2022年高二化學《電能轉化為化學能 電解》教案2

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1、2022年高二化學《電能轉化為化學能 電解》教案2 課型： 新授課 主備人： 吳瓊 一、教材分析 本章《化學反應與能量變化》的主要內容是化學反應過程中能量的轉化。能量的形式有熱能、電能、光能等多種，但在本章研究的只是熱能、電能。第1節(jié)《化學反應的熱效應》引導學生研究了化學能轉化為熱能，大體了解化學熱力學的本質和研究方法的特點；第2節(jié)、第3節(jié)將把學生帶入電化學的天地，研究探討化學能與電能之間的轉化。本節(jié)《電能轉化為化學能——電解》就是研究電化學的一個方向：電能轉化為化學能。上節(jié)課已經學習了電解的基本原理，本節(jié)課將繼續(xù)進行電解原理應用的學習。 二、設計思路 根據電解的特點和學生的學

2、習規(guī)律，實際的教學過程并沒有完全按照教材順序，而是將電解過程同質細化，適當做了一些調整。在電解原理應用的學習過程中，首先要把握電解池形成的條件：直流電源、兩個固體電極、電解質溶液或者熔融電解質。其中，陽極的電極材料非常重要，它直接影響電極反應，因此將本部分內容分為兩個課時： 電解原理的應用1（惰性電極作陽極的電解）；電解原理的應用2（活性電極作陽極的電解）。 日期：xx年9月21日，星期五，第1節(jié)課。 第2課時 電解原理的應用2（活性電極作陽極的電解） 一、教學目標 1.知識與技能目標 （1）運用電解的原理分析電鍍銅、電解精練銅的過程，了解這些較復雜體系中所發(fā)生的反應以及

3、電解的實用價值； （2）準確書寫電極反應方程式和電解反應總方程式； （3）能夠分析活性電極作陽極時的電解過程。 2.過程與方法目標 采用問題驅動的方法，從已經學習過的熟悉的反應切入提出問題，將學生引入本節(jié)學習；在漸進、對比的學習中掌握電解、電解池，并學會書寫電極反應式。 3.情感態(tài)度與價值觀目標 進一步體會化學的魅力，激發(fā)對學習的興趣；體會電解方法的重要意義，大體了解電解在生活中的重要應用價值。 教學重點：通過對比電鍍銅、電解精煉銅，了解電解的實用價值。 教學難點：活性電極電解電解質溶液時，電極反應方程式和電解反應總方程式的書寫。 二、教學過程 環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動

4、 設計意圖 復習回顧 溫故知新 【提問】1.電極反應方程式的書寫步驟？ 2.惰性電極作陽極的電解過程中，溶液中離子的放電順序是怎樣的？ （1）陰極上：溶液中陽離子得電子： K+< Ca2+< Na+ < Mg2+ < Al3+ < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+< Pb2+

5、 D區(qū) 【檢查】寫出上節(jié)課的作業(yè)答案：用石墨電極電解以下溶液的電極反應方程式、總反應方程式。 （1）CuCl2溶液 （2）稀H2SO4溶液 （3）NaOH溶液 （4）NaCl溶液 （5）CuSO4溶液 （6）AgNO3溶液 【思考】電解這些溶液的反應實質是怎樣的？ 石墨電極 石墨電極 【啟發(fā)】陽離子放電順序被H+分為兩個部分：A區(qū)和B區(qū)，陰離子放電順序被OH－分為兩個部分：C區(qū)和D區(qū)。 【歸納】【板書】惰性電極電解的幾種類型： （1）CuCl2溶液：實際上是電解電解質本身； 即：

6、電解BD型電解質溶液，實質上是分解電解質。 （2）H2SO4、NaOH、Na2SO4溶液等：實際上是電解水； 即：電解AC型電解質溶液，實質上是電解水。 （3）NaCl溶液： 即：電解AD型電解質溶液，是放氫生堿型。 （4）CuSO4溶液、AgNO3溶液： 即：電解BC型電解質溶液，是放氧生酸型。 【思考回答】 【提問1】馬賽： （1）明確電解液中存在的離子；（2）是哪些離子得失電子。 【提問2】邵媛媛 【檢查】 胡瑜航、李舜、 孫慧琪、奚然、 田雪寒、董浚淇 等同學到黑板上書寫 自主將所遇情況歸類分析 復

7、習回顧上節(jié)課內容，檢查掌握學情，為本節(jié)課的學習做好準備。 簡要分析一下電解的幾種類型，讓學生學會在遇到具體情況時能夠具體分析。 情景引入 【設問1】如果將陽極換成銅，以下電解池與之前所學過的電解池有何不同？ 【板書】 §1.2（二）電解原理的應用2 （活性電極作陽極的電解） e- e- 銅電極 銅電極 CuSO4溶液 【對比思考】 【設問1】 王宗成： 上節(jié)課研究的陽極是惰性電極，而換成銅成，變成了活性電極。 引導學生在分析電解池時，首先要關注陽極的電極材料。 新課過渡 交流研討

8、 知識深化 【設問2】陽極上發(fā)生的氧化反應，電子由誰失去？ 【提示】活性電極比溶液中的陰離子更易失電子。 【設問3】分析電子流向，分析溶液中的離子，寫出電極反應方程式。 e- e- Cu2+ Cu2+ 銅電極 鐵電極 CuSO4溶液 陽極： 陰極： Cu→ Cu2+＋2e- Cu2+ + 2e- → Cu（鍍件） 整個過程實現了金屬銅由左向右鐵電極的轉移過程。這在工業(yè)中常用作給其他金屬鍍層。 【板書】 一、電鍍： 1.概念：是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一

9、薄層其他金屬或合金的過程。 2.形成條件： 含鍍層金屬陽離子的電解質溶液 e- e- 鍍層金屬 待鍍金屬 【思考1】電鍍銅一段時間后，CuSO4溶液的濃度如何變化？ 為什么？ 【提示】得失電子守恒。 【思考2】電解池中的陰極材料對電解反應有影響嗎？ 【設問4】如果將上面的電鍍全換成銅電極，且陽極上的銅不純，陽極可能會發(fā)生哪些氧化反應？ 【提示】粗銅中常含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等雜質。 Cu2+ Zn2+ Fe2+ e- e- Cu2+ 粗銅 精銅 CuSO4溶液 陽

10、極： 陰極： Cu（粗銅）→ Cu2+＋2e-（主要） Cu2+ + 2e- → Cu（精銅） Zn→ Zn2+＋2e-，Fe→ Fe2+＋2e- 【設問5】粗銅中的Ag、Au會不會放電失電子？ 由于Ag、Au不會失電子，因此沉到溶液底部，形成陽極泥。 【總結】通電一段時間后，在陰極上得到精銅，因此這個裝置叫做電解精煉銅的裝置。 【板書】二、銅的電解精練 【思考】電鍍銅一段時間后，CuSO4溶液的濃度如何變化？ 【解釋】陰極上只由溶液中的Cu2+得電子，而陽極上除了Cu失電子以外，還有Zn、Fe等失電子。因此整個電解質溶液中Cu2+濃度變小。

11、【設問2】李越： 陽極上發(fā)生氧化反應，因為Cu為活性電極，因此在陽極上，電子由Cu失去，溶液中的陰離子只向陽極移動，而不再失電子 【設問3】 屈東陽： 練習書寫該電極反應。 【思考分析】 【思考1】鹿皓： 濃度不變。 【思考2】曹浩： 陰極材料對電解反應無影響。電解池中的陰極都只起導電的作用。 【設問4】 韓業(yè)飛： 因Cu中含有更為活潑的Zn、Fe等，因此它們也會在陽極上放電。 Zn→ Zn2+＋2e- Fe→ Fe2+＋2e- 但是主要反應為： Cu→ Cu2+＋2e- 【設問5】 楊麗軍： 不會。因為Ag和A

12、u的活潑性在銅之后。 【思考】張曉宇： 濃度變小。 由學生已經掌握的知識逐步引向學生的學習目標。 指導學生獨立思考、總結歸納，形成自己的思維方式和知識體系。 梯度訓練 【訓練1】下列關于電解法精煉粗銅的敘述中不正確的是（ ） A.粗銅極做陽極 B.電解時，陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生的反應為Cu2++2e－→Cu C.粗銅中所含Ni、Fe、Zn等金屬雜質，電解后以單質形式沉積槽底，形成陽極泥 D.電解銅的純度可達99.95%~99.98%

13、 【訓練2】許多金屬都可以通過電解的方法達到精煉的目的。下列有關該方法的敘述中，正確的是（ ） A.含雜質的粗金屬做陽極，與直流電源的正極相連 B.陰極只要是一種導體即可，與精煉過程無關 C.電解質溶液中除了含有精煉的金屬的陽離子之外，絕對不能含有其他金屬陽離子 D.在精煉過程中，電解質溶液的成分不發(fā)生任何變化 【訓練3】用含少量銀和鋅的粗銅做陽極，純銅片做陰極，CuSO4溶液做電解液，電解一段時間后，陽極質量減少了x g，則（ ） A.電解液質量增加x g B.陰極質量增加x g C.陰極質量增加a g ，a>x D.陰極質量增加b g，

14、b

15、，逐漸提高，能靈活運用所學知識解決遇到的問題。 經常思考，勤于練習，思維會越來越活躍。 課堂小節(jié) 【小結】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 將電能轉變成化學能的裝置 應用電解原理將不純的金屬提純的裝置 應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 ①兩電極接直流電源 ②電極插入電解質溶液或熔融電解質中③形成閉合回路 ①不純金屬接電源正極，純的金屬接電源負極 ②電解質溶液須待提純金屬的離子 ①鍍層金屬接電源正極，待鍍金屬接電源負極 ②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

16、 陰極：電源負極相連 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 陽極：氧化反應 陰極：還原反應 【對比】找出其中本質上的相同與目的上的不同。 【注意】惰性電極作陽極的電解與活性電極作陽極的電解的不同。 融會貫通，構建自己的知識網絡。 學習過程中要不斷分析總結、對比歸納，才能深入和深化。 板書設計 1.【離子放電順序】 （1）陽離子： K+< Ca2+< Na+ < Mg2+ < Al3+ < Zn2+ < Fe2+ < Sn2+< Pb2+

17、 A區(qū) B區(qū) （2）陰離子： （NO3－、SO42－等含氧酸根）

18、的應用2（活性電極作陽極的電解） 一、電鍍： 1.概念：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。 【電鍍銅】 e- e- Cu2+ Cu2+ 銅電極 鐵電極 CuSO4溶液 陽極：Cu→ Cu2+＋2e- 陰極：Cu2+ + 2e- → Cu（鍍件） 2.形成條件： 含鍍層金屬陽離子的電解質溶液 e- e- 鍍層金屬 待鍍金屬 二、銅的電解精練（粗銅中常含雜質：含有Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）。 Cu2+ Zn2+ Fe2+ e- e- Cu2+ 粗銅 精銅 CuS

19、O4溶液 陽極： 陰極： Cu（粗銅）→ Cu2+＋2e-（主要） Cu2+ + 2e- → Cu（精銅） Zn→ Zn2+＋2e-，Fe→ Fe2+＋2e- 課后作業(yè) 課本后習題： P18：第3題 P32：第5、6題 學生課后思考， 交流，討論， 鉆研。 及時鞏固復習，固定掌握，遇到具體情境能夠靈活應用。 教學反思 1、運用對比的方法使學生加深概念的理解。比如在講電解原理的時候，根據陽極上電極材料的不同，將這兩課時分為惰性電極作陽極的電解、活性電極作電極的電解；及時對比電解池、電鍍池、電解精煉池的不同等等。 2、對于這部分的一些計算題，教會學生分析的關鍵是：先畫出裝置圖，在分析溶液中的陰、陽離子，然后思考陰、陽極離子的放電順序，然后寫出正確的電極反應式和電子轉移的數目，再根據電子守恒解題。 3、進行新授課時，一定要將學生已有的知識結構結合起來，在溫故中知新，在不知不覺中學會，循序漸進地進入到一個新的高度。盡量做過渡自然，沒有生硬的痕跡。