选修4《电解池》教学设计讲课教案

选修4《电解池》教

学设计

教学设计

选修4第三单元第三节电解池（第1课时）教材分析：《电解池》包含两部分内容：一是电解原理，二是电解原理的应用。电解原理研究的是电能转化为化学能，属于电化学基础的基本内容。这部分内容的重点是认识“电能如何转换成化学能”，对学生的要求是了解使电能转变为化学能的条件和方法，加深对氧化还原反应的认识。

学情分析：《电解池》是在学生学习了《原电池》和《化学电源》之后接触的电化学知识，由于有高一的学习基础，学生会觉得《原电池》和《化学电源》的内容相对简单，因此觉得《电解池》的内容也会简单；但是学生在接触了相应的电解池练习之后，就会觉得有难度。因此在学习这部分内容的时候，应该注意尽量使知识简单化，重点掌握电解池原理和常见题型的解题技巧，降低学生的学习难度。

三维教学目标

1．知识与技能：

（1）理解电解原理，初步掌握电解反应产物的判断方法；

（2）了解氯碱工业，电镀，冶金的原理；

（3）掌握电解电极方程式的书写。

2．过程与方法：

(1) 运用对比记忆，初步掌握电解池的原理，掌握用分析、综合、归纳的方法书写电极反应方程式

（2）通过理解“闭合回路”的概念，掌握电解池中电荷的运动方向

（3）通过动手实验，分析讨论，熟悉电解质溶液中离子的放电顺序

3．情感态度与价值观：

（1）培养积极参与、探究电解池原理的求知欲

（2）调动学习化学的热情，充分感受电化学在生活、生产中的作用

（3）养成独立思考、分工合作的能力

教学重点及难点

重点：电解原理；

难点：电解原理的应用。

教法建议及教具准备

1．触类旁通由于原电池和电解池的原理有较多的类似的地方，在学习了原电池的知识之后，学生对电极反应和氧化还原反应已经有了一定的理解。学习了电解池的知识之后，学生对高中阶段的电化学知识就有了比较全面的认识。在教学中，应该注意抓住几点。

（1）采用对比的方法，将电解池和原电池的原理和知识点进行对比，衔接氧化还原反应的知识，重视启发引导，培养科学的学习习惯。这样，既能很好的掌握新学的知识，又能比很好的巩固、加深以前的知识，并且能对电化学理论有系统的认知。

（2）在教学中，充分联系前面的内容，注意分析和归纳总结，使体系完整。

（3）认真做好学生实验和演示实验，既能加强感性认知，又可以提高学生的细致观察、分析和逻辑推理的能力。

2．指点迷津学生学习电解池内容时，还是觉得会有困难，特别是氧化还原知识掌握有所欠缺的同学会觉得难度很大。因此，在教学中，要重点帮助学生解决以下问题。

（1）重视思维的引导过程。在“闭合回路”的概念上，要让学生对正电荷和负电荷的回路充分理解，才能很好的理解阳离子在电解池的阴极反应，阴离子在电解池的阳极反应。

（2）用氧化还原反应的知识帮助学生理解离子的放电顺序。

【教学过程】

§4-3 电解池学案（第1课时）

[学习目标]

1.了解电解池的工作原理,掌握一般电解反应产物的判断方法,能够写出电极反应和电池反应方程式?

2.了解电解原理在电镀?氯碱工业?电冶金等方面的应用?

3.培养化学的综合运用能力，服务于生活?

[学习重点]

电解原理及应用

[学习难点]

电极反应和电池反应方程式的书写

[课堂导学]

1、基本概念（课本79页、80页）

电解池：______________________________________________________ 放电 : ______________________________________________________ 电解 : 电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程

阳极 : ________________________ 阴极: _________________________ 可充电电池：使用时，______转化________，是______池

充电时，______转化________，是______池

2、电解原理

（1）电解池的构成

①两极阳极

阴极

②电解质溶液

③形成闭合回路

④直流电源

（2）学生实验4-2：电解 CuCl2溶液

阳极:现象 ____________________________________

电极反应 ____________________________________(发生________反应)?

阴极:现象 ____________________________________

电极反应 ____________________________________(发生________反应)?(3) 电解池中离子放电顺序

阴极：阳离子在阴极上的放电顺序(得e-）

Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+阳极: ①是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）

S2->I->Br->Cl->OH->NO

3->SO

4

2-(等含氧酸根离子)>F-(SO

3

2-/MnO

4

->OH-)

②是活性电极时：电极本身溶解放电

（4）讨论电解反应的书写

【例】写出电解下列电解质溶液的电极反应方程式和总反应方程式

①NaCl 溶液中有哪些离子：____________________________________

阳: __________________ 阴: __________________

总离子反应：____________________________________

总化学方程式：____________________________________

②CuSO4 溶液中有哪些离子：____________________________________

阳: __________________ 阴: __________________

总离子反应：____________________________________

总化学方程式：____________________________________

总结规律：电解反应书写的方法

①_________________________________

②_________________________________

③_________________________________

★若H+、OH－是由水电离的，则总反应中需将其变成H2O。所有总反应的条件均为电解。

讨论探究

(2011全国II卷10)用石墨做电极电解CuSO

4

溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的（）

A．CuSO

4 B．H

2

O C．CuO D．CuSO

4

·5H

2

O

解题技巧：总化学方程式：____________________________________ 原则：___________________________________

★如果用石墨做电极电解NaOH溶液呢？加___________

课后阅读《名师一号》80页小结

3、电解原理的应用

（1）氯碱工业（2）电镀（3）电冶金

[学习体会]

【课堂练习】

1.下列关于右图装置说法正确的是( )

A.该装置是原电池装置

B.电子流向是:b→c d→a

C.在c极上产生O2,d极上产生Cu

D.当电路中流过2 mol电子时, d极上产生64 g Cu

答案:B

↑能进行,设计了下列四个实验,如图所示,你认2.某同学为了使反应2HCl+2Ag═2AgCl↓+H

2

为可行的方案是( )

答案:C

3．下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是（）

A. ④>②>①>③

B. ②>①>③>④

C. ④>②>③>①

D. ③>②>④>①

答案：A

4.金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述正确的是(已知:氧化性Fe2+

A.阳极发生还原反应,其电极反应式为Ni2++2e-═Ni

B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等

C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+

D.电解后,电解槽底部的阳极泥中含有Cu和Pt

答案:D

【课后作业】（说明：30分钟题量）§4-3 电解池练习

一、填空简答

1、完成表格

对比记忆电解池——阳氧原电池——负氧电极材料

电极名称

电极反应

能量变换

电子流向

特征

2. 某种蓄电池的充放电过程可表示为：Fe(OH)

3+Ni(OH)

2

Fe+NiO

2

+2H

2

O，该电池充电

时，阳极是，电极反应式为。

3．电解原理在化学工业中有广泛应用?下图表示一个电解池,装有电解液a; X?Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连?请回答下列问题:

(1)若X?Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液。

则：①电解池中X极上的电极反应式为___________________________?在X极附近观察到的现象是________________________?

②电解池中Y极上的电极反应式为_________________________________?如何检验Y极

产物?_______________________________________________________?

(2)如果用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO

4

溶液,则:

①X电极的材料是________,电极反应式是_____________________?

②Y电极的材料是________,电极反应式是_________________?(说明:杂质发生的反应

不必写出)

二、单项选择题

4．下列关于铜电极的叙述不正确的是（ ）

A. 铜锌原电池中铜是正极

B. 用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极

C. 在镀件上电镀铜时，用金属铜作阳极

D. 电解稀硫酸制H 2、O 2时铜作阳极 5. 可以将反应Zn+Br 2 = ZnBr 2设计成蓄电池，下列4个电极反应

① Br 2 + 2e －= 2Br － ② 2Br －－2e －= Br 2 ③ Zn – 2e －= Zn 2+ ④ Zn 2+ +2e －= Zn 其中表示充电时的阳极反应和放电时的负极反应的分别是（ ） A. ②和③ B. ②和① C. ③和① D. ④和①

6.如图所示,铜片?锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里,电流表中有电流通过,则下列说法

正确的是( )

A.锌片是正极

B.两个铜片上都发生还原反应

C.石墨是阴极

D.两个番茄都形成原电池 7.能用电解原理说明的问题是( )

①电解是把电能转变成化学能 ②电解是把化学能转变成电能 ③电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化 ④不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现 ⑤任何溶液被电解时,必须导致氧化还原反应的发生

A.①②③④

B.②③⑤

C.③④

D.①③④⑤ 三、双项选择题（9、10两小题为提高题）

8．用铂电极电解下列物质的水溶液，工作一段时间后溶液pH 变小的是（ ）

A. 稀硫酸

B. Na 2SO 4

C. AgNO 3

D. KI

9.用铂电极电解x 下列溶液一段时间后，再加入一定量的某物质（括号内），能与原来溶液浓度一样的是（ ） A. Cu(NO 3)2（CuCO 3）

B. NaOH （NaOH ）

C. NaCl （HCl ）

D.CuSO 4 (Cu(OH)2)

10．近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾（KIO 3），碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI 溶液为电解液，在一定条件下电解，反应方程式为：

↑++23233H KIO O

H KI 电解

。下列有关说法正确的是（ ）

A. 电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极

B. 电解时，阳极反应是：I – – 6e – + 3H 2O = IO 3 – + 6H +

C. 溶液调节至强酸性，对生产有利

D. 电解前后溶液的pH 几乎不变 §4-3 电解池练习参考答案 1．略

2．Ni(OH)2；Ni(OH)2+2OH －－2e －=NiO 2+2H 2O 3．（1）① 2H ++2e -═H 2↑， 放出气体,溶液变红

②2Cl --2e-═Cl 2↑，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y 电极附近,试纸变蓝色 （2）①纯铜Cu 2++2e -═Cu ②粗铜Cu-2e -═Cu 2+ 4．D 5.A 6.B 7.D 8.AC 9.AC 10．BD

★连接高考 ▲考题错解及分析

1．(2011全国II 卷10)用石墨做电极电解CuSO 4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的

A ．CuSO 4

B ．H 2O

C ．CuO

D ．CuSO 4·5H 2O

错答：A 、D

原因分析：不少同学认为电解质是什么，要恢复起始状态就再加入什么电解质，没有掌握到电解的实质。用石墨做电极电解CuSO 4溶液的电解方程式是2CuSO 4＋2H 2O

电解

2H 2SO 4＋

2Cu ＋O 2↑，根据缺什么补什么的原则，选项C 正确。除了添加CuO 外，添加CuCO 3也是可行的。

正确答案：C 2．下列叙述正确的是

A ．粗铜精炼时，把粗铜接在电源的负极

B ．充电时，把铅蓄电池的负极接在外电源的正极

C ．镀锡铁破损后铁更易被腐蚀

D ．碱性氢氧燃料电池工作时，负极反应为：22O 2H O 4e -

++4OH -

错答：A、B、D

原因分析：本题综合考察了电化学的知识，包括原电池原理、电解池的原理及应用。粗铜精炼时，粗铜作阳极，应接在电源的正极，A错。铅蓄电池充电时是电解池，负极接在外电源的负极，B错。碱性氢氧燃料电池工作时，负极发生氧化反应：H2-2e-+2OH－2H2O，D错。

正确答案：C

▲疑难问题及解答（说明：若干问题。包括：问题与解答）

1.电解池中电极是不是一定不反应？

解答：一般来说，惰性电极（活动性在Ag之后）是不参加反应的。阳极如果不是惰性材料，会优先于溶液中的阴离子首先放电（与失电子能力有关）；阴极不管是不是惰性材料，都不会参加反应（不会得到电子）。

2.阳离子在阴极放电顺序和金属的活动性刚好相反吗？

解答：阳离子在阴极放电顺序和金属的活动性刚好相反，大部分都是。因为金属单质的还原性越强，相应离子的氧化性就越弱。特别注意，Fe单质的相应离子应该理解成Fe2+ 。Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+。

▲优秀高考题精选

1．（2011广东高考12）某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。下列叙述不正确

．．．的是

A、a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出

B、a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋+2e－= Cu

C、无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色

D、a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动

答案：D

解析：本题考察原电池原理、电解池的原理及其应用。如果a和b不连接，没有形成闭合回路，则不能构成原电池，Fe直接与Cu2＋反应置换出铜，方程式为：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，A正确；如果a和b用导线连接，则构成原电池，此时铁作负极，铜作正极，方程式分别为：Fe－2e－＝Fe2＋、Cu2＋+2e－= Cu，B正确；有A、B分析可知，选项C是正确的；如果a 和b分别连接直流电源正、负极，则构成电解池，此时Fe作阴极，Cu作阳极，在电解池中阳离子向阴极运动，D错误。

2.（2011北京高考26）

氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：

（1）溶液A的溶质是；

（2）电解饱和食盐水的离子方程式是；

（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的P H在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用；

（4）电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2＋、Mg2＋、NH4＋、SO42－[c(SO42－)＞c(Ca2＋)]。

精致流程如下（淡盐水和溶液A来电解池）：

①盐泥a除泥沙外，还含有的物质是。

②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是

③BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程Ⅱ中除去的离子有

④经过程Ⅲ处理，要求盐水中c 中剩余Na2SO3的含量小于5mg /L,若盐水b中NaClO的含量是7.45 mg /L ，则处理10m3 盐水b ，至多添加10% Na2SO3溶液 kg（溶液体积变化忽略不计）。

解析：（1）电解解饱和食盐水，阳离子Na＋和H＋向阴极运动并放电，H＋首先放电，方程式为2H＋＋2e－=H2↑。由于H＋是水电离出的，所以随着H＋的不断放电，就破坏了阴极周围水的电离平衡，OH－的浓度就逐渐增大，因此溶液A的溶质是NaOH。阴离子Cl－和OH－向阳极极运动并放电，CI－首先放电，方程式为2Cl－－2e－=Cl2↑。因此电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl－＋2H2O电解2OH－＋H2↑＋Cl2↑。

（2）见解析（1）

（3）由于阳极上生成氯气，而氯气可溶于水，并发生下列反应Cl 2＋H2O HCl＋HClO，根据平衡移动原理可知增大盐酸的浓度可使平衡向逆反应方向移动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。

（4）由于溶液中含有Mg2＋，所以用溶液A（即NaOH）调节溶液的P H时，会产生

Mg(OH)

2沉淀，即盐泥a中还含有Mg(OH)

2

；淡盐水中含有氯气，氯气具有强氧化性，可将

NH

4+氧化为N

2

，而氯气被还原成Cl－，方程式为2NH4＋＋3Cl2＋8OH－=8H2O＋6Cl－＋N2↑；沉淀

转化的实质是沉淀溶解平衡的移动，一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。由于BaSO 4的溶解度比BaCO 3的小，所以加入BaCO 3后，溶液中的SO 42－就结合Ba 2+生成更难溶的BaSO 4沉淀，同时溶液中还存在Ca 2+而CaCO 3也属于难溶性物质，因此还会生成CaCO 3沉淀；NaClO 具有强氧化性，可将Na 2SO 3氧化成Na 2SO 4，方程式为Na 2SO 3+NaClO ＝

Na 2SO 4+NaCl 。10m 3

盐水b 中含NaClO 的物质的量为mol mol g g

15.74)1045.710000(1

3=???--，由方程式可

知消耗Na 2SO 3的质量为1mol ×126g/mol ＝126g 。若设需要10% Na 2SO 3溶液的质量为X ，则有

L mg L

g

mg g x /510000/10)126%10(3=?-?，解得x ＝1760g ，即至多添加10% Na 2SO 3溶液1.76kg 。

答案：（1）NaOH

（2）2Cl －＋2H 2O

电解

2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑

（3）氯气与水反应：Cl 2＋H 2O

HCl ＋HClO ，增大HCl 的浓度可使平衡逆向移

动，减少氯气在水中的溶解，有利于氯气的溢出。

（4）①Mg(OH)2 ②2NH 4＋＋3Cl 2＋8OH －=8H 2O ＋6Cl －＋N 2↑

③SO 42－、Ca 2＋ ④1.76

设计思路（500字以内）

电解池的内容是高中电化学的重点，有一定的难度，因此在教学的过程中使知识简单化、使学生能够掌握解题技巧从而轻松解题是关键。这节课的重点内容就是学生掌握电解的原理，能够书写电极反应方程式。

电解池的内容是和工业生产和生活紧密相连的知识，还应该重视知识的应用，使学生能够学以致用。

因此，在整体设计时，考虑了从电影桥段引入，场景生活化。教学顺序为电解池的构造、工作原理、离子放电顺序、电极方程式的书写。其中安排有学生实验，电解CuCl 2 溶液，充分体现学生的探究过程，培养分工合作的意识。电解池的构造要与原电池的构造形成

对比，方便学生理解。电极方程式的书写安排学生的讨论环节，希望学生能够自己总结出电极方程式书写的注意事项。在课堂小结之后，有效的联系常考题型，安排随堂检测，以及时巩固本节课的知识。

教学反思（500字以内）

高中化学教学反思是一种在教学实践过程中不断发现、思考、解决问题，对教学行为和教学活动进行批判的、有意识的分析和再认证的过程。在准备人教版选修4的《电解池》教学过程中，发现学生的学习兴趣是有效学习的根本，而模式化学习是学生掌握基础知识和技能的有效形式。新课程标准中明确强调“关注学生的学习兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识和技能”。

在教学内容的安排上，主要的上课线索是非常明确的。学生活动的主体顺序为：电解池构造条件—电解CuCl2溶液实验—“闭合电路”法理解电解原理—电极反应的书写—知识的检查。一些细节和设计和处理上，及时的反思和课后的研究，应该充分调动学生的学习积极性和主动性，努力创设宽松和谐的氛围，激发学生的求知欲望。

电解池原理学习的时候，指导学生完成原电池和电解池的对比表格，通过对比学习，通过表格形式呈现的知识，学习就轻松、有效多了。在记忆方法上，指导学生用“原—负—氧”和“电—阳—氧”的记忆口诀，原电池负极发生氧化反应，电解池阳极发生氧化反应，通过这样的简化记忆，学生也会很清楚原电池是正负极而电解池是阴阳极。“闭合回路”思想的指导，图像的引入，学生对于电子的转移和溶液中离子的定向运动也就找到了理论依据。

★专家评价（500字以内）

精品课打造过程中专家点评实录(1500字以内)

第一次

袁老师：节奏好。一课时的内容太多，讲不透。由于知识性比较强，课堂形式丰富些效果会好。要强化学生的探究能力。

李老师：思路清晰，重点突出。根据我们学生的情况，还是设计成两课时比较好。题目的设计设置一下情境，拓展学生视野。细节方面，总结电荷运动方向的时候，还是要结合图像,帮助学生形象理解。

郭老师：容量太多，应该考虑多一点学生的参与，充分体现讨论环节，让学生真正的有分组和合作。

张老师：关于阴离子的放电顺序，是重点和难点，这节课还是要突破。但是又不能拓展的太深。

第二次

袁老师：强化学生的探究能力，学生实验由学生自主完成。重点就在突破电极反应方程式的书写。

李老师：思路清晰，重点更加突出。新课的引入从电影入手比较好，整节课老师的语言比较多，可以继续精简。电极反应书写的方法，改由学生总结这点特别的好，能够加强培养学生的总结归纳和梳理的能力。

第三次

袁老师：设计思路好，课堂简单清晰，气氛好，学生学习效果好，重点突出，难点突破。