4.2电解池-2021-2022学年高二化学同步备课教案设计（人教版2019选择性必修1）_高化_2025春-人教版高中化学_03新版高中化学选择性必修1_02教案_教案（表格式）

第四章 化学反应与电能 课题 第二节 电解池 第一、二课时 1、理解电解原理，会判断电解池、电极产物、电极周围溶液 pH 知识与技能 值及整个溶液pH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。 教 学 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 目 标 过程与方法 应用，特别是电解在电镀、电解精炼、电冶炼等方面的应用。 情感态度 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 与价值观 泛应用，激发学生勇于创新、积极实践的科学态度。 教学 理解电解原理和以电解CuCl 溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。 重点 2 教学 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。 难点 教 学科网（北京）股份有限公司 学 设 分 教 电解池的实质是氧化还原反应原理，是在原电池原理的基础上进一步学习电 析 材 化学理论，使学生对电化学基础知识得到巩固和深化。 我们的学生基础较差，特别是对实验现象的概括叙述不规范，需要老师规范 学 学生的用语，本节学生掌握化学反应速率的概念以及计算应该没问题，让学生自 情 分 己总结影响化学反应速率的因素会有一些困难。 析 以培养学生自主获取新知识的能力为目的来设计教学，采用发现，探究的教学 教 法 模式，其设计的教学指导思想，是由浅入深，从学生日常生活中的化学现象和实 想 设 验中抽象出有关的概念和原理。形成一个由宏观到微观、由感性到理性、由简单 计 到复杂的科学探究过程。 教学环节 教 学 内 容 设计意 图 教师活动设计 学生活动［复习］在前面我们已经学习了原电池的知识，谁能举例说 明原电池是怎样的能量转化装置？ ［学生讨论］学生讨论后回答：原电池是把化学能转变成电 能的装置。 ［引入］1799年，当意大利人发明了最原始的电池---伏打电 池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来 看资料， 激发兴趣 了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想 引入新课 看看它还能否出现什么奇特的现象。1807年，当英国化学家 载维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时，奇迹 终于产生了，在阴极附近产生一种银白色的金属，随即形成 紫色的火焰。这就是发现钾元素的主要过程，当时在社会上 引起了轰动。他随后用电解法又相继发现了钠、钙、锶、 钡、镁、硼、硅等元素，戴维成为发现化学元素最多的。这 其中的奥妙是什么呢？电解时，物质的变化是如何发生的 呢？ 电能如何才能转变成化学能呢？（展示几个电解工业的 学生讨论 工厂实景）这就是本节课我们要共同探讨的问题。 思考 引 ［板书］第四章 第三节 电解池 入 新 课 一、电解原理 1、电解原理 ［设疑］我们已经知道，金属和电解质溶液都能导电，金属 的导电过程是物理变化，电解质溶液的导电过程是否与金属 的导电过程相同呢？ ［学生实验］学生以学习小组为单位完成 ［实验４—１］（也可将该实验分三步实施），并观察、记 录实验现象。教师巡回指导。 (1) 将两要碳棒分别插进U型管内的CuCl 溶液中，观察现象 2 现象：碳棒表面无明显现象 (2) 将两根碳棒用导线相连后，浸入 U型管内的 CuCl 溶液 学生讨论 2 后回答： 中，观察现象 培 养 概 括 现象：碳棒表面无明显现象 能力 (3) 将两根碳棒分别跟直流电源的正、负极相连接，浸入 U 型管内的CuCl 溶液中，接通电源，观察现象 2 ［实验现象］阴极：碳棒上逐渐覆盖了一层红色物质。 阳极：生成有刺激性气味、能使湿润的碘化钾淀 粉试纸变蓝的气体。 学科网（北京）股份有限公司［问］请大家根据实验现象和氯化铜溶液的组成成分以及原 有知识分析推断两极生成物的名称。 ［小结］两极产物 阴极——铜 阳极——氯气 ［问］氯化铜溶液在电流的作用下为什么会生成Ｃu和Cl 2 呢？ 思考 ［讲］CuCl 在水溶液中完全电离生成Cu2+和Cl- 2 ［板书］ CuCl ＝Cu2+＋2Cl－ 2 联 系 实 际 ［讲］通电前，Cu2+和Cl－在溶液里自由运动；通电后，在 进 行 学 电场的作用下，带负电的Cl－移向阳极，并失去电子被氧化 习 ， 有 利 成氯原子，进而结合成 Cl 放出，带正电的Cu2+移向阴极， 2 学 生 更 好 并得到电子被还原成铜原子，覆盖在阴极上。 的 学 习 化 ［投影］播放课前制作的多媒体课件，模拟 CuCl 溶液中 2 学 Cu2+和Cl－在通电前后的运动、变化情况。 ［板书］ 阴极： Cu2+＋2e－=Cu （还原反应） 阳极： 2Cl－-2e－=Cl ↑（氧化反应） 2 ［小结］电解质溶液在导电过程中有新物质产生，是化学变 化。 ［板书］2、基本概念 (1) 使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原 导 反应的过程叫做电解。 学 (2) 把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。 达 标 ［小结］：电解池的形成条件： 总结 培 养 学 生 （1）连接直流电源的两个电极； 的 归 纳 总 （2）电解质； 结能力 （3）构成闭合回路 ［学生活动］让学生独立书写电解CuCl 溶液的化学反应方 2 程式。（可以请1—2名学生到黑板上书写，然后讲评） ［板书］ CuCl Cu＋Cl ↑ 2 2 ［过渡］下面我们再分析电解池的两个电极。 ［板书］3、电解池的两极 ［讲］电解池的两极是由与之相连的电源电极的极性决定 学 生 根 据 的。 电 解 原 理 讨论 ［板书］ 阴极：与电源负极相连的电极。（发生还原反 进行总结 应） 阳极：与电源正极相连的电极。（发生氧化反应） ［设疑］电解质溶液是如何将电路沟通的呢？ 分析 ［板书］4、电解池中的电子的移动方向 ［学生活动］请学生讨论、总结并回答上面提出的问题。 ［板书］电源负极 →电解池阴极 →电解液中的阳离子（被 学科网（北京）股份有限公司［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。 ［板书］5、电解的本质：电解质溶液的导电过程就是电解 质溶液的电解过程 ［问］从上已知CuCl 溶液中存在的离子有：Cu２＋、Cl－、 2 OH－、H＋为什么电解时，只有Cu２＋和Cl－放电？这要涉及 到离子的放电顺序问题。 ［板书］6、离子的放电顺序 ［讲］由于各种离子得失电子的能力不同，因此，电解时离 让 学 生 掌 记忆 子放电难易也不同。 握 好 粒 子 ［板书］阳离子：Ag+＞Hg2+＞ H + ＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+＞ H + ＞ 的 放 电 顺 Al3+＞Na+＞K+ 序 ， 再 依 阴离子：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根 据 电 解 池 ［讲］电解电解质溶液时，在阴阳两极上首先发生放电反应 原 理 进 行 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 书 写 各 个 离子。 电极反应 ［讲］我们还要注意的是要先看电极材料，是惰性电极还是 导 活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极 学 达 反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性电 标 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 ［板书］7、电极产物的判断 (1) 阳极放电顺序：活泼阳极(金属)>无氧酸根离子>OH―>含 氧酸根离子>F― (2) 阴极放电：溶液中的阳离子放电 学习规律 ［板书］8、电极反应式的书写：列物质，标得失；选离 子，配电荷；配个数，巧用水；两式加，验总式。 ［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。 ［过］下面，我们来重点介绍几组有代表性的电解池及其电 极反应式的书写 ［副板书］用惰性电极电解烧杯里的溶液 1、电解含氧酸 阳极：4OH— —4e— = 2H O+O ↑ 2 2 阴极：4H++ 4e— = 2H ↑ H 2 SO 4 2 通电 学科网（北京）股份有限公司结论：用惰性电极电解含氧酸实质是电解水。电解后，酸的 浓度增大，即[H+]增大，故溶液的 PH减小 2、电解无氧酸 HCl 阳极：2Cl— —2e— = Cl ↑ 2 阴极：2H++ 2e— = 2H ↑ 2 通电 总的方程式：2HCl ===== H ↑+Cl ↑ 2 2 结论：用惰性电极电解无氧酸(除HF)，溶质消耗。电解的结 果消耗了 HCl，即[H+]减小，溶液的 PH增大。 NaOH 3、电解可溶性碱 让 学 生 掌 阳极：4OH— —4e— = 2H O+O ↑ 2 2 握 好 粒 子 阴极：4H++ 4e— = 2H ↑ 2 书写电极 的 放 电 顺 通电 总的方程式：2H 2 O ===== 2H 2 ↑+O 2 ↑ 反应 序 ， 再 依 结论：用惰性电极电解强碱实质是电解水。电解后，碱的浓 据 电 解 池 度增大，即[OH-]增大，故溶液的PH增大。 原 理 进 行 4、电解活泼金属的含氧酸盐 书 写 各 个 阳极：4OH— —4e— = 2H O+O ↑ 电极反应 2 2 阴极：4H++ 4e— = 2H ↑ Na 2 SO 4 2 通电 总的方程式：2H O ===== 2H ↑+O ↑ 2 2 2 结论：用惰性电极电解活泼金属的含氧酸盐实质是电解水。 电解后溶液的PH不变，等于7。 5、电解不活泼金属的无氧酸盐 阳极：2Cl— —2e— = Cl ↑ 2 CuCl 2 阴极：Cu2+ + 2e— = Cu 通电 总的方程式：CuCl ===== 2Cu + Cl ↑ 2 2 结论：用惰性电极电解不活泼金属的无氧酸盐(除氟化物)， 溶质消耗。电解的结果使[Cu2+]减小，溶液的[H+]减小，溶液 的PH略有增大 6、电解活泼金属的无氧酸盐 阳极：2Cl— —2e— = Cl ↑ 2 阴极：4H++ 4e— = 2H ↑ 2 通电 总的方程式：2NaCl + 2H O ==== 2NaOH + H ↑+ Cl ↑ 2 2 2 结论：用惰性电极电解活泼金属的无氧酸盐，溶质、水同时 消耗。电解的结果生成碱，电解后溶液的PH增大。 学科网（北京）股份有限公司7、电解不活泼金属的含氧酸盐 阳极：4OH— —4e— = 2H O+O ↑ 2 2 阴极：Cu2+ + 2e— = Cu CuSO 4 通电 总的方程式：2CuSO +2H O ==== 2H SO +2Cu+O ↑ 4 2 2 4 2 结论：用惰性电极电解不活泼金属的含氧酸盐，溶质、水同 时消耗。电解的结果生成酸，溶液的PH减小。 根据电极 ［讲］判断溶液中pH的变化，先分析原溶液的酸碱性，再 和总反应 看电极产物，如果只产生 H 没有O 则pH变大。如果只产 判断溶液 2 2 生O 而无H ，则pH变小。如果既产生 O 又有H ，若原溶 的酸碱性 2 2 2 2 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O 产生也无H 产生，则溶 2 2 液的pH均趋于7 让 学 生 根 ［板书］8、电解规律 据 规 律 能 (1) 电解质分解型：无氧酸、不活泼金属的无氧酸盐溶液的 解 决 多 种 电解，水不参加反应 问题 (2) 电解水型：强碱、活泼金属的含氧酸、含氧酸等溶液的 电解，只有水参加 (3) 放氢生碱型：电解活泼金属的无氧酸盐时，电解质的阴 离子和水电离的H＋放电，溶质和水都参加反应，pH增大 (4) 放氧生酸型：电解不活泼金属的含氧酸盐时，电解质电 总结 离的阳离子和水电离的 OH―离子放电，溶质和水都参加反 应，pH减小。 ［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。 作 业 设 计 第三节 电解池 一、电解原理 1、电解原理： 阴极： Cu2+＋2e－=Cu （还原反应） 阳极： 2Cl－-2e－=Cl ↑（氧化反应） 板 2 书 2、基本概念 设 (1) 使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。 计 (2) 把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。 3、电解池的两极 阴极：与电源负极相连的电极。（发生还原反应） 阳极：与电源正极相连的电极。（发生氧化反应） 4、电解池中的电子的移动方向 学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司