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高中化學教學設計 ​電解的原理

本節介紹電能轉化為化學能的一種重要形式——電解。本節內容根據由淺入深,由簡到繁的原則安排。在學生已經具有熔融鹽可以導電知識的基礎上,本節以單一物質的熔融體系為切入點,避開溶劑、放電順序等複雜因素,引領學生學習電解的原理,使他們知道電解的原理與原電池的原理本質上使相同的,以及在外加直流電的驅動下,藉助於電解池裝置,可以使一個不自發的氧化還原反應發生,並且該氧化還原過程的氧化過程與還原過程是分別在兩個電極上進行的。使學生對氧化還原反應的是指使電子轉移這一認識得到提升,並且他們學習氧化還原反應的一種新型別:不自發,但可以在電驅動下發生。由本節內容的學習讓學生清晰地建立起陰極、陽極、電極反應等概念。

宏觀辨識與微觀探析:

能運用化學符號和定量計算等手段說明電解池的組成及工作原理,能分析電解過程中的物質變化和伴隨發生的能量變化。

證據推理與模型認知:

能認識和構建電解池裝置和工作原理的認知模型,並能說明模型使用的條件和適用範圍。

科學探究與創新意識:

能對簡單化學問題的解決提出可能的假設,能運用多種方式收集實驗證據,基於實驗事實得出結論提出自己的看法。

電解的原理、電極反應式的書寫

電解氯化銅溶液的實驗影片

【知識回顧】複習回顧原電池的構成條件以及工作原理,完成學案相關內容。

【聯想質疑】金屬鈉與氯氣在常溫下就可以發生氧化還原反應生成氯化鈉,同時放出大量的熱:

2Na(s)+Cl2(g) =2NaCl(s)   △H=-822。3kJ·mol-1

反之,若以氯化鈉為原料製備金屬鈉,則需要從外界獲得能量(如電能)。在生產實踐中,人們是如何利用電能,以氯化鈉為原料製取金屬鈉的呢?

【引入】工業上常用電解熔融的氯化鈉獲得金屬鈉。電解是一種將電能轉化為化學能的過程。透過電解通常可以使許多在通常條件下不能自發進行的反應得以進行。

【板書】一。電解的原理

【交流研討】圖1—3—2為工業上利用電解熔融氯化鈉的方法生產金屬鈉所用裝置的示意圖。容器中盛有熔融氯化鈉,兩側分別插入2石墨片和鐵片作為電 極材料,兩個電極分別與電源的正極和負極相連。討論:

1。接通直流電源後,熔融氯化鈉中的Na+和Cl-各向哪個方向移動?

2。移動到兩個電極表面的將分別發生什麼變化?

【自主學習】學生結合“交流研討”內容,閱讀教材相關內容,小組交流歸納電解熔融氯化鈉的過程。

【投影總結】

高中化學教學設計 ​電解的原理

【板書】1。電解

2。電解池

3。電解池的構成條件

【投影總結】

高中化學教學設計 ​電解的原理

【板書】4。電解的原理

【投影總結】

高中化學教學設計 ​電解的原理

【交流研討】對比原電池和電解池,請分析:

1。原電池和電解池在工作原理上有何異同?

2。原電池和電解池在裝置構成上有何異同?

學生小組合作交流完成學案表格

【投影展示】

高中化學教學設計 ​電解的原理

【觀察思考】1。觀察電解氯化銅溶液的實驗記錄實驗現象

2。通電前氯化銅溶液中含有哪些離子,如何運動?

3。通電後離子如何運動?

4。 根據實驗現象分析,在電極上放電的離子分別是什麼離子?寫出電極反應式。

【投影】電解氯化銅溶液的實驗影片

【歸納總結】

高中化學教學設計 ​電解的原理

【思考】溶液中氫離子和氫氧根離子定向移動嗎?為什麼它們沒有放電?

【總結】離子的放電順序

離子在電極表面得到或失去電子的過程通常叫做放電。當電解質溶液中存在多種陽離子或陰離子時,離子在電極上放電的順序時存在規律的。陰極上,金屬陽離子得電子能力越強越先放電,常見陽離子的放電順序:Ag+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+……;陽極上,陽極材料為金屬(鉑、金等惰性金屬除外)時,金屬陽極材料優先失去電子;陽極材料為石墨時,電解質溶液中陰離子失去電子,陰離子失電子能力越強越先放電。常見陰離子的放電順序:金屬陽極>S2->I->Cl->OH->含氧酸根。

【遷移應用】根據離子的放電順序,學生思考完成以下問題,寫出有關的電極反應式。

1。用銅做電極,電解H2SO4溶液,分析兩極反應現象,寫出電極反應式。

2。用石墨做電極,電解Na2SO4溶液,分析兩極反應現象,寫出電極反應式。

3。用石墨做電極,電解NaCl溶液,分析兩極反應現象,寫出電極反應式。

4。用石墨做電極,電解CuSO4溶液,分析兩極反應現象,寫出電極反應式。

【展示】學生板演展示

【投影】教師投影答案進行點評。

【歸納總結】根據離子的放電順序,在用惰性電極進行電解電解質溶液時,可以分為四種情況。

【投影】

高中化學教學設計 ​電解的原理

【課堂小結】

高中化學教學設計 ​電解的原理

本節課從單一物質的熔融體系為切入點,避開溶劑、放電順序等複雜因素,引領學生學習電解的原理,使他們知道電解的原理與原電池的原理本質上使相同的,明確原電池和電解質在結構上的異同。為了增加課堂容量,以電解氯化銅溶液為例,使學生認識到溶液中離子放電是有先後順序的,進入引入離子的放電順序,根據放電順序,使學生初步歸納出在惰性電極下進行電解的四種類型。