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meili 发表于 2022-10-21 09:27:59

第三节电解池教案(第一课时)

<table align="center" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td colspan="3" rowspan="2" style="width:341px;"><p align="center">课题：第三节 电解池（一）</p></td><td style="width:114px;"><p align="center">授课班级</p></td><td style="width:114px;"><p align="center"> </p></td></tr><tr><td style="width:114px;"><p align="center">课 时</p></td><td style="width:114px;"><p align="center">1</p></td></tr><tr><td rowspan="3" style="width:79px;"><p align="center">教</p><p align="center"> </p><p align="center">学</p><p align="center"> </p><p align="center">目</p><p align="center"> </p><p align="center">的</p></td><td style="width:148px;"><p align="center">知识</p><p align="center">与</p><p align="center">技能</p></td><td colspan="3" style="width:341px;"><p align="left">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；</p><p align="left">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</p></td></tr><tr><td style="width:148px;"><p align="center">过程</p><p align="center">与</p><p align="center">方法</p></td><td colspan="3" style="width:341px;"><p align="center">利用2023年上海高考卷的一道电化学题：惰性电极电解饱和氯化钠溶液的实验，探究电解原理，通过教师的设疑、释疑调动学生积极思维，分析推理实验现象，归纳总结基本规律，使学生掌握电解装置的分析方法。</p></td></tr><tr><td style="width:148px;"><p align="center">情感</p><p align="center">态度</p><p align="center">价值观</p></td><td colspan="3" style="width:341px;"><p align="left">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。</p></td></tr><tr><td colspan="2" style="width:227px;"><p align="center">重点</p></td><td colspan="3" style="width:341px;"><p align="left">理解电解原理和惰性电极作阳极时的电解的一般规律。</p></td></tr><tr><td colspan="2" style="width:227px;"><p align="center">难点</p></td><td colspan="3" style="width:341px;"><p align="left">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。</p></td></tr><tr><td colspan="5" style="width:568px;"><p align="center">教学过程</p></td></tr><tr><td colspan="3" style="width:341px;"><p align="center">教学步骤、内容</p></td><td colspan="2" style="width:227px;"><p align="center">教学方法、手段、师生活动</p></td></tr><tr><td colspan="3" style="width:341px;"><p align="left">[复习]能量是可以相互转化的，通过原电池装置实现把化学能转变成电能。那么电能也应该可以转化为化学能，即通电可使新物质生成，能实现吗?</p><p align="left">带着疑问我们来看一个演示实验。</p><p align="left">[演示实验]取一张用饱和NaCI溶液浸湿的pH试纸，两根铅笔芯作电极，接通直流电源。</p><p align="center"></p><p align="left">[现象]1．a电极与试纸接触处出现一个双色同心圆，内圆为白色，外圈呈浅红色。</p><p align="left">2．b电极与试纸接触处出现一个蓝圆。</p><p align="left">3．灯泡亮。</p><p align="left">[结论]饱和NaCI溶液导电的同时发生了化学反应。</p><p align="left">[设疑]反应是如何发生的呢?与通电有何关系?</p><p align="left">NaCI．溶液导电性实验。(分清通电前后离子的运动特征。)</p></td><td colspan="2" style="width:227px;"><p align="left">引导]从现象人手分析：</p><p align="left">1．a极酸性和漂白性物</p><p align="left">质。——C1₂</p><p align="left">2．b极碱性物质。——NaOH</p><p align="left">3．电解质溶液导电。</p></td></tr><tr height="0"><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td><td> </td></tr></tbody></table><p align="center"> </p><p align="center"> </p><table align="center" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td style="width:427px;"><p></p><p>通电前：分析电解质溶液中的离子情况</p><p>阳离子：H⁺、Na⁺</p><p>阴离子：OH^-、CL^-</p><p>通电后：(必须直流电)在电场的作用下，</p><p>H⁺移向与电源负极相连的电极，得到电子变成H⁺，发生还原反应。</p><p>Cr移向与电源正极相连的电极，失去电子变成Cl^-，发生氧化反应。</p><p>[讲]1．与电源负极相连的电极——阴极</p><p>      与电源正极相连的电极——阳极</p><p>2．饱和NaCl溶液在导电过程中必然生成氯气和氢气</p><p>[总结并引出]这种电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。实现这种电能向化学能转化的装置叫做电解池。</p><p>[板书]第四章第三节电解池</p><p>一、电解原理</p><p>1．电解</p><p>使<u>电流</u>通过<u>电解质溶液</u>而在<u>阴、阳两极</u>引起<u>氧化还原反应的过程。</u></p><p>   ①       ④            ②                   ③</p><p>透彻分析概念</p><p>①直流电</p><p>②阴阳极的判断[链接]电解池阴、阳极的判断</p><table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td style="width:102px;height:40px;"><p align="center"> </p></td><td style="width:102px;height:40px;"><p align="center">与电源连接</p></td><td style="width:102px;height:40px;"><p align="center">电子流动方向</p></td><td style="width:102px;height:40px;"><p align="center">反应类型</p></td></tr><tr><td style="width:102px;height:20px;"><p align="center">阴极</p></td><td style="width:102px;height:20px;"><p align="center">—</p></td><td style="width:102px;height:20px;"><p align="center">流进</p></td><td style="width:102px;height:20px;"><p align="center">还原反应</p></td></tr><tr><td style="width:102px;height:22px;"><p align="center">阳极</p></td><td style="width:102px;height:22px;"><p align="center">+</p></td><td style="width:102px;height:22px;"><p align="center">流出</p></td><td style="width:102px;height:22px;"><p align="center">氧化反应</p></td></tr></tbody></table><p>③是一个非自发过程，实现由电能向化学能的转化</p><p>[讲]由上面分析可知：电解质溶液的导电过程必须有阴阳离子的参与，如果溶液中的离子不参加反应，电路就不能沟通，所以电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程。</p><p>④电解本质：电解质溶液的导电过程就是电解质的电解过程</p><p>[过渡]电解只是个原理，实现这个过程的装置叫做电解池。</p><p>[板书]2．电解池</p><p>(1)定义：电能化学能装置</p><p>(1)定义：借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转化为化学能的装置。</p></td><td style="width:141px;"><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p>从个性向共性的过渡。</p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p>分枝法深化概念。</p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p>对比法</p></td></tr></tbody></table><p> </p><p> </p><table align="center" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td style="width:391px;"><p>[读图]</p><p align="center"></p><p>(2)形成条件：</p><p>①外加直流电源</p><p>②与电源相连的两个电极</p><p>[讲]a．电极必须能导电</p><p>   b．电极材料可相同亦可以不同。</p><p>[超链接]电极介绍</p><p>电极活泼电极：除Pt、Au、Ti等少数金属外的其他金属</p><p>惰性电极：石墨电极、铂电极等</p><p>③电解质溶液或熔融的电解质</p><p>④用导线连接形成闭合回路</p><p>[设疑]电解质溶液是如何将电路沟通的呢?</p><p>[超链接]在下图中用箭头标出导线和电极中电子移动的方向及电</p><p>解质溶液中阴、阳离子移动的方向：</p><p align="center"></p><p>[讲]电源负极→电解池阴极→电解液中的阳离子(被还原)电解池中阴离子(被氧化)→电解池阳极→电源正极</p><p>[设疑]从上已知NaCl溶液中存在的离子有：Na⁺、Cl^-、OH^-、H+为什么电解时，只有H⁺和Cl^-发生了电子的得失呢?这要涉及到电极反应和离子的放电顺序问题。</p><p>[板书]3．电极反应式和电解总反应式的书写</p><p>(1)放电</p><p>离子到达电极时，失去或获得电子发生氧化还原反应的过程。</p><p>(2)离子的放电顺序(离子浓度接近时)</p><p>[讲]由于各种离子得失电子的能力不同，因此，电解时离子放电难易也不同。</p></td><td colspan="2" style="width:177px;"><p> </p><p> </p><p> </p><p>学生自我分析总结</p></td></tr><tr><td colspan="2" style="width:439px;height:124px;"><p>[板书]</p><p>阴极：</p><p>Ag⁺>Hg²⁺>Fe³⁺>cu²⁺>H⁺(酸)>Pb²⁺>Sn²⁺>Fe²⁺>H⁺</p><p>(水)>Zn²⁺>A1³⁺>Mg²⁺>Na⁺>Ca²⁺>K⁺   </p><p>阳极：金属>S²^－>I^－>Br^－>Cl^一>OH^－>NO³^－>SO₄²^－>F^－</p><p>指活泼电极    含氧酸根</p><p>[讲]①电解电解质溶液时，在阴阳两极上首先发生放电反应的离子分别是溶液里最容易放电的阳离子和最容易放电的阴离子。</p><p>②我们还要注意的是要先看电极材料，，是惰性电极还是活性电极，着阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性电极材料，则根据阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式</p><p>[板书](3)书写</p><p>[练习]请写出以碳棒作电极电解饱和氯化钠溶液的电极反应式及</p><p>总反应</p><p>[总结]步骤：</p><p>1．看电极</p><p>2．判断阴阳离子种类，比较放电能力</p><p>3．确定微粒形式</p><p>4．总反应=阴+阳</p><p>[讲]首先要分清电极，并分析电极材料和电解质溶液中的阴阳离子，确定放电顺序，牢记三个守恒。电极反应必须写离子放电，总反应中弱电解质写化学式，且总反应中一定要注明条件。   </p><p>[练习]完成下列表格。</p><table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td style="width:84px;height:20px;"><p>物质类别</p></td><td style="width:63px;height:20px;"><p>实例</p></td><td style="width:153px;height:20px;"><p>电极反应</p></td><td style="width:60px;height:20px;"><p>pH</p><p>变化</p></td><td style="width:61px;height:20px;"><p>电解类型</p></td></tr><tr><td style="width:84px;height:19px;"><p>含氧酸</p></td><td style="width:63px;height:19px;"><p>H₂SO₄</p></td><td rowspan="3" style="width:153px;height:19px;"><p>阳极：4OH^- －4e-=O₂↑+2H₂O</p><p>阴极：4H⁺=4e-=2H₂↑</p></td><td style="width:60px;height:19px;"><p>减少</p></td><td rowspan="3" style="width:61px;height:19px;"><p>解水型</p><p>（加水还原）</p></td></tr><tr><td style="width:84px;height:20px;"><p>强碱</p></td><td style="width:63px;height:20px;"><p>NaOH</p></td><td style="width:60px;height:20px;"><p>增大</p></td></tr><tr><td style="width:84px;height:59px;"><p>活泼金属的含氧酸盐</p></td><td style="width:63px;height:59px;"><p>Na₂SO₄</p></td><td style="width:60px;height:59px;"><p>不变</p></td></tr><tr><td style="width:84px;height:19px;"><p>无氧酸</p></td><td style="width:63px;height:19px;"><p>HCl</p></td><td style="width:153px;height:19px;"><p>阳极：2Cl^-－2e=Cl₂↑</p><p>阴极：4H⁺+4e^-=2H₂↑</p></td><td style="width:60px;height:19px;"><p>增大</p></td><td rowspan="2" style="width:61px;height:19px;"><p>解电解质型</p><p>（加HCl还原）</p></td></tr><tr><td style="width:84px;height:59px;"><p>不活泼金属的无氧酸盐</p></td><td style="width:63px;height:59px;"><p>CuCl₂</p></td><td style="width:153px;height:59px;"><p>阳极：2Cl^-－2e=Cl₂↑</p><p>阴极：Cu²⁺+2e-=Cu</p></td><td style="width:60px;height:59px;"><p>增大</p></td></tr><tr><td style="width:84px;height:59px;"><p>活泼金属的无氧酸盐</p></td><td style="width:63px;height:59px;"><p>NaCl</p></td><td style="width:153px;height:59px;"><p>阳极：2Cl^-－2e=Cl₂</p><p>阴极：2H₂O+2e-=H₂↑+2OH^-</p></td><td style="width:60px;height:59px;"><p>增大</p></td><td style="width:61px;height:59px;"><p>放氧生碱型</p><p> </p><p>（加HCl还原）</p></td></tr><tr><td style="width:84px;height:60px;"><p>不活泼金属的含氧酸盐</p></td><td style="width:63px;height:60px;"><p>CuSO₄</p></td><td style="width:153px;height:60px;"><p>阳极：4OH^-－4e^-=O₂↑+2H₂O</p><p>阴极：2Cu²⁺+4e^-=2Cu</p></td><td style="width:60px;height:60px;"><p>减小</p></td><td style="width:61px;height:60px;"><p>放氧生酸型</p><p>（加CuO还原）</p></td></tr></tbody></table><p> </p></td><td style="width:129px;height:124px;"><p>教师边写边讲（附板书）</p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p>探究电解类型（用惰性电极电解时）</p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p>在练习中升华知识</p></td></tr><tr height="0"><td> </td><td> </td><td> </td></tr></tbody></table><p> </p><table align="center" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td style="width:439px;height:757px;"><p>[讲]判断溶液中pH的变化，先分析原溶液的酸碱性，再看电极产物，如果只产生H₂没有O₂则pH变大。如果只产生O₂而无H₂，则pH变小。如果既产生O₂又有H₂，若原溶液呈酸性，则pH减小；若原溶液呈碱性则pH增大；若原溶液呈中性则pH不变。如果既无</p><p>O₂产生也无H₂产生，则溶液的pH均趋于7</p><p>[板书]4．电解规律(惰性电极)</p><p>①电解水型②电解质分解型③放氢生碱型④放氧生酸型</p><p>[小结]本节课我们学习了电解的原理，认识了电解池的功能，下面请同学们在总结本节知识以及回忆前面所学的原电池知识的前提下，填写课前所发放的表格，并注意比较。</p><p>原电池与电解池的比较</p><table border="1" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td style="width:189px;"><p>装置类别</p></td><td style="width:189px;"><p>原电池</p></td><td style="width:189px;"><p>电解池</p></td></tr><tr><td style="width:189px;"><p>定义</p></td><td style="width:189px;"><p>化学能转换电能</p></td><td style="width:189px;"><p>电能转换为自由能</p></td></tr><tr><td style="width:189px;"><p>举例</p></td><td style="width:189px;"><p>锌铜原电池</p></td><td style="width:189px;"><p>电解氯化铜溶液</p></td></tr><tr><td style="width:189px;"><p>形成条件</p></td><td style="width:189px;"><p>1．活泼性不同的两电</p><p>极(用导线连接)</p><p>2．电解质溶液(电极</p><p>插入其中并与电极自</p><p>发反应)</p><p>3．形成闭合回路</p></td><td style="width:189px;"><p>1．两电极接直流电源</p><p>2．两电极插入电解质溶液中</p><p>3．形成闭合回路</p></td></tr><tr><td style="width:189px;"><p>电极名称</p></td><td style="width:189px;"><p>负极：较活泼金属正</p><p>极：较不活泼金属</p><p>(或能导电的非金</p><p>属)</p><p>由电极本身决定</p></td><td style="width:189px;"><p>阳极：与电源正极相连的极</p><p>阴极：与电源负极相连的极</p><p>由外加电源决定</p></td></tr><tr><td style="width:189px;"><p>电极反应</p></td><td style="width:189px;"><p>负极：氧化反应，金属</p><p>失电子正极：还原反</p><p>应，溶液中的阳离子</p><p>得电子</p></td><td style="width:189px;"><p>阳极：氧化反应，溶液中的阴</p><p>离子失电子或电极金属失电</p><p>子阴极：还原反应，溶液中的</p><p>阳离子得电子</p></td></tr><tr><td style="width:189px;"><p>电子流向</p></td><td style="width:189px;"><p>负极——导线——正</p><p>极</p></td><td style="width:189px;"><p>电源负极——阴极</p><p>电源正极——阳极</p></td></tr><tr><td style="width:189px;"><p>能否自发进行</p></td><td style="width:189px;"><p>反应能够自发进行</p></td><td style="width:189px;"><p>反应不能够自发进行</p></td></tr></tbody></table><p> </p></td><td style="width:129px;height:757px;"><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p> </p><p>比较分析法</p></td></tr></tbody></table><p> </p><p> </p><table align="center" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td colspan="2" style="width:379px;height:249px;"><p> </p><table align="center" border="1" cellpadding="0" cellspacing="0"><tbody><tr><td style="width:121px;"><p align="center">实质</p></td><td style="width:121px;"><p>使氧化还原反应中的电子通过导线定向转移形成电流</p></td><td style="width:121px;"><p>使电流通过电解质溶液而阴阳两极引起氧化还原反应的过程</p></td></tr><tr><td style="width:121px;"><p align="center">主要应用</p></td><td style="width:121px;"><p>1．金属电化腐蚀分析</p><p>2．金属牺牲阳极的阴极保护法</p><p>3．制造多种新化学电源</p></td><td style="width:121px;"><p>1．电解食盐水(氯碱工业)</p><p>2．冶炼活泼金属</p><p>3．电解精炼</p></td></tr></tbody></table> <p> </p></td><td style="width:189px;height:249px;"><p> </p></td></tr><tr><td style="width:55px;"><p align="center">知</p><p align="center">识</p><p align="center">结</p><p align="center">构</p><p align="center">与</p><p align="center">板</p><p align="center">书</p><p align="center">设</p><p align="center">计</p></td><td style="width:324px;"><p>第四章第三节电解池</p><p>一、电解原理</p><p>1．电解</p><p>使<u>电流</u>通过<u>电解质溶液</u>而在<u>阴、阳两极</u>引起<u>氧化还</u></p><p>①④②</p><p><u>原反应的过程。</u></p><p>    ③      </p><p>2．电解池</p><p>(1)定义：电能→化学能装置</p><p>(2)形成条件：①②③④</p><p>3、电极反应式和电解总反应式的书写</p><p>(1)放电</p><p>(2)离子的放电顺序</p><p>阴极：</p><p>Ag⁺>Hg²⁺>Fe³⁺>Cu²⁺>H⁺(酸)>Pb²⁺>Sn²⁺>F²⁺></p><p>H⁺(水)>Zn²⁺>Al³⁺>Mg²⁺>Na⁺>Ca²⁺>K⁺</p><p>阳极：<u>金属</u>S^2->I^->Br^->Cl^->OH^-><u>NO₃^->SO₄^2-></u>F^-</p><p>指活泼电极    含氧酸根</p><p>(3)书写</p><p>4．电解规律(惰性电极)</p><p>①电解水型②电解质分解型③放氢生碱型④放氧生酸型</p></td><td style="width:189px;"><p> </p></td></tr><tr><td colspan="2" style="width:379px;height:206px;"><p>教学反思：</p></td><td style="width:189px;height:206px;"><p> </p></td></tr><tr><td colspan="2" style="width:379px;height:206px;"><p> </p></td><td style="width:189px;height:206px;"><p> </p></td></tr><tr height="0"><td> </td><td> </td><td> </td></tr></tbody></table>

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