资源简介

课程基本信息
课例编号
7
学科
化学
年级
高二
学期
一
课题
电能转化为化学能（2）
教科书
书名：化学
选择性必修1
化学反应原理
出版社：
山东科技出版社
出版日期：
2020年7月
教学目标
教学目标：知道电解在精炼铜、电镀等方面的应用。认识电能转化为化学能的实际意义。
教学重点：会利用电解池的模型分析实际问题。
教学难点：设计简单的电解池。
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
8min
6min
3min
3min
环节一
铜的电解精炼
环节二
设计简单的电解池
环节三
应用实践
反思总结
引入：回忆电解池的基本工作原理和构成要素。认识电能转化为化学能的实际意义
提出问题：铜是重要的金属材料，它的主要用途之一是制作导线，这要求铜具有很高的纯度。工业上主要从黄铜矿中提炼铜。冶炼铜矿石所获得的铜通常含有锌、铁、镍、银、金和铂等微量杂质，俗称“粗铜”。杂质的存在使粗铜的导电性不够理想，工业上常通过电解法除去粗铜中的这些杂质制得精铜。那如何利用电解的方法提纯铜呢？
学生对照分析电解池的基本工作原理来分析铜的电解精炼。
回答一下问题：
1.你认为精铜和粗铜哪个作阳极反应物，哪个作阴极反应物？
2.粗铜在阳极如何反应？如何书写阳极的电极反应式？
3.如何书写阴极的电极反应式？
总结：在铜的电解精炼过程中，作为阳极的粗铜不断溶解，铜在阴极上不断析出，结果使粗铜变成精铜（工业上常称为电解铜）。实现了用电解的方法提纯铜。
请同学们设计一个电镀装置并实施实验，给铁钉镀铜。
要求：画出装置示意图，并填写表格，说明设计思路及依据。
提供的实验用品有：铁钉、铜片、石墨棒、硫酸铜溶液；
烧杯、导线、电源。
要完成设计需要考虑三个核心问题
1.镀层金属是什么？
2.待镀金属是什么?
3.如何使镀层金属沉积在待镀金属表面？
由铁钉镀铜的例子可见，在电镀装置中，镀件用作阴极材料；镀层金属用作阳极材料，利用其氧化溶解来提供镀层金属，电镀液通常采用含有镀层金属离子的盐溶液。
以石墨为电极进行电解水的实验时，为了增强导电性，经常向水中加入少量的稀H2SO4（稀KOH溶液或Na2SO4溶液）。加入这些试剂为什么不会影响电解水的产物？
写出电解精炼铜的主要电极反应的反应式。如果反应中转移了0.02mol电子，阴极材料的质量将增加多少？
通过整节课的学习，希望大家能够体会电解的价值。
电解是一种强有力的手段，电解可将电能转化为化学能，从而实现能量的存储。还可以利用电解实现物质转化，比如上节课学习的电解熔融的氯化钠制备钠，电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气，以及本节课学习的铜的电解精炼、电镀。总之，电解对于化工生产、金属冶炼、实验室研究以及人们的日常生活都具有十分重要的意义。课程基本信息
课例编号
6
学科
化学
年级
高二
学期
一
课题
电能转化为化学能（1）
教科书
书名：
化学
选择性必修1
化学反应原理
出版社：
山东科技出版社
出版日期：
2020年7月
教学目标
教学目标：理解电解的基本工作原理，体会分析电解池的思路和方法，会利用电解池的模型分析解决实际问题。
教学重点：理解电解的工作原理。
教学难点：建立分析电解池的思路和方法。
教学过程
时间
教学环节
主要师生活动
8分
4分
9分
1分
环节一
初步感受电解，理解电解的基本工作原理
环节二
原电池和电解池的对比
环节三
进一步理解电解的原理利用电解池模型分析实际问题
环节四
反思、总结
引入电解：金属钠与氯气在常温下就可以发生氧化还原反应生成氯化钠，同时放出大量的热。那能不能以氯化钠为原料制备金属钠呢？
分析工业上利用电解熔融氯化钠的方法生产金属钠的原理。
提出问题：
1.通电前，熔融氯化钠中有哪些离子？这些离子如何运动？
2.通电后，外电路的电子流向如何？
3.通电后，熔融氯化钠中离子如何运动？
4.通电后，离子在电极表面发生什么变化？
在问题的引导下帮助学生理解电解的基本工作原理。
归纳：阳极、阴极、电解、电解池的定义。
明确电解池的研究对象。
帮助学生理解电解池的装置要素。
提出问题：
那原电池和电解池在工作原理上有何异同？原电池和电解池在装置构成上有何异同？
通过对比建立电解池的模型，建立分析电解池的思路和方法
利用电解池装置，可以使许多在通常条件下不能发生的反应得以进行，这对于化工生产、金属冶炼、实验室研究以及人们的日常生活都具有十分重要的意义。
一起探讨如何通过电解饱和食盐水来制备物质。
提出问题：
1.饱和食盐水中可能存在哪些离子？
2.在电场中离子的移动方向如何？
3.在两极可能发生的电极反应是什么？
4.归纳电解池的总反应？
利用电解原理分析两极的电极反应，分析的过程就是利用电解池的思路和方法的过程。
探究过程是一个分析、猜想、实验验证、得出结论、再优化的过程。
总结电解的相关知识，知道通过电解池可以使非自发的氧化还原反应发生。电解是最强有力的氧化还原手段。它广泛的应用于化工生产，科学研究中。能灵活应用今天所学习到的电解池的工作原理来分析解决其中的问题。

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