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电解池 一课时

一、知识与技能:

①理解电解原理,会判断电解池、电极产物、电极周围溶液pH值及整个溶液pH值的变化;

②能书写电极反应式及总反应式,培养分析归纳知识的能力。

二、过程与方法:利用惰性电极电解氯化铜的实验,探究电解原理,了解电解的应用,特别是电解在电镀、电解精炼、电冶炼等方面的应用。

三、情感态度与价值观:通过电解知识的学习,发现其在日常生活和工农业生产中的广泛应用,激发学生勇于创新、积极实践的科学态度。

教学重点、难点

重点: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。

难点: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。

教学过程

(第一课时)

教师活动

学生活动

设计意图

【复习提问】在本章的第一节,我们学习了原电池的有关知识,请同学们回忆一下,构成原电池的条件是什么呢?

【总结】构成原电池的条件:

1、活泼性不同的两个电极;

2、电解质溶液;

3、要有导线,形成闭合回路;

思考,回答。

原电池是把化学能转化为电能的装置,电解池则相反。复习是为了巩固原电池的组成条件及电极反应,两极判断,为电解CuCl2溶液的实验做好对照。

【讲述】原电池是把化学能转变成电能的装置,电解池则相反,下面就来讨论有关电解池的问题。

【板书】一、电解原理

【实验4-2】(教师讲解,学生实验)

【讲述】在实验中规定:与直流电源负极相连的电极叫阴极;与直流电源正极相连的电极叫阳极。

【引导】1. 实验观察要点:(1)阴极上的现象;(2)阳极上的现象;(3)阴极区溶液中的现象。

2. 能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝的气体,应是学过的什么气体?

【总结】实验现象:电流表的指针发生偏转,阴极石墨棒周围CuCl2溶液绿色加深,阳极石墨棒周围的CuCl2溶液绿色变浅;阴极石墨棒上覆盖了一层红色固体,阳极石墨棒上有气泡产生,同时看到湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。

实验结论:在通直流电的条件下,溶液里的CuCl2发生了下列反应:

Cu生成于阴极的石墨棒上,Cl2生成于阳极的石墨棒上。

【设问】为什么会有这样的结果呢?

【学生讨论】1. 通电前溶液中存在哪些离子?这些离子是如何运动的?

2. 接通直流电后,原来的离子

运动发生了怎样的改变?

3. 有关离子在两极发生了什么样的反应?

【板书】

通电前:CuCl2=Cu2++2Cl-

通电后:

阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(发生氧化反应)

阴极:Cu2++2e-=Cu(发生还原反应)

总反应化学方程式:

【设问】在CuCl2溶液中有自由移动的Cu2+、Cl-、H、OH-,为什么只有Cu2+、Cl-得失电子,而H、OH-却不能在两极上得失电子呢?

【讲述】电解质溶液中各种离子在两极上得失电子是有一定顺序的,我们称之为放电顺序,放电顺序涉及到多种因素(故阴、阳离子在电极上的放电顺序并不是绝对的),我们在中学阶段只要求掌握:

阳离子放电顺序:按金属活动性顺序,越不活泼的金属,其阳离子越容易得电子(被还原)。

阴离子放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。

【讲述】CuCl2溶液在外加电场的作用下,在阴阳两极发生了氧化还原反应,我们把这个过程叫做电解。

【板书】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,叫做电解。

电解池:借助电流引起氧化还原反应的装置(也就是把电能转变为化学能的装置),叫做电解池或电解槽。

【设问】在电解过程中,电子是如何形成闭合回路的?

【归纳】电子的方向与电流的方向相反从电源负极流出,流向电解池的阴极,阴极附近的Cu2+在阴极得电子被还原为铜,溶液中的阴阳离子定向移动,阳极附近的Cl-在阳极失电子被氧化为氯原子。氯原子结合形成氯气分子,失去的电子从阳极流回电源的正极,从而形成了闭合电路。

【设问】电解质溶液的导电与溶液的电离有什么关系?

【思考与交流】请按表格内容,归纳出电离与电解,原电池与电解池的异同。

1、电离与电解的比较

电离

电解

条件

电解质溶于水或

受热融化状态

电解质电离后,再通直流电

过程

电解质电离成为自由移动的离子

阴阳离子定向移动,在两极上放电。

举例

CuCl2=Cu2++2Cl-

特点

只产生自由移动的离子

发生氧化还原反应,形成新物质

联系

电解必须建立在电离的基础上

2、原电池与电解池的比较

【讲述】电解质溶液的导电过程就是它的电解过程,这一过程能够进行的前提是溶液中有自由移动的离子,也就是说,先电离,在外加直流电源的条件下,才能发生电解。

【设问】金属导电与电解质溶液导电有什么不同?(从做定向移动的微粒有什么不同,和有没有发生化学变化来比较。)

【讲述】在电解中我们经常使用的电极有两种,一种是惰性电极,就是电极本身不参加化学变化,如石墨、铂电极等。还有另外一种是金属做电极,它们在电解中本身发生了化学变化,我们在下节课将继续学习。

【小结】电解的概念及电解的原理;电解池的构成条件 (1)直流电源。 (2)两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极,与电源的负极相连的电极叫做阴极。 (3)电解质溶液或熔融态电解质。理顺知识;要求学生会判断电解池的阴阳两极,写电极反应方程式,判断所发生的氧化还原反应。

【随堂练习】用石墨做电极,电解下列溶液,写出电解反应的化学方程式,并分析反应现象。

(1)AgNO3溶液

(2)NaOH溶液

观察,思考,回答。

思考,讨论,回答:

1. 通电前溶液中Cu2+、Cl-、H、OH-自由移动。

2. 通电后带正电的Cu2+、H向阴极移动;带负电的Cl-、OH-向阳极移动。

3. Cu2+在阴极得电子变成了单质Cu,Cl-在阳极失电子变成了Cl2

思考

学生思考归纳。电子流动方向:

电源负极电解池阴极电解质溶液电解池阳极电源正极

先有电离,后有电解。电离不需要通电,电解建立在电离的基础上。

思考,回答:

金属导电靠自由电子的定向移动,移动过程不发生化学变化。电解质溶液导电是阴阳离子的定向移动,在两极发生氧化还原反应。

培养学生的观察能力。

调动学生思维,激发学习兴趣。实现感性认识到理性认识的过程。培养学生思维能力。

调动学生积极思考,培养思维能力。

创设问题,激发学生求知欲望,培养思维、推断能力。调动学习积极性。

为下节课内容设疑,使学生产生悬念,有利于激发学习积极性,使学生去探疑预习新知识。

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