高中化學(xué)蘇教版化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化 名師獲獎(jiǎng)

課題電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能課型新授課編縞教師授課教師授課時(shí)間授課班級(jí)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能目標(biāo)1、通過電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的實(shí)例-----電解和電鍍的教學(xué)活動(dòng)，了解電極原理、電解和電鍍的重要性。2、了解日常所用的手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等產(chǎn)品的充電、放電原理。3、通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和推理，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒂^察能力、思維能力能力與方法目標(biāo)1.運(yùn)過實(shí)驗(yàn)探究方法，通過氯化銅溶液的電解學(xué)習(xí)電解原理。2.播放電解原理的電腦課件，加深學(xué)生對(duì)抽象的理論的理解。情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)滲透由現(xiàn)象看本質(zhì)、由個(gè)別到一般、由一般到特殊的辨證唯物主義觀點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)電解原理和以電解CuCl2溶液為例得出惰性電極作陽極時(shí)的電解的一般規(guī)律教學(xué)難點(diǎn)理解電解原理以及銅的電解精練中非惰性電極時(shí)電解產(chǎn)物的判斷教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究法——通過實(shí)驗(yàn)，分析、討論、思考、交流、歸納、小結(jié)教學(xué)過程【引入】在生產(chǎn)和生活中我們不但要利用化學(xué)反應(yīng)，使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而且要利用化學(xué)反應(yīng)使電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能一般通過電解的方法來完成。你能舉出在我們已學(xué)過的化學(xué)課程里涉及利用電解反應(yīng)來制取新物質(zhì)的例子嗎？【師問】憶一憶：在我們已學(xué)過的化學(xué)課程里，涉及利用電解反應(yīng)來制取新物質(zhì)的例子？【投影】實(shí)例被電解物質(zhì)電解產(chǎn)物化學(xué)方程式電解水電解食鹽水電解融熔氯化鈉電解融熔氯化鈉電解融熔氧化鋁【過渡】在電解過程中被電解的物質(zhì)是怎樣轉(zhuǎn)化為生成物的呢？我們可以通過下面的實(shí)驗(yàn)作簡(jiǎn)要的了解。【投影】在U形管中加入飽和氯化銅溶液，用石墨棒作電極，接通電源，電解數(shù)分鐘后，觀察現(xiàn)象?！就队啊繉?shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容所得結(jié)論電解氯化銅陰極上覆蓋一層紅色的固體陰極上有氣泡產(chǎn)生，用濕潤(rùn)的碘化鉀淀粉試紙檢驗(yàn)，試紙變藍(lán)陰極上有銅生成陽極上有氯氣生成【師問】這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明什么問題？【生】CuCl2溶液在電流的作用下，生成了銅和氯氣。電流的作用是這種變化的根本原因?！編熤v】與原電池的兩極有區(qū)別，這里的兩個(gè)電極叫陰極，陽極。電解池中與電源的正極相連的叫陽極，與電源的負(fù)極相連的電極叫陰極?！景鍟?.電極名稱和電極反應(yīng)陽極：與電源的正極相連的電極陰極：與電源的負(fù)極相連的電極【投影】[交流與討論]試分析氯化銅溶液電解發(fā)生的反應(yīng)，寫出電極反應(yīng)式和電解總化學(xué)方程式?！景鍟筷帢O：Cu2++2e=Cu還原反應(yīng)陽極：2Cl—-2e—=Cl2↑氧化反應(yīng)電解的化學(xué)方程式為：CuCl2電解Cu+Cl2↑陰極產(chǎn)物陽極產(chǎn)物【師講】由上可知，電解反應(yīng)是電解質(zhì)溶液在電流的作用下，在電極上發(fā)生的氧化還原反應(yīng)叫做電解?！景鍟恳弧㈦娊?.電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程【師問】電解的能量轉(zhuǎn)化形式是？【生】電解是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能?！景鍟侩娊獬兀喊央娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置?！就队啊縖交流與討論]1、使用的電極是活性的還是惰性的？2、通電前，氯化銅溶液中存在哪些陰、陽離子？3、電子的流動(dòng)方向如何？外電路上的電流方向怎樣？4、根據(jù)陰陽兩極的反應(yīng)產(chǎn)物分析，接通直流電源后，陰、陽離子怎樣運(yùn)動(dòng)？5、在CuCl2溶液中，存在Cu2+、Cl—、H+、OH—，為什么H+和OH—沒有得失電子？【生】在陰極，由于Cu2+比H+易得電子，Cu2+得電子發(fā)生還原反應(yīng)：Cu2++2e=Cu在陽極，由于Cl—比OH—易失電子，Cl—失電子生氧化反應(yīng)：2Cl—-2e—=Cl2↑【師問】陰陽離子得失電子的順序如何判斷？有無規(guī)律？【投影】陽極：應(yīng)是失電子能力強(qiáng)的優(yōu)先反應(yīng)，陰離子放電順序?yàn)椋海ɑ顫婋姌O＞）S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根＞F-陰極：應(yīng)是得電子能力強(qiáng)的優(yōu)先反應(yīng)，陽離子放電順序一般為：Ag+＞Fe3+＞Cu2+＞H+＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+說明：離子放電順序和離子本性、離子濃度、電極材料、電壓等很多因素有關(guān)，這里只是一般順序?！具^渡】電解質(zhì)在溶液中電離產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子，直流電通過，陰陽離子定向移動(dòng)，并發(fā)生氧化還原反應(yīng)，電解質(zhì)還能在什么條件下發(fā)生電離？【生】在熔融狀態(tài)下，也能發(fā)生電離產(chǎn)生自由移動(dòng)的離子?！編熤v】可見，電解質(zhì)在熔融狀態(tài)下通電時(shí)也能發(fā)生電解。工業(yè)上冶煉K、Ca、Na常常是電解它的熔融鹽，冶煉鋁是電解熔融的氧化鋁?！具呏v邊板書】3.電解原理：電解質(zhì)在水溶液或熔融狀態(tài)下電離出自由移動(dòng)的離子，通電時(shí)，自由離子作定向移動(dòng)，陰離子向陽極移動(dòng)，在陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陽離子向陰極移動(dòng)，在陰極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)?！編焼枴侩娊獬厥请娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，請(qǐng)大家想一想，要組成一個(gè)電解池，至少應(yīng)該需要什么條件？【生】電源、電極、電解質(zhì)溶液、用導(dǎo)線連接成閉合電路?！景鍟?.電解池的組成條件：①與外加電源相連的兩個(gè)電極（活潑性相同或不同）②電解質(zhì)溶液③形成閉合電路【師】前面我們學(xué)過了原電池，比較電解池與原電池【投影】略（比較電解池與原電池）二、電解原理的應(yīng)用1．電解熔融的氯化鈉2．電解氯化鈉的水溶液【投影】課堂練習(xí)：1.寫出用碳棒作電極電解熔融的NaCl的電極反應(yīng)式和電解的化學(xué)方程式。2.寫出用碳棒作電極電解NaCl溶液的電極反應(yīng)式和電解的化學(xué)方程式。陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2Na++2e-=2Na電解熔融食鹽的化學(xué)方程式為：2NaCl電解Cl2↑+2Na陽極:2Cl--2e-=Cl2↑陰極:2H++2e-=H2↑電解食鹽水反應(yīng)的化學(xué)方程式為：2NaCl+2H2O電解2NaOH+H2↑+Cl2↑【生】閱讀課本拓展視野【師】粗銅是含有鋅、銀、金等雜質(zhì)的銅板，將粗銅板作陽極，由于金屬單質(zhì)失電子的能力強(qiáng)于溶液中的氫氧根離子，所以，鋅和銅失電子轉(zhuǎn)化為陽離子進(jìn)入溶液，金、銀等雜質(zhì)成為陽極泥而成降。反應(yīng)如下：【板書】3.銅的電解精練陽極:Zn-2e=Zn2+Cu-2e=Cu2+【師】此陽極為非惰性的金屬,陽極材料本身參加氧化還原反應(yīng),以純銅作陰極,電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液,電解時(shí),溶液中的Cu2+優(yōu)先得到電子成為單質(zhì)覆蓋在陰極上,【板書】極陰:Cu2++2e=Cu【師】如此進(jìn)行的電解反應(yīng),可得到純度大于%的精練銅.【板書設(shè)計(jì)】第三節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能一、電解原理1.電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程2．電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。3.電極名稱和電極反應(yīng)陽極：與電源的正極相連的電極Cu2++2e=Cu還原反應(yīng)陰極：與電源的負(fù)極相連的電極2Cl—-2e—=Cl2↑氧化反應(yīng)二、電解原理的應(yīng)用1．電解熔融的氯化鈉2．電解氯化鈉的水溶液3.銅的電解精練陽極:Zn-2e=Zn2+Cu-2e=Cu2+極陰:Cu2++2e=Cu二次備課教學(xué)后記課后習(xí)題基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)一、單項(xiàng)選擇題1．下列各種冶煉方法中，可制得相應(yīng)的金屬的是()。A．加熱氧化鋁B．加熱碳酸鈣C．電解熔融氯化鈉D．氯化鈉與鋁粉高溫共熱2．已知金屬M(fèi)中混有P，電解M時(shí)P以單質(zhì)形式沉積于陽極下面的泥中。M、N組成原電池，M為正極，則M、N、P三者金屬活動(dòng)性順序?yàn)?)。A．P>M>NB．N>P>MC．P>M>ND．N>M>P3．關(guān)于原電池和電解池的敘述正確的是()。 A．原電池失去電子的一極稱為陰極B．電解池的陽極、原電池的負(fù)極都發(fā)生氧化反應(yīng)C．原電池的兩極，一定要由活動(dòng)性不同的兩種金屬組成D．電解時(shí)電解池的陽極一定是陰離子放電4．滴有酚酞和氯化鈉試液的濕潤(rùn)濾紙分別做甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，如圖2－3－5所示，能發(fā)現(xiàn)附近變成紅色的電極是()。圖2－3－5A．a(chǎn)和cB．a(chǎn)和dC．b和cD．b和d5．下列關(guān)于電解NaCl水溶液的敘述中正確的是()。A．電解時(shí)在陽極得到氯氣，在陰極得到金屬鈉B．若在陽極附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕黃色C．若在陰極附近的溶液中滴入酚酞試液，溶液呈無色D．電解一段時(shí)間后，將全部電解液轉(zhuǎn)移到燒杯中，充分?jǐn)嚢韬笕芤撼手行?．利用電解法可將含有Fe、Zn、Ag、Au等雜質(zhì)的粗銅提純，下列敘述正確的是()。A．電解時(shí)以精銅作陽極B．電解時(shí)陰極發(fā)生還原反應(yīng)C．粗銅連接電源負(fù)極，其電極反應(yīng)式是Cu－2e－=Cu2＋D．電解一段時(shí)間后，電解質(zhì)溶液濃度保持不變7．以石墨棒作電極，電解氯化銅溶液，若電解轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為×1023時(shí)，則此時(shí)在陰極上析出銅的質(zhì)量為()。A．8gB．16gC．32gD．64g二、雙項(xiàng)選擇題8．圖2－3－6是電解CuCl2溶液的裝置，其中c、d為石墨電極。則下列有關(guān)判斷正確的是()。圖2－3－6A．a(chǎn)為負(fù)極，b為正極B．c為陽極，d為陰極C．電解過程中，d電極質(zhì)量增加D．電解過程中，氯離子濃度不變9．化學(xué)用語是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要工具，下列用來表示物質(zhì)變化的化學(xué)用語中，正確的是()。A．電解飽和食鹽水時(shí)，陽極的電極反應(yīng)式為：2Cl－－2e－=Cl2↑B．氫氧燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e－=4OH－C．粗銅精煉時(shí)，與電源負(fù)極相連的是純銅，電極反應(yīng)式為：Cu2＋＋2e－=CuD．鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕的正極反應(yīng)式：Fe－2e－=Fe2＋三、非選擇題10．按如圖2－3－7所示裝置，用石墨電解氯化鈉溶液，A極有無色無味的氣體放出。圖2－3－7(1)y是電源的________極。(2)電極A的名稱為__________，電極B的電極反應(yīng)式為：________________________________________________________________________，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法是__________________________________________________________________________________________________________________。(3)寫出該電解反應(yīng)的總化學(xué)方程式：______________________________________________________________________。能力提高11．下列描述中，不符合生產(chǎn)實(shí)際的是()。A．電解熔融氧化鋁制取金屬鋁，用鐵作陽極B．用電解法精煉粗銅時(shí)，純銅作陰極C．電解飽和食鹽水制燒堿，用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極D．工業(yè)上常用電解熔融Al2O3來生產(chǎn)金屬鋁12．用鐵絲(電極a)、銅絲(電極b)和CuSO4溶液可以構(gòu)成原電池或電解池，如圖2－3－8所示。則下列說法正確的是()。圖2－3－8A．構(gòu)成原電池時(shí)b極反應(yīng)為：Cu－2e－=Cu2＋B．構(gòu)成電解池時(shí)a極質(zhì)量一定減少C．構(gòu)成電解池時(shí)b極質(zhì)量可能減少也可能增加D．構(gòu)成的原電池或電解池工作后就可能產(chǎn)生大量氣體13．將molCuCl2和molKCl溶于水，配成100mL溶液，用兩個(gè)石墨電極電解一段時(shí)間，取出電極，滴入酚酞試液變紅，則下列說法正確的是()。A．部分CuCl2未被電解B．電解產(chǎn)生氣體只有一種C．有Cu(OH)2沉淀生成D．電解產(chǎn)生的Cl2大于mol14．電解原理在化學(xué)工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。如圖2－3－9表示一個(gè)電解池，裝有電解液a；X、Y是兩塊電極板，通過導(dǎo)線與直流電源相連。圖2－3－9請(qǐng)回答以下問題：(1)若X、Y都是惰性電極，a是飽和NaCl溶液，實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，同時(shí)在兩邊各滴入幾滴酚酞試液，則：①電解池中X極上的電極反應(yīng)式為：__________________________，在X極附近觀察到的現(xiàn)象是______________________。②Y電極上的電極反應(yīng)式為：________________________________，檢驗(yàn)該電極反應(yīng)產(chǎn)物的方法及現(xiàn)象是_______________________________________________________。(2)如要用電解方法精煉粗銅，電解液a選用CuSO4溶液，則：①X電極的材料是________，電極反應(yīng)式是：________________________。②Y電極的材料是________，電極反應(yīng)式是：________________________。(說明：雜質(zhì)發(fā)生的電極反應(yīng)不必寫出)15．如圖2－3－10所示，A為一張浸透淀粉碘化鉀溶液并滴有酚酞試劑的濾紙，a、b為兩張緊貼在濾紙上的Pt片，用導(dǎo)線與直流電源的M、N極分別相連。通電后，在a周圍觀察到無色溶液變?yōu)樗{(lán)色。(1)電源哪一極是正極？哪一極是負(fù)極？(2)b周圍可觀察到什么現(xiàn)象？為什么？圖2－3－10答案1．C2．D解析：M、N組成原電池，M為正極，說明M的活潑性比N弱；電解M時(shí)P不溶解而M溶解，說明活潑性M強(qiáng)于P，故三者金屬活潑性順序?yàn)椋篘>M>P。3．B解析：原電池的電極稱為正負(fù)極，電解池的電極稱為陰陽極，A錯(cuò)；燃料電池的兩極都是石墨棒或者Pt電極，所以原電池的電極可以是相同的金屬、也可以是不同的金屬、還可以是非金屬，C錯(cuò)；當(dāng)電解池的陽極為活性陽極時(shí)，陽極被腐蝕，陰離子不放電，如電解精煉銅，D錯(cuò)。4．D解析：甲形成原電池，乙為電解池。甲裝置中氧氣在b極得到電子生成OH－；而乙裝置中H＋在d極放電，OH－濃度增大，所以變紅的電極是b和d。5．B解析：電解食鹽水時(shí)發(fā)生的反應(yīng)：陽極：2Cl－－2e－=Cl2↑陰極：2H＋＋2e－=H2↑總反應(yīng)：2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(電解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑對(duì)照分析選項(xiàng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤，陽極附近的溶液中會(huì)溶有少量的Cl2，滴加KI溶液后發(fā)生反應(yīng)：Cl2＋2I－=I2＋2Cl－，溶液呈棕黃色，B項(xiàng)正確；陰極附近產(chǎn)生大量的OH－，滴加酚酞后呈紅色，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電解過程中生成了NaOH，溶液呈堿性，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6．B7．B解析：根據(jù)題意，n(e－)＝mol，陰極反應(yīng)為：Cu2＋＋2e－=Cu，反應(yīng)中轉(zhuǎn)移mol電子，則析出Cumol，因此m(Cu)＝mol×64g/mol＝16