高二化学 专题一 电解池的工作原理及应用教学案.docx

福建省漳州市芗城中学高二化学 专题一 电解池的工作原理及应用教案 一、教学目标： 知识与技能：了解电解池工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式，初步了解溶液中微粒放电顺序 。 过程与方法：利用惰性电极电解水和氯化铜的实验，探究电解原理。通过观察、实验、阅读资料获取信息，运用科学方法对信息进行加工，提高科学探究能力。 情感态度价值观：学会在思考分析过程中相互讨论，相互启发，体会到合作交流的重要性。通过电解在生产、生活中的应用实例，感受化学学科的实际应用价值。 二、教学重、难点 教学重点：理解电解原理，惰性电极作阳极时电解的一般规律。教学难点：理解电解原理，电极反应式书写。 三、教学过程： 【复习提问】我们知道，金属钠、钙、热水器里的镁棒、各种铝合材，都是极为活泼的金属， 这些金属是怎么冶炼出来的呢？这就涉及到我们今天研究的课题：电解的原理及其应用（板书） 【复习】1molNa 在氯气中燃烧放出 411kJ的热量，试写出该反应的热化学方程式。2Na(s)+Cl2(g)==2NaCl(s) H=-822.3kJ/mol 那么氯化钠能否分解生成金属钠呢？ 【设问】如果要让氯化钠分解生成金属钠，就必须提供能量，比如电能。实践证明，熔融氯化钠在通电条件下就可以分解生成金属钠。它的原理是怎样的呢？ 【讲述】金属钠是在 1807 年通过电解氢氧化钠制得的，这个原理应用于工业生产，约在1891 年才获得成功。1921 年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。由于金属钠在现代技术上得到重要应用，它的产量显著地增加。目前，世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法，少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。 【过渡】下面我们以就以电解熔融NaCl 为例来分析电解的原理。 石 石 墨 墨 【交流研讨】P18 通电后，熔融氯化钠中Na+ 和Cl-各向哪个方向移动？ 熔融NaCl 移动到两极表面的Na+ 和 Cl-将发生什么变化？ 【分析】通电前熔融 NaCl 中存在 Na+ 和 Cl-，作无规则运动，接通电源后，Na+ 移向与电源负极相连的电极并得到电子（叫放电）被还原为Na ，Cl-移向与电源正极相连的电极并失去电子（也叫放电）被氧化。 阳极：2Cl- - 2eC-l=2↑（氧化反应） 阴极：2Na++2e-=2Na （氧化反应） 总反应：2Na++2Cl- 电解 Cl2↑+2Na 电解 2NaCl Cl2↑+2Na 【点拨】这就是工业上电解冶炼金属的基本原理。 【总结】 一、 电解的概念 使直流电通过电解质溶液或熔融电解质而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解二、电解池： 1、概念：电能转化成化学能的装置叫电解池或电解槽。 2、电解池的构成条件 直流电源 两个固体电极，与电源正极相连的叫阳极，发生氧化反应与电源负极相连的叫阴极，发生还原反应 3）离子导体离子导体（熔融态电解质或电解质溶液） 4）构成闭合回路 3、电子的流向：在电解池中，电子从电源的负极流向电解池的阴极，氧化剂在阴极得电子发 生还原反应，电子从电解池的阳极流向电源的正极，还原剂在阳极失去电子，发生氧化反应。在溶液中，阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。 整理与归纳： P 21 整理与归纳： P 21 【原电池与电解池的比较原电池 】 电解池 装置举例 能量转换 化学能转化为电能 电能转化为化学能 电极反应 负极 ：氧化反应 正极 ：还原反应 电子流向 离子移动方向 负极 正极 阳离子移向正极，阴离子移向负极 举例说明 ⑴铜锌原电池； ⑵氢氧燃料电池 阳极 ：氧化反应 阴极 ：还原反应 阳极流出；阴极流入 阳离子移向阴极，阴离子移向阳极 ⑴氯碱工业； ⑵电镀 【过渡与设问】电解过程不仅可以在熔融电解质中进行，也可以在电解质溶液中进行。如果我们把上述装置中的离子导体熔融NaCl 改成NaCl 溶液，电解的结果会怎么样呢？ 【活动探究 1】三、电解原理的应用1、电解饱和食盐水 请你分析饱和食盐水中可能存在哪些离子，通电后它们分别移向哪个电极，可能发生的电极反应是什么？产物如何检验 ？ 现象 电极反应式 阳极 有黄绿色气体，使湿润 淀粉 KI 试纸变蓝 2Cl- - 2eC-l=2↑ 阴极 有无色气体产生，溶液 2H+ + 2e- = H↑2 滴酚酞试液变红色 电解电解反 电解电解反 2NaCl + 2H O ====== H ↑ +Cl ↑+ 2NaOH 应 2 2 2 【教师板演】 通电前：NaCl=Na++Cl- H2O H++O H- 通电后： Na+ 、H+ 移向阴极，Cl-、OH- 移向阳极。那谁放电呢？ 【讲解】 ☆人们根据大量事实总结出了如下规律 1、一般说来，金属越难失电子，其阳离子就越易得电子即 K+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+ Zn2+ F