选修电解池教学设计.doc

教学设计
选修4第三单元 第三节 电解池（第1课时）
教材分析：《电解池》包含两部分内容：一是电解原理，二是电解原理的应用。电解原理研究的是电能转化为化学能，属于电化学基础的基本内容。这部分内容的重点是结识“电能如何转换成化学能”，对学生的规定是了解使电能转变为化学能的条件和方法，加深对氧化还原反映的结识。
学情分析：《电解池》是在学生学习了《原电池》和《化学电源》之后接触的电化学知识，由于有高一的学习基础，学生会觉得《原电池》和《化学电源》的内容相对简朴，因此觉得《电解池》的内容也会简朴；但是学生在接触了相应的电解池练习之后，就会觉得有难度。因此在学习这部分内容的时候，应当注意尽量使知识简朴化，重点掌握电解池原理和常见题型的解题技巧，减少学生的学习难度。
三维教学目的
1．知识与技能：
（1）理解电解原理，初步掌握电解反映产物的判断方法；
（2）了解氯碱工业，电镀，冶金的原理；
（3）掌握电解电极方程式的书写。
2．过程与方法：
(1) 运用对比记忆，初步掌握电解池的原理，掌握用分析、综合、归纳的方法书写电极反映方程式　
（2）通过理解“闭合回路”的概念，掌握电解池中电荷的运动方向
（3）通过动手实验，分析讨论，熟悉电解质溶液中离子的放电顺序
3．情感态度与价值观：
（1）培养积极参与、探究电解池原理的求知欲
（2）调动学习化学的热情，充足感受电化学在生活、生产中的作用
（3）养成独立思考、分工合作的能力
教学重点及难点
重点：电解原理；
难点：电解原理的应用。
教法建议及教具准备
1．触类旁通 由于原电池和电解池的原理有较多的类似的地方，在学习了原电池的知识之后，学生对电极反映和氧化还原反映已有了一定的理解。学习了电解池的知识之后，学生对高中阶段的电化学知识就有了比较全面的结识。在教学中，应当注意抓住几点。
（1）采用对比的方法，将电解池和原电池的原理和知识点进行对比，衔接氧化还原反映的知识，重视启发引导，培养科学的学习习惯。这样，既能很好的掌握新学的知识，又能比很好的巩固、加深以前的知识，并且能对电化学理论有系统的认知。
（2）在教学中，充足联系前面的内容，注意分析和归纳总结，使体系完整。
（3）认真做好学生实验和演示实验，既能加强感性认知，又可以提高学生的细致观测、分析和逻辑推理的能力。
2．指点迷津 学生学习电解池内容时，还是觉得会有困难，特别是氧化还原知识掌握有所欠缺的同学会觉得难度很大。因此，在教学中，要重点帮助学生解决以下问题。
（1）重视思维的引导过程。在“闭合回路”的概念上，要让学生对正电荷和负电荷的回路充足理解，才干很好的理解阳离子在电解池的阴极反映，阴离子在电解池的阳极反映。
（2）用氧化还原反映的知识帮助学生理解离子的放电顺序。
【教学过程】
教师活动
学生活动
设计意图
【知识准备】
展示两个装置图，学生辨识。引导回忆原电池知识。

辨识装置图，复习旧知。

复习旧知，引入新知
【新课导入】
电影桥段：电解水制氧气自救
常见的可充电电池的工作原理
分析过程，调用旧知；
结合学案，掌握原电池和电解池的能量转化
激发学习爱好，以学生的已知引入，从能量的角度入手，相对容易
【学生实验】实验4-2
观测，分析，描述现象
团队合作
加强主观结识
【介绍】：电解池的组成
【问题思考】与原电池的区别
【展示】电解池的工作原理
分析，归纳，笔记
加强对“闭合回路”的理解
熟悉电解池的工作原理和电极反映以及电荷运动
熟悉基本理论知识，实行重点的教学目的
【活动与探究】
电极方程式的书写
以电解NaCl和CuSO4 为例
【教师点拨】
注意放电顺序，注意H+、OH－的来源
结合预习内容，继续书写电解方程式；
校正方程式，总结注意事项
使学生初步掌握电解方程式的书写方法
【介绍】电解池原理的应用

理论联系实际
重视理论的应用，掌握常考知识点
【例题解析】
以一道电解池的简朴题目快速检测学习效果
解题，加深理解
接触实际题目，加深对理论和实际的理解
【总结】　电解池的原理和应用

总结归纳，熟悉知识
总结本节课的内容，进一步明确学习任务和目的
【巩固练习】　3-5小题的练习，填空和选择
解题，熟悉知识点
检测本节课的课堂效果

§4-3 电解池学案（第1课时）
[学习目的]
1.了解电解池的工作原理,掌握一般电解反映产物的判断方法,可以写出电极反映和电池反映方程式｡
2.了解电解原理在电镀､氯碱工业､电冶金等方面的应用｡
3.培养化学的综合运用能力，服务于生活｡
[学习重点]
电解原理及应用
[学习难点]
电极反映和电池反映方程式的书写
[课堂导学]
1、基本概念（课本79页、80页）
电解池 ：______________________________________________________
放电 : ______________________________________________________
电解 : 电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反映的过程
阳极 : ________________________ 阴极: _________________________
可充电电池：使用时，______转化________，是______池
充电时，______转化________，是______池
2、电解原理
（1）电解池的构成
①两极 阳极
阴极
②电解质溶液
③形成闭合回路
④直流电源
（2）学生实验4-2：电解 CuCl2溶液
阳极:现象 ____________________________________
电极反映 ____________________________________(发生________反映)｡
阴极:现象 ____________________________________
电极反映 ____________________________________(发生________反映)｡
(3) 电解池中离子放电顺序
阴极： 阳离子在阴极上的放电顺序(得e-）
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸电离的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
阳极: ①是惰性电极时：阴离子在阳极上的放电顺序（失e-）
S2->I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根离子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)
②是活性电极时：电极自身溶解放电
（4）讨论 电解反映的书写
【例】写出电解下列电解质溶液的电极反映方程式和总反映方程式
①NaCl 溶液中有哪些离子：____________________________________
阳: __________________ 阴: __________________
总离子反映：____________________________________
总化学方程式：____________________________________
②CuSO4 溶液中有哪些离子：____________________________________
阳: __________________ 阴: __________________
总离子反映：____________________________________
总化学方程式：____________________________________
总结规律：电解反映书写的方法
①_________________________________
②_________________________________
③_________________________________
★若H+、OH－是由水电离的，则总反映中需将其变成H2O。所有总反映的条件均为电解。
讨论探究
(2023全国II卷10)用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的（ ）
A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．CuSO4·5H2O
解题技巧：总化学方程式：____________________________________
原则：___________________________________
★假如用石墨做电极电解NaOH溶液呢？加___________
课后阅读《名师一号》80页小结

3、电解原理的应用
（1）氯碱工业（2）电镀（3）电冶金
[学习体会]

【课堂练习】
1.下列关于右图装置说法对的的是( )
A.该装置是原电池装置
B.电子流向是:b→c d→a
C.在c极上产生O2,d极上产生Cu
D.当电路中流过2 mol电子时, d极上产生64 g Cu
答案:B
2.某同学为了使反映2HCl+2Ag═2AgCl↓+H2↑能进行,设计了下列四个实验,如图所示,你认为可行的方案是( )

答案:C
3．下图各容器中盛有海水，铁在其中被腐蚀时，由快到慢的顺序是（ ）

A. ④>②>①>③ B. ②>①>③>④
C. ④>②>③>① D. ③>②>④>①
答案：A
4.金属镍有广泛的用途,粗镍中具有少量Fe、Zn、Cu、Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述对的的是(已知:氧化性Fe2+<Ni2+<Cu2+)( )
A.阳极发生还原反映,其电极反映式为Ni2++2e-═Ni
B.电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增长相等
C.电解后,溶液中存在的金属阳离子只有Fe2+和Zn2+
D.电解后,电解槽底部的阳极泥中具有Cu和Pt
答案:D

【课后作业】（说明：30分钟题量） §4-3 电解池练习
一、 填空简答
1、完毕表格
对比记忆
电解池——阳氧
原电池——负氧
电极材料

电极名称

电极反映

能量变换

电子流向

特性

2. 某种蓄电池的充放电过程可表达为：Fe(OH)3+Ni(OH)2Fe+NiO2+2H2O，该电池充电时，阳极是 ，电极反映式为 。
3．电解原理在化学工业中有广泛应用｡下图表达一个电解池,装有电解液a; X､Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连｡请回答下列问题:

(1)若X､Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液。
则：①电解池中X极上的电极反映式为___________________________｡在X极附近观测到的现象是________________________｡
②电解池中Y极上的电极反映式为_________________________________｡如何检查Y极产物?_______________________________________________________｡
(2)假如用电解方法精炼粗铜,电解液a选用CuSO4溶液,则:
①X电极的材料是________,电极反映式是_____________________｡
②Y电极的材料是________,电极反映式是_________________｡(说明:杂质发生的反映不必写出)
二、单项选择题
4．下列关于铜电极的叙述不对的的是（ ）
A. 铜锌原电池中铜是正极 B. 用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极
C. 在镀件上电镀铜时，用金属铜作阳极 D. 电解稀硫酸制H2、O2时铜作阳极
5. 可以将反映Zn+Br2 = ZnBr2设计成蓄电池，下列4个电极反映
① Br2 + 2e－= 2Br－ ② 2Br－－2e－= Br2 　③ Zn – 2e－= Zn2+　④ Zn2+ +2e－= Zn
其中表达充电时的阳极反映和放电时的负极反映的分别是（　 ）
A. ②和③ 　 B. ②和① C. ③和①　 　D. ④和①
6.如图所示,铜片､锌片和石墨棒用导线连接后插入番茄里,电流表中有电流通过,则下列说法对的的是( )
A.锌片是正极 B.两个铜片上都发生还原反映
C.石墨是阴极 D.两个番茄都形成原电池
7.能用电解原理说明的问题是( )
①电解是把电能转变成化学能 ②电解是把化学能转变成电能
③电解质溶液导电是化学变化,金属导电是物理变化
④不能自发进行的氧化还原反映,通过电解的原理可以实现
⑤任何溶液被电解时,必须导致氧化还原反映的发生
A.①②③④ B.②③⑤ C.③④ D.①③④⑤
三、双项选择题（9、10两小题为提高题）
8．用铂电极电解下列物质的水溶液，工作一段时间后溶液pH变小的是（ ）
A. 稀硫酸 B. Na2SO4 C. AgNO3 D. KI
9.用铂电极电解x下列溶液一段时间后，再加入一定量的某物质（括号内），能与本来溶液浓度同样的是（ ）
A. Cu(NO3)2（CuCO3） B. NaOH（NaOH）
C. NaCl（HCl） D.CuSO4 (Cu(OH)2)
10．近年来，加“碘”食盐较多的使用了碘酸钾（KIO3），碘酸钾在工业上可用电解法制取。以石墨和不锈钢为电极，以KI溶液为电解液，在一定条件下电解，反映方程式为：
。下列有关说法对的的是（ ）
A. 电解时，石墨作阴极，不锈钢作阳极
B. 电解时，阳极反映是：I – – 6e – + 3H2O = IO3 – + 6H+
C. 溶液调节至强酸性，对生产有利
D. 电解前后溶液的pH几乎不变
§4-3 电解池练习参考答案
1．略
2．Ni(OH)2；Ni(OH)2+2OH－－2e－=NiO2+2H2O
3．（1）① 2H++2e-═H2↑， 放出气体,溶液变红
②2Cl--2e-═Cl2↑，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在Y电极附近,试纸变蓝色
（2）①纯铜Cu2++2e-═Cu ②粗铜Cu-2e-═Cu2+
4．D 5.A 6.B 7.D 8.AC 9.AC 10．BD

★连接高考　
▲考题错解及分析
1．(2023全国II卷10)用石墨做电极电解CuSO4溶液。通电一段时间后，欲使用电解液恢复到起始状态，应向溶液中加入适量的
A．CuSO4 B．H2O C．CuO D．CuSO4·5H2O
错答：A、D
因素分析：不少同学认为电解质是什么，要恢复起始状态就再加入什么电解质，没有掌握到电解的实质。用石墨做电极电解CuSO4溶液的电解方程式是2CuSO4＋2H2O2H2SO4＋2Cu＋O2↑，根据缺什么补什么的原则，选项C对的。除了添加CuO外，添加CuCO3也是可行的。
对的答案：C
2．下列叙述对的的是
A．粗铜精炼时，把粗铜接在电源的负极
B．充电时，把铅蓄电池的负极接在外电源的正极
C．镀锡铁破损后铁更易被腐蚀
D．碱性氢氧燃料电池工作时，负极反映为：

错答：A、B、D
因素分析：本题综合考察了电化学的知识，涉及原电池原理、电解池的原理及应用。粗铜精炼时，粗铜作阳极，应接在电源的正极，A错。铅蓄电池充电时是电解池，负极接在外电源的负极，B错。碱性氢氧燃料电池工作时，负极发生氧化反映：H2-2e-+2OH－
2H2O，D错。
对的答案：C

▲疑难问题及解答（说明：若干问题。涉及：问题与解答）
1.电解池中电极是不是一定不反映？
解答：一般来说，惰性电极（活动性在Ag之后）是不参与反映的。阳极假如不是惰性材料，会优先于溶液中的阴离子一方面放电（与失电子能力有关）；阴极不管是不是惰性材料，都不会参与反映（不会得到电子）。
2.阳离子在阴极放电顺序和金属的活动性刚好相反吗？
解答： 阳离子在阴极放电顺序和金属的活动性刚好相反，大部分都是。由于金属单质的还原性越强，相应离子的氧化性就越弱。 特别注意，Fe单质的相应离子应当理解成Fe2+ 。Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+。
▲优秀高考题精选
1．（2023广东高考12）某小组为研究电化学原理，设计如图2装置。下列叙述不对的的是

A、a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出
B、a和b用导线连接时，铜片上发生的反映为：Cu2＋+2e－= Cu
C、无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液从蓝色逐渐变成浅绿色
D、a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动
答案：D
解析：本题考察原电池原理、电解池的原理及其应用。假如a和b不连接，没有形成闭合回路，则不能构成原电池，Fe直接与Cu2＋反映置换出铜，方程式为：Fe＋Cu2＋=Fe2＋＋Cu，A对的；假如a和b用导线连接，则构成原电池，此时铁作负极，铜作正极，方程式分别为：Fe－2e－＝Fe2＋、Cu2＋+2e－= Cu，B对的；有A、B分析可知，选项C是对的的；假如a和b分别连接直流电源正、负极，则构成电解池，此时Fe作阴极，Cu作阳极，在电解池中阳离子向阴极运动，D错误。
2.（2023北京高考26）
氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如下图所示：

（1）溶液A的溶质是 ；
（2）电解饱和食盐水的离子方程式是 ；
（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在2～3，用化学平衡移动原理解释盐酸的作用 ；
（4）电解所用的盐水需精制。去除有影响的Ca2＋、Mg2＋、NH4＋、SO42－[c(SO42－)＞c(Ca2＋)]。
精致流程如下（淡盐水和溶液A来电解池）：

①盐泥a除泥沙外，还具有的物质是 。
②过程Ⅰ中将NH4+转化为N2的离子方程式是
③BaSO4的溶解度比BaCO3的小，过程Ⅱ中除去的离子有
④通过程Ⅲ解决，规定盐水中c 中剩余Na2SO3的含量小于5mg /L,若盐水b中NaClO的含量是7.45 mg /L ，则解决10m3 盐水b ，至多添加10% Na2SO3溶液 kg（溶液体积变化忽略不计）。
解析：（1）电解解饱和食盐水，阳离子Na＋和H＋向阴极运动并放电， H＋一方面放电，方程式为2H＋＋2e－=H2↑。由于H＋是水电离出的，所以随着H＋的不断放电，就破坏了阴极周边水的电离平衡，OH－的浓度就逐渐增大，因此溶液A的溶质是NaOH。阴离子Cl－和OH－向阳极极运动并放电，CI－一方面放电，方程式为2Cl－－2e－=Cl2↑。因此电解饱和食盐水的离子方程式为2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑。
（2）见解析（1）
（3）由于阳极上生成氯气，而氯气可溶于水，并发生下列反映Cl2＋H2OHCl＋HClO，根据平衡移动原理可知增大盐酸的浓度可使平衡向逆反映方向移动，减少氯气在水中的溶解，有助于氯气的溢出。
（4）由于溶液中具有Mg2＋，所以用溶液A（即NaOH）调节溶液的pH时，会产生Mg(OH)2沉淀，即盐泥a中还具有Mg(OH)2；淡盐水中具有氯气，氯气具有强氧化性，可将NH4+氧化为N2，而氯气被还原成Cl－，方程式为2NH4＋＋3Cl2＋8OH－=8H2O＋6Cl－＋N2↑；沉淀转化的实质是沉淀溶解平衡的移动，一般说来，溶解度小的沉淀转化成溶解度更小的沉淀容易实现。由于BaSO4的溶解度比BaCO3的小，所以加入BaCO3后，溶液中的SO42－就结合Ba2+生成更难溶的BaSO4沉淀，同时溶液中还存在Ca2+而CaCO3也属于难溶性物质，因此还会生成CaCO3沉淀；NaClO具有强氧化性，可将Na2SO3氧化成Na2SO4，方程式为Na2SO3+NaClO＝Na2SO4+NaCl。10m3 盐水b中含NaClO的物质的量为，由方程式可知消耗Na2SO3的质量为1mol×126g/mol＝126g。若设需要10% Na2SO3溶液的质量为X，则有，解得x＝1760g，即至多添加10% Na2SO3溶液1.76kg。
答案：（1）NaOH
（2）2Cl－＋2H2O2OH－＋H2↑＋Cl2↑
（3）氯气与水反映：Cl2＋H2OHCl＋HClO，增大HCl的浓度可使平衡逆向移动，减少氯气在水中的溶解，有助于氯气的溢出。
（4）①Mg(OH)2 ②2NH4＋＋3Cl2＋8OH－=8H2O＋6Cl－＋N2↑
③SO42－、Ca2＋ ④1.76
设计思绪（500字以内）
电解池的内容是高中电化学的重点，有一定的难度，因此在教学的过程中使知识简朴化、使学生可以掌握解题技巧从而轻松解题是关键。这节课的重点内容就是学生掌握电解的原理，可以书写电极反映方程式。
电解池的内容是和工业生产和生活紧密相连的知识，还应当重视知识的应用，使学生可以学以致用。
因此，在整体设计时，考虑了从电影桥段引入，场景生活化。教学顺序为电解池的构造、工作原理、离子放电顺序、电极方程式的书写。其中安排有学生实验，电解CuCl2 溶液，充足体现学生的探究过程，培养分工合作的意识。电解池的构造要与原电池的构造形成对比，方便学生理解。电极方程式的书写安排学生的讨论环节，希望学生可以自己总结出电极方程式书写的注意事项。在课堂小结之后，有效的联系常考题型，安排随堂检测，以及时巩固本节课的知识。
教学反思（500字以内）
高中化学教学反思是一种在教学实践过程中不断发现、思考、解决问题，对教学行为和教学活动进行批判的、故意识的分析和再认证的过程。在准备人教版选修4的《电解池》教学过程中，发现学生的学习爱好是有效学习的主线，而模式化学习是学生掌握基础知识和技能的有效形式。新课程标准中明确强调“关注学生的学习爱好和经验，精选终身学习必备的基础知识和技能”。
在教学内容的安排上，重要的上课线索是非常明确的。学生活动的主体顺序为：电解池构造条件—电解CuCl2溶液实验—“闭合电路”法理解电解原理—电极反映的书写—知识的检查。一些细节和设计和解决上，及时的反思和课后的研究，应当充足调动学生的学习积极性和积极性，努力创设宽松和谐的氛围，激发学生的求知欲望。
电解池原理学习的时候，指导学生完毕原电池和电解池的对比表格，通过对比学习，通过表格形式呈现的知识，学习就轻松、有效多了。在记忆方法上，指导学生用“原—负—氧” 和“电—阳—氧”的记忆口诀，原电池负极发生氧化反映，电解池阳极发生氧化反映，通过这样的简化记忆，学生也会很清楚原电池是正负极而电解池是阴阳极。“闭合回路”思想的指导，图像的引入，学生对于电子的转移和溶液中离子的定向运动也就找到了理论依据。

★专家评价（500字以内）
精品课打造过程中专家点评实录(1500字以内)
第一次
袁老师：节奏好。一课时的内容太多，讲不透。由于知识性比较强，课堂形式丰富些效果会好。要强化学生的探究能力。
李老师：思绪清楚，重点突出。根据我们学生的情况，还是设计成两课时比较好。题目的设计设立一下情境，拓展学生视野。细节方面，总结电荷运动方向的时候，还是要结合图像,帮助学生形象理解。
郭老师：容量太多，应当考虑多一点学生的参与，充足体现讨论环节，让学生真正的有分组和合作。
张老师：关于阴离子的放电顺序，是重点和难点，这节课还是要突破。但是又不能拓展的太深。
第二次
袁老师：强化学生的探究能力，学生实验由学生自主完毕。重点就在突破电极反映方程式的书写。
李老师：思绪清楚，重点更加突出。新课的引入从电影入手比较好，整节课老师的语言比较多，可以继续精简。电极反映书写的方法，改由学生总结这点特别的好，可以加强培养学生的总结归纳和梳理的能力。
第三次
袁老师：设计思绪好，课堂简朴清楚，气氛好，学生学习效果好，重点突出，难点突破。