鲁科版(2019)高中化学选择性必修一 1.3.1 电解的原理 教学设计

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鲁科版(2019)高中化学选择性必修一 1.3.1 电解的原理 教学设计

资源简介

电解的原理
教学目标
1.能通过对电解熔融氯化钠的探究,了解电解池的构成、工作原理,能正确书写电极反应式和总反应式。
2.通过对电解过程的学习,体会化学能与电能的相互转化,建立系统的电解思维模型,理解电解的规律。
教学重点:电解池的构成条件、工作原理及电极反应式的书写。
教学难点:电解的规律及系统的思维模型建立。
设计思路
本节知识是建立在氧化还原反应、电解质的电离和原电池原理以及能量转化知识的理解基础之上的,内容考查综合性较强且抽象性较高,讲解过程中以原电池原理的回顾为起始点,从熟识的知识入手,渐进式提出电解和电解池概念,同时多运用动画图片互动发问,引发问题探究,概括电解的原理过程,减轻学生学习的模糊感,从而使学生可以较好地接受,并能从中找出原电池和电解池原理和构造上的异同,进而能够消化理解并加以运用。
教学课时 1课时
实验器材准备 多媒体、课件
教学方法 课例分析、理论归纳、讨论分析、应用举例
教学过程
【教师】这节课我们将继续学习新课,在新课开始之前,我们先来复习一下上节课原电池的相关知识。
复习导入
1.原电池定义: 化学能转化为电能
2.原电池的构成条件:①自发的氧化还原反应 ②电极和电极反应物
③离子导体 ④形成闭合回路
原电池的工作原理:
e-→
【教师】原电池是利用自发的氧化还原反应将化学能转化为电能的装置,那么是否存在某种装置可以将电能转化为化学能呢?这就是我们接下来要学习的知识---电解。
【板书】电解的原理
新课教学
【教师】接下来我们将通过电解熔融氯化钠的实验,了解什么是电解?
【板书】
实验:电解熔融氯化钠
【交流研讨】图1—3—2为工业上利用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠所用装置的示意图。容器中盛有熔融氯化钠,两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料,两个电极分别与电源的正极和负极相连。
思考:
实验过程中有哪些现象?
2.电极表面产物可能是哪些?
【学生】同桌间讨论探究,代表回答
现象:有黄绿色刺激性气味的气体生成(Cl2),有银白色金属析出(Na)。
【想一想,论一论】
(1)接通直流电源前,熔融氯化钠中存在哪些离子?运动状态如何?
(2)接通直流电源后,这些离子运动状态又有何变化?为什么?
【学生】同桌间讨论探究,代表回答
【教师】给予肯定和补充。现在我们通过动画图片,从微观角度探讨电解熔融氯化钠的变化过程。在熔融NaCl中,存在自由移动的Na+和Cl-,做杂乱无章的运动。通电后,在电场的作用下,熔融氯化钠中的Na+和Cl-的运动状态将会有何变化?大家讨论一下。
【学生】同桌间讨论探究,代表回答
【教师】给予肯定并补充说明。通电后,电子由电源的负极流出,聚集到铁电极上。由于正负电荷相互吸引,Na+要移向铁电极,做定向移动。Na+在铁电极上得到电子,Na++e-=Na,发生还原反应。而与直流电源正极相连的石墨电极带有正电荷,Cl-转移到石墨电极失去电子,
2Cl--2e-=Cl2↑,发生氧化反应。
即:熔融NaCl在直流电作用下发生了氧化还原反应,分解生成Na和Cl2,
。这个过程就是电解,那么什么是电解?它的定义是什么?
【板书】
一、电解
1.电解:将直流电通过熔融电解质或电解质溶液,在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。
2.电解池:将电能转化为化学能的装置。
3.电解池的构成条件:直流电源、固体电极材料、电解质溶液或熔融电解质、构成闭合回路。
【教师】通过这个实验,我们从微观和宏观角度,深入了解了电解的过程,感受到电解的神奇,掌握了电解的原理,大家探讨并尝试概括一下电解的原理。
【板书】二、电解的原理
表格图,代表填写
【小结】工作原理
【教师】通过电解熔融氯化钠实验的探究,我们掌握了电解的原理,那么现在大家利用刚才所学的知识,尝试分析一下CuCl2溶液的电解过程。
试一试:电解CuCl2溶液
电解CuCl2溶液
【学生】同桌间讨论探究,代表回答
【讲解】电解质溶液中,离子谁先得失电子?这个问题,就是离子的放电顺序。
4.离子的放电顺序:
(1)定义:离子在电极表面得到或者失去电子的过程叫放电。
(2)阴、阳极的放电顺序
阳极
若阳极材料是金属(除铂、金等惰性金属除外)时,通常金属阳极材料优先失去电子;
阳极材料是石墨或铂时,还原性强的阴离子先在阳极失去电子。
即:金属电极(除Pt、Au)>S2->I->Br->Cl->OH->SO42-
阴极:无论是惰性电极还是活性电极都不参与电极反应,发生反应的是溶液中的阳离子。氧化性强的阳离子先在阴极得到电子。
即:Ag+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+
【讲解】通过阅读,大家已经明确了离子的放电顺序,那么让我们来一起分析一下电解CuCl2溶液时各电极上离子发生的变化,尝试书写出电极反应式。
小结:分析电解问题的基本方法思路
(1)确定电解池的阴、阳两极,判断阳极是惰性电极还是活泼电极。
(2)分析通电前溶液中含有哪些阴、阳离子(包括水电离出的H+和OH-)。(3)通电后阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,判断两极上的放电顺序。(4)确定电极产物,书写电极反应式(注意遵循原子守恒和电荷守恒)。
【小结】本节课我们了解了电解的原理以及电解池的构成条件,切身感受到了电解池是如何实现将电能转化成化学能的。同时与原电池的的对比学习中,明确了两者之间的异同,对电化学知识有了更深一步的理解。通过这节课的学习,大家要熟练掌握电解池阴阳极的判断和电极式的书写,明确两极发生的反应实质并将其运用到生活实际中。
【板书设计】
电解的原理
电解
二、工作原理
随堂检测
1.下列说法不正确的是( C )
A.电解池中电极可用活泼电极,也可用惰性电极
B.不能自发进行的氧化还原反应,通过电解的原理可以实现
C.电解是将化学能转变成电能的装置
D.任何溶液被电解时,必然导致氧化还原反应的发生
2.关于下图所示①②两个装置的叙述,正确的是( B )
A.装置名称:①是原电池,②是电解池
B.硫酸浓度变化:①增大,②减小
C.电极反应式:①中阳极为4OH--4e-=2H2O+O2↑
②中正极为Zn-2e-=Zn2+
离子移动方向:①中H+向阴极方向移动,
②中H+向负极方向移动
作业:整理笔记,梳理知识要点,完成课后习题
教学反思
本节课的主要内容为电解的原理,内容相对抽象,不好把握,由原电池的复习入手,在巩固电化学的本质和一些基本概念的基础之上,由旧引新,能相对轻松地切入电解知识。讲解中再结合大量的图片动画,直观形象地向学生展示电解的整个工作状态,对比原电池和电解池,明确两者在结构上的差异和工作原理本质上的相同。最后加入针对性的强化练习,从习题解决中发现问题,解决问题,使知识的理解和掌握更上一步。

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