高中化学苏教版必修二第三单元 化学能与电能的转化教案设计

化学：2.3.2电能转化为化学能 教案（苏教版必修2）

教学目标：

【知识与技能】

1、通过电能转化为化学能的实例-----电解和电镀的教学活动，了解电极原理、电解和电镀的重要性。

2、了解日常所用的手机、数码相机等产品的充电、放电原理。

3、通过对实验现象的观察、分析和推理，培养学生的实验能力、观察能力、思维能力。

【过程与方法】

1、  运过实验探究方法，通过氯化铜溶液的电解学习电解原理。

2、  播放电解原理的电脑课件，加深学生对抽象的理论的理解。

【情感态度与价值观】

渗透由现象看本质、由个别到一般、由一般到特殊的辨证唯物主义观点。

【教学重点】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。

【教学难点】理解电解原理以及铜的电解精练中非惰性电极时电解产物的判断。

【教学过程】

【引入】在生产和生活中我们不但要利用化学反应，使化学能转化为电能，而且要利用化学反应使电能转化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。你能举出在我们已学过的化学课程里涉及利用电解反应来制取新物质的例子吗？

【师问】忆一忆：在我们已学过的化学课程里，涉及利用电解反应来制取新物质的例子？

【投影】

【过渡】在电解过程中被电解的物质是怎样转化为生成物的呢？我们可以通过下面的实验作简要的了解。

【投影】在U形管中加入饱和氯化铜溶液，用石墨棒作电极，接通电源，电解数分钟后，观察现象。

【投影】

【师问】这个实验说明什么问题？

【生】CuCl2溶液在电流的作用下，生成了铜和氯气。电流的作用是这种变化的根本原因。

【师讲】与原电池的两极有区别，这里的两个电极叫阴极，阳极。

电解池中与电源的正极相连的叫阳极，与电源的负极相连的电极叫阴极。

【板书】 1.电极名称和电极反应

阳极：与电源的正极相连的电极

阴极：与电源的负极相连的电极

【投影】[交流与讨论]试分析氯化铜溶液电解发生的反应，写出电极反应式和电解总化学方程式。

【板书】  阴极： Cu2++2e=Cu        还原反应

 阳极： 2Cl—-2e—= Cl2↑   氧化反应

电解的化学方程式为：CuCl2电解Cu   + Cl2 ↑

阴极产物  阳极产物

【师讲】由上可知，电解反应是电解质溶液在电流的作用下，在电极上发生的氧化还原反应叫做电解。

【板书】一、电解

1.电解：使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

【师问】电解的能量转化形式是？

【生】电解是电能转化为化学能。

【板书】电解池：把电能转化为化学能的装置。

【投影】

[交流与讨论]1、使用的电极是活性的还是惰性的？

2、通电前，氯化铜溶液中存在哪些阴、阳离子？

     3、电子的流动方向如何？外电路上的电流方向怎样？

     4、根据阴阳两极的反应产物分析，接通直流电源后，阴、阳离子怎样运动？

     5、在CuCl2溶液中，存在Cu2+、Cl—、H+、OH—，为什么H+和OH—没有得失电子？

【生】在阴极，由于Cu2+比H+易得电子，Cu2+得电子发生还原反应：Cu2++2e=Cu 

在阳极，由于Cl—比OH—易失电子，Cl—失电子生氧化反应：2Cl—-2e—= Cl2↑

【师问】阴阳离子得失电子的顺序如何判断？有无规律？

【投影】阳极：应是失电子能力强的优先反应，

阴离子放电顺序为：（活泼电极＞）S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根＞F-

阴极：应是得电子能力强的优先反应，

阳离子放电顺序一般为：Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+

说明：离子放电顺序和离子本性、离子浓度、电极材料、电压等很多因素有关，这里只是一般顺序。

【过渡】电解质在溶液中电离产生自由移动的离子，直流电通过，阴阳离子定向移动，并发生氧化还原反应，电解质还能在什么条件下发生电离？

【生】在熔融状态下，也能发生电离产生自由移动的离子。

【师讲】可见，电解质在熔融状态下通电时也能发生电解。工业上冶炼K、Ca、Na常常是电解它的熔融盐，冶炼铝是电解熔融的氧化铝。                

【边讲边板书】3.电解原理：电解质在水溶液或熔融状态下电离出自由移动的离子，通电时，自由离子作定向移动，阴离子向阳极移动，在阳极失去电子发生氧化反应，阳离子向阴极移动，在阴极得到电子发生还原反应。

【师问】电解池是电能转化为化学能的装置，请大家想一想，要组成一个电解池，至少应该需要什么条件？

【生】电源、电极、电解质溶液、用导线连接成闭合电路。

【板书】4.电解池的组成条件：

        ①与外加电源相连的两个电极（活泼性相同或不同）

        ②电解质溶液

③形成闭合电路

【师】前面我们学过了原电池，比较电解池与原电池

【投影】略（比较电解池与原电池）

二、电解原理的应用

1．电解熔融的氯化钠

2．电解氯化钠的水溶液

【投影】课堂练习：

1.写出用碳棒作电极电解熔融的NaCl的电极反应式和电解的化学方程式。

2.写出用碳棒作电极电解NaCl溶液的电极反应式和电解的化学方程式。

阳极: 2Cl--2e-= Cl2↑     阴极:2Na++2e-=2Na

电解熔融食盐的化学方程式为：2NaCl电解 Cl2↑ + 2Na

阳极: 2Cl--2e-= Cl2↑     阴极:2H++2e-=H2↑

电解食盐水反应的化学方程式为：2NaCl+2H2O电解2NaOH + H2 ↑ +Cl2↑  

【生】阅读课本拓展视野

【师】粗铜是含有锌、银、金等杂质的铜板，将粗铜板作阳极，由于金属单质失电子的能力强于溶液中的氢氧根离子，所以，锌和铜失电子转化为阳离子进入溶液，金、银等杂质成为阳极泥而成降。反应如下：

【板书】3.铜的电解精练

        阳极: Zn -2e= Zn 2+    Cu -2e= Cu2+

【师】此阳极为非惰性的金属,阳极材料本身参加氧化还原反应,

     以纯铜作阴极,电解质溶液为硫酸铜溶液,电解时,溶液中的Cu2+优先得到电子成为单质覆盖在阴极上,

【板书】极阴: Cu2++2e=Cu

【师】如此进行的电解反应,可得到纯度大于99.9%的精练铜.

【板书设计】