對氧化還原反應的認識,提高辯證思維能力,同時幫助學生牢固樹立理論聯(lián)系實際的學風。
因此
2、這節(jié)課的重心是通過電極材料和電解液的變化,利用氧化還原理論進行分析、推理,體驗科學探究的過程,了解電解池的工作原理,掌握四種電解池。形成一定的實驗能力、觀察能力和歸納能力。
二、設計思路
從電解熔融氯化鈉開始,使學生回憶起電化學的原理,進一步通過電解氯化鈉溶液,引出兩極的放電順序和書寫電極反應和電解池反應的方法。在學生能熟練書寫電極反應時,通過具體的電解池反應,學生自己分析兩極的放電特點,歸納四種類型的電解池;歸納電解原理應用中的電鍍池和精煉池的特點。進一步通過習題鞏固,從氧化還原的角度深化對電解池的理解。
三、考試說明
1. 理解電解原理,能判斷電解池、電鍍池的電極名稱和書寫電極反應
3、式。
2. 能判斷酸、堿、鹽的水溶液在電解時,PH的變化趨勢。
3.電解原理在氯堿工業(yè)、電鍍、金屬冶煉和精煉等方面的重要應用。
命題特點
電解池是電化學知識中的重要內(nèi)容之一,因此成為歷年高考的必考內(nèi)容。題型為選擇題和非選擇題,考查判斷電極上電子轉(zhuǎn)移的數(shù)目、判斷電極上發(fā)生的反應類型、判斷電極附近或整個溶液的酸堿性、判斷電極反應式的正誤、電極產(chǎn)物等;非選擇題重點考查電極反應式的書寫、電解原理的應用和進行簡單的有關計算。
高考預測
電解池與新能源、環(huán)境保護、工業(yè)生產(chǎn)、制備物質(zhì)等熱點問題相結(jié)合,將電化學知識和元素化合物知識、有機化學知識、化學實驗設計和計算等融合在一起進行考察。
四、教學
4、過程
【知識梳理】:學生自主學習,整合完善,完成后小組交流。
1、電解:___________________________________________
注意:電流必須是直流電而不是交流電
說明:(1)電解質(zhì)溶液和熔融電解質(zhì)都能被電解因為都有
(2)電解質(zhì)溶液(或熔融電解質(zhì))的導電的過程就是電解質(zhì)的 過程。
(3)在電解過程中,電源向反應體系提供電能,電能轉(zhuǎn)化為 而“儲存”在反應產(chǎn)物中
2、電解池:借助
5、,把 轉(zhuǎn)化為 的裝置.
(1)構成條件:① ② ③ ④
(2)電極:陽極:與電源 極相連的電極;陰極:與電源 極相連的電極。
(3)電解池的工作原理:在右邊畫出電解熔融氯化鈉的示意圖(在圖中標出以下內(nèi)容):
①標出電子的流向 ②溶液中離子的移動方向
③電極的名稱 ④電極上的反應類型
⑤電極上的反應和總反應式
3、電極反應和電池反應
(1)電極反應:在電極上進行的半反應
陽極: 電子(得到或失
6、去),發(fā)生___ ___反應 ;陰極: 電子,發(fā)生_______反應
(2)電極反應式:表示電極半反應的式子(以石墨作電極電解NaCl溶液為例,下同):
陽極: ; 陰極: ,
電極反應式
電解方程式
c(電解質(zhì))變化
溶液pH變化
溶液復原加入
電解類型
H2SO4
陽極:
陰極:
NaOH
陽極:
陰極:
Na2S4
陽極:
7、
陰極:
HCl
陽極:
陰極:
CuCl2
陽極:
陰極:
AgNO3
陽極:
陰極:
CuSO4
陽極:
陰極:
KCl
陽極:
陰極:
(3)電池反應:將兩個電極反應式中的電子轉(zhuǎn)移數(shù)配平后,相加即得電池總反應式
8、,即電解方程式
離子方程式:
化學方程式:
【整合完善】在上述學習的基礎上自主整合
小結(jié):陰、陽極的判斷方法
判斷方法
電源的電極
發(fā)生反應類型
電子得失情況
電子流向
離子流向
陽極
陰極
【知識梳理】
4、離子的放電順序
(1)放電:離子在電極表面得到或失去電子的過程叫放電
(2)陽離子放電順序:陰極上,金屬陽離子得電子能力越強,越
陽離子放電順
9、序為:___________________________________________________
(3)陰離子放電順序:陽極上(石墨或鉑惰性材料作電極),陰離子失電子能力越強,越
陰離子放電順序為: >OH->含氧酸根離子(如SO42-)
歸納:電極產(chǎn)物的判斷方法
陽極:
陰極:
【整合完善
10、】小組討論,給出合理的步驟,教師展示學生的歸納成果
5、電極反應式的書寫方法:
①先看 ;②再看 ;③然后看 ;④書寫電極半反應
注意:兩個電極反應式要遵循電荷守恒,電子得失的數(shù)目要相等;
【遷移應用】學生自主完成
按要求填寫下列表格(石墨材料作電極電解電解質(zhì)的水溶液)
【整合完善】學生自主整合,展示成果,老師引導形成一致意見。
6.電解規(guī)律:
(1)電解含氧酸、強堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽,實質(zhì)上是電解水,電解水型。
(2)電解不活潑金屬的含氧酸鹽,陽極產(chǎn)生氧氣,陰極析出不活潑金屬,放氧生酸型。
(
11、3)電解不活潑金屬無氧酸鹽,實際上是電解電解質(zhì)本身,分解電解質(zhì)型。
(4)電解活潑金屬的無氧酸鹽,陰極產(chǎn)生氫氣,陽極析出非金屬,放氫生堿型。
(5)電解中電極附近溶液pH值的變化:陰極H+放電產(chǎn)生H2,_____________________。
陽極OH-放電產(chǎn)生O2,____________________。
【綜合提高】學生獨立完成,教師點撥
1.(08江蘇)鎳鎘(Ni-Cd)可充電電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應用。已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為KOH溶液,其充、放電按下式進行:Cd + 2NiOOH +
12、2H2OCd(OH)2 + 2Ni(OH)2有關該電池的說法正確的是( )
A.充電時陽極反應:Ni(OH)2 -e— + OH- == NiOOH + H2O
B.充電過程是化學能轉(zhuǎn)化為電能的過程
C.放電時負極附近溶液的堿性不變
D.放電時電解質(zhì)溶液中的OH-向正極移動
2.用惰性電極電解下列各組中的三種電解質(zhì)溶液,在電解的過程中,溶液的pH依次為升高,不變,降低的是( )
A.AgNO3 CuCl2 Cu(NO)2 B.KCl Na2SO4 CuSO4
C.CaCl2 KOH NaNO3 D.HC
13、l HNO3 K2SO4
a
b
-
+
K2SO4溶液
3.右圖為直流電源電解稀K2SO4水溶液的裝置。通電后在石墨電極a和b附近分別滴加幾滴石蕊溶液。下列實驗現(xiàn)象中正確的是( )
A.逸出氣體的體積,a電極的小于b電極的
B.一電極逸出無味氣體,另一電極逸出刺激性氣味氣
C.a(chǎn)電極附近呈紅色,b電極附近呈藍色
D.a(chǎn)電極附近呈藍色,b電極附近呈紅色
4、電解原理在化學工業(yè)中有廣泛應用。右圖表示一個電解池,裝有電解液a;X、
a
A
X
Y
+
―
Y是兩塊電極板,通過導線與直流電源相連。請回答以下問題:
(1)
14、若X、Y都是惰性電極,a是飽和NaCl溶液,實驗開始時,同時在兩邊各滴入幾滴酚酞試液,則
①電解池中X極上的電極反應式為 。在X極附近觀察到的實驗現(xiàn)象是 。
②Y電極上的電極反應式為 。檢驗該電極反應產(chǎn)物的方法是 。
(2)如要用電解方法精煉粗銅,電解液a選用CuSO4溶液,則:
①X電極的材料是 ,電極反應式為 。
②Y電極的材料是 ,電極反應式為 。
五、課后反思
學生在理解電解的原理時,總是會有些困難,在教學時,從電子轉(zhuǎn)移的角度,化合價變化的角度,電流的流向等幫助學生理解。書寫電極反應方程式時注重總結(jié)書寫方法,加強對方程式的練習,鞏固學生從氧化還原的角度掌握方程式。