最新人教版高中化学《电解池》示范教案(第2课时)

第二课时电解原理的应用教学设计(一)贾玉梅，黑龙江省七台河市实验高中，本文获2009第四届全国实验区新课程实施成果二等奖三维目标知识与能力1．使学生理解电解原理，熟练书写电极反应式和电解方程式。

2．使学生了解电解原理在生产生活中的应用。

过程与方法利用多媒体教学的优势，通过视频、实验给学生提供直观信息，通过教师的设疑、释疑调动学生积极思维，分析推理实验现象，归纳总结基本规律，使学生掌握电解装置的分析方法。

情感态度与价值观通过了解电解原理在生产生活中的应用，让学生体会到化学的实用价值，激发学生的学习热情。

教学重难点教学重点电解原理及其应用；电解规律。

教学难点电极方程式的书写及电解规律的应用。

教学过程设计导入新课【引言】还记得上节课结束时老师留的问题吗？如果将电解硫酸铜溶液的电解池的阳极换成粗铜，阴极换成纯铜，会有什么不同的变化？这就是本节课所要学习的电解原理的应用之一铜的精炼。

推进新课【板书】二、电解原理的应用(一)电镀及铜的精炼1．铜的精炼[设疑]怎样利用电解的原理精炼粗铜呢？请学生阅读教材中相关内容，然后回答。

[板书]粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解液。

[提问]为什么要用粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO4溶液作电解液呢？换成别的电极材料或者其他电解质溶液行不行？我们能不能从电解液中离子的种类，以及通电后溶液中离子的移动情况和阴极反应来寻找答案？[分析]CuSO4溶液中有Cu2＋、H＋、SO2－4、OH－等四种离子，通电后Cu2＋、H＋移向阴极，SO2－4、OH－移向阳极，阴极上Cu2＋放电变成Cu聚集在阴极板(精铜)上。

[板书]阴极：Cu2＋＋2e－＝＝＝Cu[分析]SO2－4和OH－虽然移向了阳极，但是由于阳极板(粗铜)表面的Cu原子失电子能力强于二者，故阳极上Cu原子失电子被溶解。

[板书]阳极：Cu－2e－＝＝＝Cu2＋[提问]粗铜中所含的杂质(如：Zn、Fe、Ni、Ag、Au等)是如何除去的呢？[讲述]比铜活泼的金属杂质，在铜溶解的同时也会失电子形成金属阳离子而被溶解掉。

如：Zn －2e －＝＝＝Zn 2＋Ni －2e －＝＝＝Ni 2＋由于这些离子比Cu 2＋难以还原，故它们不能在阴极上得电子析出而存留在溶液中。

比铜不活泼的金属杂质如银等，在铜失电子溶解时，不能失电子而溶解，故它们以单质形式沉积于电解槽底部，形成阳极泥。

[板书]比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中 比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥[设疑]请大家根据两极上所发生的主要反应分析电解精炼铜过程中的电解液有无变化。

[学生活动]学生分析、讨论并回答。

[板书]电解精炼铜过程中CuSO 4溶液的浓度基本不变。

[过渡]以上我们学习了铜的电解精炼原理，如果我想在某铁制品上镀一层铜，怎么办？ [板书]2.电镀[设疑]什么是电镀？电镀的目的有哪些？请学生阅读教材中相关内容，回答问题。

[板书](1)电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。

[启发]请大家根据电解精炼铜过程中所发生的两极反应，选择在铁制品上镀铜装置的阴极材料、阳极材料和电镀液。

[学生活动]学生分析、讨论并回答。

[板书]在铁制品上镀铜：阳极——铜 阴极——铁制品 电镀液——CuSO 4溶液 [学生活动]请学生独立书写电镀铜过程中所发生的电极反应方程式。

[板书]阴极：Cu 2＋＋2e －＝＝＝Cu 阳极：Cu －2e －＝＝＝Cu 2＋[启发]请同学们根据电镀铜这一具体实例分析总结：电镀装置中，阴极材料、阳极材料和电镀液的选择原则。

[学生活动]学生分析、讨论并回答。

[板书](2)电镀池的结构：阴极——镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液[课堂练习]如果要在某铁制品表面镀上一层锌，请你选择合适的电极材料和电镀液，并写出电极反应方程式。

[讨论]学生完成练习后，请学生回答并解释答案，教师点评。

[设疑]电解原理除了在电镀领域的应用之外，在工业生产中还有哪些应用呢？请同学们阅读教材。

完成以下问题：1．电解饱和食盐水的阴极产物、阳极产物分别是什么？ 2．转移的电子数和氢氧化钠的物质的量的关系？3．从Cl －―→Cl 2一定需要加氧化剂吗？ 4．阴极产物和阳极产物能接触吗？ 5．电冶金的本质是什么？6．电冶金适用所有金属的冶炼吗？举例说明。

[板书](二)电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气原理：阴极：2H ＋＋2e －＝＝＝H 2↑ 阳极：2Cl －－2e －＝＝＝Cl 2↑总反应：2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑(三)电冶金1．本质：利用电解使矿石中的金属离子获得电子从它们的化合物中还原出来。

M n ＋＋ne －＝＝＝M2．适用范围：一些较活泼的金属常用电解的方法冶炼，如Na 、Mg 、Al 等金属(这是因为这些金属的阳离子的氧化性很弱，难以找到经济实用的还原剂，从这个意义上看，电源的负极是最强的还原剂)。

典型例子：电解熔融的氯化钠制备钠 2NaCl(熔融)=====通电2Na ＋Cl 2↑[小结]本节课我们学习了电解原理的应用，其中铜的电解精炼类似于“在铜上镀铜”。

请同学们完成下表：电镀与电解比较表板书设计二、电解原理的应用 (一)电镀及铜的精炼 1．铜的精炼粗铜作阳极，纯铜作阴极，用CuSO 4溶液作电解液。

阴极：Cu 2＋＋2e －＝＝＝Cu阳极：Cu －2e －＝＝＝Cu 2＋比铜活泼的金属杂质——以阳离子形式留于溶液中。

比铜不活泼的金属杂质——形成阳极泥。

电解精炼铜过程中CuSO 4溶液的浓度基本不变。

2．电镀(1)定义：电镀是应用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程。

在铁制品上镀铜： 阳极——铜 阴极——铁制品 电镀液——CuSO 4溶液阴极：Cu 2＋＋2e －＝＝＝Cu 阳极：Cu －2e －＝＝＝Cu 2＋(2)电镀池的结构：阴极——镀件 阳极——镀层金属 电镀液——含有镀层金属离子的溶液(二)电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气原理：阴极：2H ＋＋2e －＝＝＝H 2↑ 阳极：2Cl －－2e －＝＝＝Cl 2↑总反应：2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑(三)电冶金1．本质：利用电解使矿石中的金属离子获得电子从它们的化合物中还原出来。

M n ＋＋ne －＝＝＝M2．适用范围：一些较活泼的金属常用电解的方法冶炼，如Na 、Mg 、Al 等金属(这是因为这些金属的阳离子的氧化性很弱，难以找到经济实用的还原剂，从这个意义上看，电源的负极是最强的还原剂)。

典型例子：电解熔融的氯化钠制备钠 2NaCl(熔融)=====通电2Na ＋Cl 2↑教学设计(二)吕香平，山东省淄博市高青一中三维目标 知识与技能1．了解电解在氯碱工业、电镀、电冶金等方面的应用。

2．掌握有关电解产物的判断和计算。

过程与方法1．在学习化学中，学会运用观察，实验等多种手段获取信息。

2．在方法上，帮助学生学会用比较、归纳的方法将一些具体事物抽象化，以突出它们的内在联系和区别。

情感态度与价值观 在教学理念上，要让学生在学习的过程中变被动为主动，促使学生的思维活动活跃起来。

教学重难点 教学重点电极反应和电池反应方程式的书写以及电解原理的应用。

教学难点电解原理的应用。

教学过程设计 导入新课[提问]在上一节，我们重点学习了电解池的有关内容，大家能否来描述一下该装置的功能及其两个电极上发生的反应类型。

[回答]电解池是一个电能转化为化学能的装置。

阳极，发生氧化反应 阴极，发生还原反应[设置意图]巩固所学内容，为这一节的学习打下基础。

[练习]请大家在练习本上写出用石墨电极电解氯化钠溶液的电极反应式及电解方程式。

推进新课一、惰性电极电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气[思考]在电解饱和食盐水的过程中，阴极和阳极分别发生什么反应？ [分析]电解饱和食盐水：阴极(Fe)阳极(C)在饱和食盐水中，存在着：NaCl ＝＝＝Na ＋＋Cl －；H 2O H ＋＋OH －。

阳极：Cl －、OH － 阴极：Na ＋、H ＋ 放电能力：Cl －＞OH －；H ＋＞Na ＋。

阳极：2Cl －－2e －＝＝＝Cl 2↑(氧化反应)阴极：2H ＋＋2e －＝＝＝H 2↑(还原反应)[评价]对上述学生的书写给予适当的点评。

[讨论]两个电极会有什么现象，如何检验两极所生成的产物？ [回答]教师给予一定的提示与补充。

现象：两极均产生气体，阳极气体有刺激性气味，能使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝，两极滴加酚酞，发现阴极区酚酞变红。

[补充]阴极：由于氢气的产生而破坏了阴极区水的电离平衡，使氢氧根离子浓度增大，生成氢氧化钠所以滴加酚酞显红色。

化学反应方程式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑；离子方程式：2Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑；(提示学生，只能写H 2O ，不能写H ＋，注意电极方程式和离子方程式的区别)。

[设疑]大家知道，铁在日常生活中很容易生锈，我们能不能想办法保护它们；另外很多人喜欢艺术品，尤其一些古董，但总有一些不懂行的人买到一些假艺术品，曾经在鉴宝的节目里有一个铜佛像，表面上很像，但实际上只有表面一层薄薄的铜，那么铜是如何均匀地嵌入佛像里的呢？[回答]这和我们的化学有很大关系，我们要学以致用，从而引入电镀的概念。

二、电镀阅读课本，了解电镀的原理、目的。

原理：利用电解原理在某些金属表面镀上一层其他金属或合金的方法。

目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度。

[思考]如何进行电镀呢？[回答]电镀的过程：镀层金属作阳极，镀件(待镀金属制品)作阴极，含镀层金属阳离子的溶液作电镀液。

应用一：铁制品上镀锌[分析]铁制品作阴极，金属锌作阳极，ZnCl 2做电镀液，发生的电极反应为：阳极：(锌板)：Zn －2e －＝＝＝Zn 2＋阴极：(铁制品)：Zn 2＋＋2e －＝＝＝Zn电镀的结果：阳极的锌不断溶解，阴极的锌不断析出，且减少和增加锌的质量相等。

电解质溶液氯化锌的浓度不变。

[设疑]我们生活中有时需要99%以上的纯铜，但我们通过火法冶炼出的铜是粗铜，怎么办啊？[回答]也是利用电镀的原理。

[交流与思考]应用二：粗铜精炼 [引导分析]电解时用纯铜板作阴极，粗铜板作阳极，用硫酸铜溶液作电解液。

通电时作为阳极的粗铜不断溶解，纯铜不断在阴极上析出，粗铜中的多数杂质沉积在电解槽的底部，从而达到粗铜精炼的目的。

[引入]自然界中存在着金银铜，而钠钾等活泼金属根本不存在单质的形式，原因是它们太活泼，很容易发生化学反应，那么我们实验室用到的钠钾是如何得到的呢？[讲解]对于冶炼钠、钙、镁、铝这样活泼的金属，电解法几乎是唯一可行的工业方法。