电能转化为化学能　　教案1 4页

- 1 - 化学：2.3.2 电能转化为化学能 教案（苏教版必修 2） 教学目标： 【知识与技能】 1、通过电能转化 为化学能的实例-----电解和电镀的教学活动，了解电极原理、电解和电镀 的重要性。 2、了解日常所用的手机、数码相机等产品的充电、放电原理。 3、通过对实验现象的观察、分析和推理，培养学生的实验能力、观察能力、思维能力。 【过程与方法】 1、 运过实验探究方法，通过氯化铜溶液的电解学习电解原理。 2、 播放电解原理的电脑课件，加深学生对抽象的理论的理解。 【情感态度与价值 观】 渗透由现象看本质、由个别到一般、由一 般到特殊的辨证唯物主义观点。 【教学重点】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。 【教学难点】理解电解原理以及铜的电解精练中非惰性电极时电解产物的判断。 【教学过程】 【引入】在生产和生活中我们不但要利用化学反应，使化学能转化为电能，而且要利用化学 反应使电能转化为化学能。电能转化为化学能一般通过电解的方法来完成。你能 举出在我们 已学过的化学课程里涉及利用电解反应来制取新物质的例子吗？ 【师问】忆一忆：在我 们已学过的化学课程里，涉及利用电解反应来制取新物质的例子？ 【投影】 实例 被电解物质 电解产物 化学方程式 电解水 电解食盐水 电解融熔氯化钠 电解融熔氯化钠 电解融熔氧化铝 【过渡】在电解过程中被电解的物质是怎样转化为生成物的呢？我们可以通过下面的实验作 简要的了解。 - 2 - 【投影】在 U 形管中加入饱和氯化铜溶液，用石墨棒作电极，接通电源，电解数分钟后，观 察现象。 【投影】 实验内容 实验内容 所得结论 电解氯化铜 1、 阴极上覆盖一层红色的固体 2、 阴极上有气泡产生，用湿润的 碘化钾淀粉试纸检验，试纸变 蓝 1、 阴极上有铜生成 2、 阳极上有氯气生成 【师问 】这个实验说明什么问题？ 【生】CuCl2 溶液在电流的作用下，生成了铜和氯气。电流的作用是这种变化的根本原因。 【师讲】与原电池的两极有区别，这 里的两个电极叫阴极，阳极。 电解池中与电源的正极相连的叫阳极，与电源的负极相 连的电极叫阴极。 【板书】 1.电极名称和电极反应 阳极：与电源的正极相连的电极 阴极：与电源的负极相连的电极 【投影】[交流与讨论]试分析氯化铜溶液电解发生的反应，写出电极反应式和电解总化学方 程式。 【板书】 阴极： Cu2++2e=Cu 还原反应 阳极： 2Cl—-2e—= Cl2↑ 氧化反应 电解的化学方程式为：CuCl2 电解 Cu + Cl2 ↑ 阴极产物 阳极产物 【师讲】由上可知，电解反应是电解质溶液在电流的作用下，在电极上发生的氧化还原反应 叫做电解。 【板书】一、电解 1.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 【师问】电解的能量转化形 式是？ 【生】电解是电能转化为化学能。 【板书】电解池：把电能转化为化学能的装置。 【投影】 - 3 - [交流与讨论]1、使用的电极是活性的还是惰性的？ 2、通电前，氯化铜溶液中存在哪些阴、阳离子？ 3、电子的流动方向如何？外电路上的电流方向怎样？ 4、根据阴阳两极的反应产物分析，接通直流电源后，阴、阳离子怎样运动？ 5、在 CuCl2 溶液中，存在 Cu2+、Cl—、H+、OH—，为什么 H+和 OH—没有得失电子？ 【生】在阴极，由于 Cu2+比 H+易得电子，Cu2+得电子发生还原反应：Cu2++2e=Cu 在阳极，由于 Cl—比 OH—易失电子，Cl—失电子生氧化反应：2Cl—-2e—= C l2↑ 【师问】阴阳离子得失电子的顺序如何判断？有无规律？ 【投影】阳极：应是失电子能力强的优先反应， 阴离子放电顺序为：（活泼 电极＞）S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根＞F- 阴极：应是得电子能力强的优先反应， 阳离子放电顺序一般为：Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+ 说明：离子放电顺序和离子本性、离子浓度、电极材料、电压等很多因素有关，这里只是 一般顺序。 【过渡】电解质在溶液中电离产生自由移动的离子，直流电通过，阴阳离子定向移动，并发 生氧化还原反应，电解质还能在什么条件下发生电 离？ 【生】在熔融状态下，也能发生电离产生自由 移动的离子。 【师讲】可见，电解质在熔融状态下通电时也能发生电解。工业上冶炼 K、Ca、Na 常常是电 解它的熔融盐，冶炼铝是电解熔融的氧化铝。 【边讲边板书】3.电解原理：电 解质在水溶液或熔融状态下电离出自由移动的 离子，通电时， 自由离子作定向移动，阴离子向阳极移动，在阳极失去电子发生氧化反应，阳离子 向阴极移 动，在阴极得到电子发生还原反应。 【师问】电解池是电能转化 为化学能的装置，请大家想一想，要组成一个电解池，至少应该 需要什么条件？ 【生】电源 、电极、电解质溶液、用导线连接成闭合电路。 【板书】4.电解池的组 成条件： ①与外加电源相连的两个电极（活泼性相同或不同） ②电解质溶液 ③形成闭合电路 【师】前面我们学过了原电池，比较电解池与原电 池 - 4 - 【投影】略（比较电解池与原电池） 二、电解原理的应用 1．电解熔融的氯化钠 2．电解氯化钠的水溶液 【投影】课堂练习： 1.写出用碳棒作电极电解熔融的 NaCl 的电极反应式和电解的化学方程式。 2.写出用碳棒作电极电解 NaCl 溶液的电极反应式和电解的化学方程式。 阳极: 2Cl--2e-= Cl2↑ 阴极:2Na++2e-=2Na 电解熔融食盐的化学方程式为：2NaCl 电解 Cl2↑ + 2Na 阳极: 2Cl--2e-= Cl2↑ 阴极:2H++2e-=H2↑ 电解食盐水反应的化学方程式为：2NaCl+2H2O 电解 2NaOH + H2 ↑ +C l2↑ 【生】阅读课本拓展视野 【师】粗铜是含有锌、银、金等杂质的铜板，将粗铜板作阳极，由于金属单质失电子的能力 强于溶液中的氢氧根离子，所以，锌和铜失电子转化为阳离子进入溶液，金、银等杂质成为 阳极泥而成降。反应如下： 【板书】3. 铜的电解精练 阳极: Zn -2e= Zn 2+ Cu -2e= Cu2+ 【师】此阳极为非惰性的金属,阳极材料本身参加氧化还原反应, 以纯铜作阴极,电解质溶液为硫酸铜溶液,电解时,溶液中的 Cu2+优先得到电子成为单质 覆盖在阴极上, 【板书】极阴: Cu2++2e=Cu 【师】如此进行的电解反应,可得到纯度大于 99.9%的精练铜. 【板书设计】