第四章 化学反应与电能 第二节 电解池 教学设计 教学目标 1、了解电解、电解池的概念。理解电解池的工作原理。 2、能够正确书写电解池的电极反应式。 3、掌握电解饱和食盐水的原理。 4、了解电解原理在电镀、金属精炼、电冶金等方面的应用。 5、掌握电解的有关计算。 教学重难点 1、重点: (1)理解电解原理和以电解CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。 (2)电解池的工作原理。 2、难点: (1)理解电解原理,非惰性电极作阳极对电解产物的判断,电解原理的应用。 (2)电解池的工作原理。 教学过程 一、导入新课 [复习导入]在前面我们已经学习了原电池的知识,谁能举例说明原电池是怎样的能量转化装置? [学生活动]学生讨论后回答:原电池是把化学能转变成电能的装置。 [引入]1799年,当意大利人发明了最原始的电池———伏打电池之后,许多科学家对电产生了浓厚的兴趣,好奇心驱使着人们去进行各种尝试。1807年,当英国化学家戴维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时,奇迹终于产生了,在阴极附近产生一种银白色的金属,随即形成紫色的火焰。这就是发现钾元素的主要过程,当时在社会上引起了轰动。这其中的奥妙是什么呢?电解时,物质的变化是如何发生的呢?电能如何才能转变成化学能呢? [投影]展示几个电解工业的工厂实景(电镀以及氯碱工业)。这就是本节课我们要共同探讨的问题。 二、讲授新课 知识点一 电解原理 [师]我们已经知道,金属和电解质溶液都能导电,金属的导电过程是物理变化,电解质溶液的导电过程是否与金属的导电过程相同呢?下面让我们一起通过实验来进行探究! [教师活动]演示实验:电解CuCl2溶液 [师]与电源负极和正极相连的石墨棒上有什么现象,为什么会出现这样的现象呢? [学生活动]观察实验现象并进行讨论交流尝试解释现象。 [生]与电源负极相连(阴极)的石墨棒上:逐渐覆盖一层红色的铜;与电源正极相连(阳极)的石墨棒上:有气泡产生,湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。 [讲解]CuCl2在水溶液中完全电离生成Cu2+和Cl-;通电前,Cu2+和Cl-在溶液里自由运动;通电后,在电场的作用下,带负电的Cl-移向阳极,并失去电子被氧化成氯原子,进而结合成Cl2放出,带正电的Cu2+移向阴极,并得到电子被还原成铜原子,覆盖在阴极上。 [板书]电极反应: 阳极:2Cl--2e-===Cl2↑(氧化反应) 阴极:Cu2++2e-===Cu (还原反应) 总反应:CuCl2Cu+Cl2↑ [小结]电解质溶液在导电过程中有新物质产生,是化学变化。 [投影] 电解:在电流作用下,电解质在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程。 电解池:将电能转化为化学能的装置。 [提问]那么电解池的构成需要哪些条件呢? [投影]电解池的构成: (1)有与电源相连的两个电极。(2)电解质溶液(或熔融电解质)。(3)形成闭合回路。 [讲解]通电时,电子从电源的负极沿着导线流入电解池的阴极,经过阴、阳离子定向运动形成内电路,阳离子在阴极得到电子,发生还原反应,阴离子在阳极失去电子,发生氧化反应,电子沿导线流入直流电源的正极。 [师]学习了电解的基本原理,那么阴、阳极应该如何判断,电极反应式又该如何书写呢? [投影并讲解] 1、阴、阳极的判断 (1)根据外接电源的正、负极判断 电源正极连接阳极,电源负极连接阴极。 (2)根据电极产物判断 电极溶解、逸出O2(或电极区变酸性)或逸出Cl2的一极为阳极;析出金属或逸出H2(或电极区变碱性)的一极为阴极。 2、电极反应式的书写步骤 (1)分析电解质水溶液的组成:找全离子并分阴、阳两组(不要忘记水溶液中的H+和OH-)。 (2)排出阴、阳两极的放电顺序 ①阳极 活性电极:金属做阳极(Pt、Au除外),金属本身被电解; 惰性电极(Pt、Au、石墨等):还原性强的离子先放电,放电顺 ... ...
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