高中化学第1章化学反应与能量转化1.2电能转化为化学能__电解第2课时电解原理的应用教案鲁科版选修4

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1、电解原理的应用教学目标知识与技能:1.以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，能够正确判断电解池的阴极和阳极。2.了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的电解原理，能准确书写电极反应式和电解反应式；掌握惰性材料作电极时，离子的放电顺序。过程与方法:1.通过理解电解的基本原理，体会电解原理的应用及计算。2.通过电解熔融的氯化钠、观看氯碱工业的模型、精炼粗铜及电镀铜等，培养观察、分析、推理、归纳总结、迁移探究的能力。情感、态度与价值观:激发自主探究的意识，培养“由表及里”的分析问题的辩证唯物主义观点的教育。同时进行环境保护的教育，提高环保意识。教学重点：以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基

2、本原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法。教学难点：了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的原理，体会电解原理的应用。（阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式。）教学过程：【复习提问】1、电解的工作原理2、采用何种装置完成电解？【板书】课题电解原理的应用【设疑】1工业上冶炼金属的方法有哪些？2、工业上如何冶炼钠、镁、铝？下面我们进行第1个小活动，以饱和NaCl溶液和熔融的NaCl为离子导体设计电解池。【交流研讨1】请选用合适药品和仪器画出你设计的电解池装置并写出电解熔融的NaCl电极反应式和总反应化学方程式。阳极：2Cl-－2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑总反应：2

3、NaClCl2↑+2Na【点拨】刚刚我们设计的第一个电解池就是工业上冶炼金属钠的原理。【讲述】电解是最强有力的氧化还原手段，电解法是冶炼金属的一种重要方法。对于冶炼像Na、Ca、Mg、Al这样活泼的金属我们常选用电解其熔融态的化合物的方法。这就是电冶金。【板书】1、电冶金，冶炼活泼金Na、Mg、Al等。【投影】工业上常用电解熔融氯化镁的方法制取镁，电解熔融氧化铝的方法制取铝。【讲述】我们设计的第二个电解池就是工业上制取烧碱的原理，电解饱和食盐水的方法获得烧碱的同时还得到了H2和Cl2，习惯上把这种工业叫做氯碱工业。【板书】电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气—（氯碱工业）【演示实验】电

4、解饱和食盐水【观察、思考】（1）电解池的两极各产生什么现象?若在两极附近均滴加酚酞试液，会有什么现象?（2）怎样初步检验两极产物的生成?（3）结合教材，分析产生这种现象的原因。【学生总结】现象：阳极：有气泡产生，使湿润的淀粉－KI溶液变蓝阴极：有气泡产生，滴加酚酞溶液变红阳极：2Cl--2e-=Cl2↑阴极：2H++2e-=H2↑总式：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑【讲述】这就是氯碱工业的核心原理，具体生产工艺则属于化学与技术范畴，感兴趣的同学可以查阅相关资料进一步了解【知识拓展】氯碱工业:离子交换膜法制烧碱（1）生产设备名称：离子交换膜电解槽阴极：碳钢阳极：钛阳

5、离子交换膜：只允许阳离子通过(Cl－、OH－离子和气体不能通过)，把电解槽隔成阴极室和阳极室。（2）离子交换膜的作用：a、防止氢气和氯气混合而引起爆炸；b、避免氯气和氢氧化钠反应生成，而影响氢氧化钠的产量。【交流研讨2】不同离子导体的电解池的应用不同，如果阳极材料是铜、阴极材料是铁，电解质溶液是硫酸铜，通直流电之后阴阳两极如何变化？【点拨】如果从另外一个角度看，上述实验结果相当于在阴极材料锌上镀了一层铜。【板书】电解法精炼铜（一般火法冶炼得到的粗铜中含有多种杂质（如锌、铁、镍、银、金等），这种粗铜的导电性远不能满足电气工业的要求，如果用以制电线，就会大大降低电线的导电能力。因此必须

6、利用电解的方法精炼粗铜。）【深入思考】若提供一块粗铜（含Zn、Fe、Ni、Au、Ag等杂质），一块纯铜，CuSO4溶液，电解槽，直流电源，如何根据电镀原理提纯粗铜，请设计实验装置。写出电极反应式【交流研究并投影】【讲述】一般火法冶炼得到的铜含杂质较多（如Zn、Fe、Ni、Au、Ag等）这种粗铜的导电性还不能满足电气工业的要求，因此必须利用电解的方法精炼。【板书】电解精炼（铜）【设疑】1、粗铜精炼一段时间后，阴极质量的增加和阳极质量的减少是否相等？2、电解质溶液的浓度如何变化？【投影】日常生活中常见的电镀制品【讲述】电镀的主要目的是增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性或改善金属制品的外观。【

7、投影】电镀的概念：电镀是利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，它是电解原理的又一重要应用。电镀可以使金属更加美观耐用，增强防锈抗腐能力。例如，钢铁是人们最常用的金属，但钢铁有个致命的缺点，就是它们易被腐蚀。防止钢铁发生腐蚀的一种最常用方法就是在其表面镀上其他金属，如锌、铜、铬、镍等。①电极：阳极——镀层金属或惰性电极阴极——待镀金属制品②电镀液：含有镀层金属离子的电解质溶液。溶液中CuSO4的浓度保持不变或变小。【小结反思】电解原理的应用。【结束语