高中化学《电解和电镀》教案.docx

高中化学《电解和电镀》教案.docx

《高中化学《电解和电镀》教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学《电解和电镀》教案.docx（20页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

高中化学《电解和电镀》教案

高中化学教案

和电镀教案

第一课时

教学目标

知识技能：

使学生掌握电解的原理，能够准确判断电解池的阴、阳极；正确书写两极所发生的反应及电解的总化学方程式；会判断两极所发生的是氧化反应，还是还原反应；掌握惰性材料做电极时，离子的放电顺序。

能力培养：

通过看书，培养学生的自学能力；通过分组实验，使学生亲自实践感悟求知过程，培养观察能力、动手实验能力，以及分析问题、解决问题的能力；通过一些设问及质疑，培养学生的思维能力，概括总结的能力，以及形成规律性认识的能力。

科学思想：

从实验现象分析得出宏观现象和微观本质的关系，使学生领悟到感性认识到理性认识的过程。

科学品质：

通过分组动手实验，并准确记录实验现象的过程，调动学生学习的积极性，提高学习兴趣，培养学生求实的精神及团结合作精神。

科学方法：

观察实验现象，记录实验现象，分析实验过程，结合电极上的氧化还原反应，得出电解的概念，通过分析过程，使学生领悟到科学的正确的分析问题的方法。

重点、难点 电解的基本原理；离子放电顺序。

学习分析问题的方法，从而提高解决问题的能力。

教学过程设计

教师活动

学生活动

设计意图 

【复习提问】上节课我们学习了原电池的有关知识，请大家回忆，构成原电池的条件是什么？

【总结】构成原电池的条件：

1．活泼性不同的两个电极；

2．电解质溶液；

3．形成闭合电路；

4．自发氧化还原反应。

【投影显示】如下图所示。

要求：

观察实验现象，并回答在两极发生了什么反应？

思考，回答。

观察现象：

1．电流表的指针发生偏移；

复习巩固原电池的组成条件和电极反应及原电池的两极判断方法。

教师活动

学生活动

设计意图 

观察要点：

①电流表指针的变化。

②碳棒上有什么变化？

2．碳棒上有红色物质生成。

写出电极反应：

铁为负极，碳棒为正极。

Fe：

Fe-2e=Fe2+氧化反应

C：

Cu2++2e=Cu还原反应

总反应方程式：

Fe+Cu2+=Fe2++Cu

为电解CuCl2溶液的实验做对照。

【设疑】设计三个实验

【投影显示】

1．将两根碳棒分别插入装有CuCl2溶液的小烧杯中，浸一会，取出碳棒观察碳棒表面现象（图1）；

2．用导线连接碳棒后，再浸入CuCl2溶液一会儿，取出碳棒，观察碳棒表面变化（图2）；

3．浸入CuCl2溶液中的两根碳棒，分别跟直流电源的正极和负极相连接，接通一段时间后，观察两极上的现象并用湿润的KI-淀粉试纸检验所生成的气体（图3）。

要求：

操作规范，注意安全。

【提问】三个实验的现象和结果如何？

【评价】学生实验情况，对好的给予表扬。

【讲述】在类似的实验中，规定：

与直流电源负极相连的电极叫阴极；与直流电源正极相连的电极叫阳极。

【板书】电源负极-阴极 电解池

           正极-阳极

分组实验。

观察实验现象，准确记录实验现象，汇报实验结果。

回答：

前两个实验碳棒上没有明显变化，第三个实验通电一会儿发现，与电源负极相连的一端的碳棒上有红色固体物质析出，与电源正极相连的一端碳棒上有使湿润的淀粉-KI试纸变蓝的气体生成。

分析整理作出判断。

红色物质为铜，黄绿色使湿润淀粉-KI试纸变蓝的气体为氯气。

阳极产物—氯气（Cl2）

阴极产物—铜（Cu）

培养学生动手能力，调动学生学习积极性，培养观察能力，准确记录实验能力及团结合作精神。

培养学生概括总结能力及口头表达能力。

教师活动

学生活动

设计意图 

【质疑】为什么会有这样的结果？

【提示】讨论提纲

【投影显示】

1．通电前溶液中存在哪些离子？

这些离子是如何运动的？

2．接通直流电后，原来的离子运动发生了怎样的改变？

3．有关离子在两极发生了什么样的反应？

【总结板书】

通电前：

CuCl2=Cu2++2Cl-

通电后：

阳极：

2Cl--2e=Cl2↑氧化反应

阴极：

Cu2++2e=Cu还原反应

总反应化学方程式：

【概括】通俗记法，利用谐音。

阳（极）—氧（化反应）

【设疑】在CuCl2溶液中有自由移动的Cu2+、Cl-、H+、OH-，为什么只有Cu2+、Cl-得失电子，而H+、OH-却不能在两极上得失电子呢？

【讲述】电解质溶液中各种离子在两极上得失电子是有一定顺序的，我们称之为放电顺序，放电顺序涉及到多种因素，我们在中学阶段只要求掌握：

阳离子放电顺序：

按金属活动性顺序越不活泼的金属其阳离子越容易得电子。

阴离子放电顺序：

S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根离子。

【讲述】CuCl2溶液在外加电场的作用下，在阴阳两极发生了氧化还原反应，我们把这个过程叫做电解。

【板书】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，叫做电解。

讨论分析，回答：

1．通电前溶液中Cu2+、Cl-、H+、OH-自由移动。

2．通电后带正电的Cu2+、H+向阴极移动；带负电的Cl-、OH-向阳极移动。

3．Cu2+在阴极得电子变成了单质Cu，Cl-在阳极失电子变成了Cl2。

思考，猜想。

整理归纳离子放电顺序：

阳离子：

Ag+＞Cu2+＞H+…

阴离子：

Cl-＞OH-＞SO42-。

看课本第64页，归纳电解概念，并了解什么是电解池，什么是电解槽。

调动学生思维，分层次思考，有利于激发学习兴趣。

分析方法在教学中潜移默化的渗透。

实现感性认识到理性认识的过程。

加深记忆，培养兴趣。

调动学生处于积极思考状态，培养思维能力。

培养阅读能力及自学能力、分析问题的能力。

教师活动

学生活动

设计意图 

【设疑】在电解过程中，电子是如何形成闭合回路的？

【归纳】电子的方向与电流的方向相反从电源负极流出，流向电解池的阴极，阴极附近的Cu2+在阴极得电子被还原为铜，溶液中的阴阳离子定向移动，阳极附近的Cl-在阳极失电子被氧化为氯原子。

氯原子结合形成氯气分子，失去的电子从阳极流回电源的正极，从而形成了闭合电路。

【设疑】电解质溶液的导电与溶液的电离有什么关系？

看课本第64页，归纳电子流动方向：

电源负极→电解池阴极→电解质溶液→电解池阳极→电源正极（正确）

回答：

先有电离，后有电解。

电离不需要通电，电解建立在电离的基础上。

创设问题情境激发学生求知欲望，培养自学能力。

使学生处于思考问题、探索问题的情境中，有利于训练学生思维，调动学习积极性。

【投影显示】复合片（先给出空白表头

电离

电解

条件

电解质溶于水或

电解质电离

受热融化状态

后，再通直流电

过程

电解质电离成为自由移动的离子例：

CuCl2=Cu2++2Cl-

阴阳离子定向移动，在两极上失得电子成为原子或分子。

如：

特点

只产生自由移动的离子

发生氧化还原反应生成了新物质

联系

电解必须建立在电离的基础上

【评价】视学生回答情况，给予表扬或完善。

【概括】电解质溶液的导电过程就是它的电解过程，这一过程能够进行的前提是溶液中有自由移动的离子，也

每位学生完成一项，共同填好此表。

在教学中及时帮学生总结规律，

教给他们科学的方法，使它们有整体化清晰认识。

教师活动

学生活动

设计意图 

就是说，先电离，在外加直流电源的条件下，才能发生电解。

【设疑】金属导电与电解质溶液导电有什么不同？

【提示】从做定向移动的微粒有什么不同，和有没有发生化学变化来比较。

【讲述】在电解中我们经常使用的电极有两种，一种是惰性电极，就是电极本身不参加化学变化，如石墨、铂电极等。

还有另外一种是金属做电极，它们在电解中本身发生了化学变化，我们在下节课将继续学习。

【小结】电解的概念及电解的原理，理顺知识，要求学生会判断电解池的阴阳两极，写电极反应方程式，判断所发生的氧化还原反应。

思考，回答：

金属导电靠自由电子的定向移动，移动过程不发生化学变化。

电解质溶液导电是阴阳离子的定向移动，在两极发生氧化还原反应。

为下节课设疑，使学生产生悬念，有利于激发学习积极性，使学生去探疑预习新知

识。

明确应该掌握的内容。

【随堂检测】（投影显示）

1．标明下列装置中电解池的阴阳极，写出电极反应的化学方程式，并判断是氧化反应，还是还原反应？

2．用石墨做电极，电解下列溶液，写出电解反应的化学方程式。

（1）CuSO4溶液

（2）NaOH溶液

作业：

1．复习课本第62～65页第一段。

2．预习电解原理的应用。

3．列表比较原电池和电解池的异同。

［提示：

从电极的确定及名称，两极所发生的反应，能量的转换等几项考虑］

附：

随堂检测答案

1．①阳极：

2Cl--2e=Cl2↑（氧化反应） ②阳极4OH--4e=2H2O+O2↑（氧化反应）

阴极2H++2e=H2↑（还原反应）阴极4Ag++4e=4Ag（还原反应）

③阳极：

2Br--2e=Br2（氧化反应）

阴极：

2H++2e=H2↑（还原反应）

怀柔一中 彭兴华

第二课时 电解原理的应用

教学目标

知识技能：

初步掌握电解食盐水两极上所发生的化学反应；正确书写电极反应式及电解的总化学方程式；弄清非惰性材料做电极时离子的放电顺序；学会判断电镀池的电极，镀层金属和镀件金属；精炼铜的电极；弄清电解质溶液中离子浓度的变化规律；了解电解法冶炼铝的原料，懂得两极上的化学反应；正确书写电极反应式和电解的总化学方程式；了解电解槽的简单结构。

能力培养：

通过电解食盐水、电镀锌的实验，培养学生的观察能力，分析、归纳能力和利用化学原理解决实际问题的能力；通过阅读材料，培养学生的自学能力。

科学思想：

从电解的基本原理到实际应用；使学生进一步认识理论来源于实践，理论又能指导实践的辩证唯物主义观点；从电极材料的变化引起离子放电顺序的改变，运用具体问题具体分析的观点认识客观事物的内在联系与本质的关系。

科学品质：

通过实验，激发学生的求知欲，好奇心；培养创新意识；通过相互讨论培养合作精神。

科学方法：

通过对实验现象的观察，掌握观察实验的方法和步骤，准确记录实验现象；正确分析实验现象；探究实验规律的方法。

重点、难点 判断非惰性材料的电极反应；离子（金属电极）的放电顺序；电解过程中电解质溶液中离子浓度的变化；初步学会运用化学原理分析解决工业生产实际问题的能力和方法。

教学过程设计

教师活动

学生活动

设计意图 

【复习】前面我们学习了电解的基本原理，请同学们参照投影图片，思考以下几个问题。

倾听并思考。

复习上节重点内容，为学习新知识做铺垫。

教师活动

学生活动

设计意图 

【投影】

1．这个装置是原电池还是电解池？

判断的依据是什么？

2．确定电极并写出电极反应式和总的化学方程式。

板演副板书并强调“通电”或“电解”；阳极发生氧化反应简记“阳氧”

3．概括电解的基本原理。

仔细观察；同桌小声讨论。

回答：

1．是电解池；判断依据是有外加电源。

回答与电源正极相连的电极为电解池的阳极；与电源负极相连的电极为电解池的阴极。

阳极：

2Cl—2e→Cl2↑（氧化反应）

阴极：

Cu2++2e→Cu（还原反应）

CuCl2通电Cu+Cl2↑

概括出：

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，即把电能转化为化学能。

复习原电池和电解池的判别方法。

复习电极反应式的书写规则。

区别电解池和原电池。

【引入】电解CuCl2溶液，用惰性材料做电极，（Pt或C）电极本身不参加氧化还原反应。

因此，两极上的反应只是溶液中的阴阳离子放电，发生氧化还原反应。

【设问】若将两个电极换成活泼材料的电极，情况将会怎样呢？

【板书】二、电解原理的应用

电解食盐水

【投影实验】

【引导】1．观察要点：

（1）阴极上的现象

（2）阳极上的现象

（3）阴极区溶液中的现象

2．能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝的气体，应是学过的什么气体？

倾听。

思考。

仔细思考观察出：

Fe为阴极，C棒为阳极。

吸引学生的注意力。

激发学习兴趣和好奇心，促进进一步思考。

确定电极产物，培养观察能力和口头表达能力。

教师活动

学生活动

设计意图 

【投影】

1．这个装置是原电池还是电解池？

判断的依据是什么？

2．确定电极并写出电极反应式和总的化学方程式。

板演副板书并强调“通电”或“电解”；阳极发生氧化反应简记“阳氧”

3．概括电解的基本原理。

仔细观察；同桌小声讨论。

回答：

1．是电解池；判断依据是有外加电源。

回答与电源正极相连的电极为电解池的阳极；与电源负极相连的电极为电解池的阴极。

阳极：

2Cl—2e→Cl2↑（氧化反应）

阴极：

Cu2++2e→Cu（还原反应）

CuCl2通电Cu+Cl2↑

概括出：

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，即把电能转化为化学能。

复习原电池和电解池的判别方法。

复习电极反应式的书写规则。

区别电解池和原电池。

【引入】电解CuCl2溶液，用惰性材料做电极，（Pt或C）电极本身不参加氧化还原反应。

因此，两极上的反应只是溶液中的阴阳离子放电，发生氧化还原反应。

【设问】若将两个电极换成活泼材料的电极，情况将会怎样呢？

【板书】二、电解原理的应用

电解食盐水

【投影实验】

【引导】1．观察要点：

（1）阴极上的现象

（2）阳极上的现象

（3）阴极区溶液中的现象

2．能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝的气体，应是学过的什么气体？

倾听。

思考。

仔细思考观察出：

Fe为阴极，C棒为阳极。

吸引学生的注意力。

激发学习兴趣和好奇心，促进进一步思考。

确定电极产物，培养观察能力和口头表达能力。

教师活动

学生活动

设计意图 

【提问】请描述实验现象，试判断出结论。

【板演】

通电前：

NaCl=Na++Cl-

通电后：

阴极（Fe）：

Na+、H+移向阴极

2H++2e=H2↑（还原反应）

阳极（C）：

Cl-、OH-移向阳极

2Cl--2e=Cl2↑（氧化反应）

【提问】阴极区附近酚酞试剂变红是什么原因？

【追问】是什么碱？

【小结】在阴极：

由于2H++2e=H2↑，H+不断被消耗，促进H2OH++OH-向右移动，破坏了水的电离平衡，［OH-］的浓度相对地增大了，因此，在阴极附近形成了氢氧化钠溶液。

【提问】总的电解化学方程式怎么写？

【板演】2NaCl+2H2O=H2+Cl2↑+2NaOH

【追问】这样写是否正确？

【讲解】工业上就是应用电解食盐水溶液的方法制取烧碱和氯气。

【板书】1．电解食盐水制取氯气和烧碱。

【讲解】目前，我国工业上大多采用立式隔膜电解槽电解食盐水溶液制取氯气和烧碱。

请同学们打开课本第60页自学阅读材料。

回答现象与结论：

1．阴极上有气泡。

2．阳极有刺激性气味气体产生，能使润湿的淀粉-KI试纸变蓝；应是Cl2。

3．阴极区附近溶液变红，有碱产生。

金属铁做阴极，不参加反应。

阳极发生氧化反应。

阅读课本第59页最后一行：

看后相互讨论，推选代表回答：

阴极区附近有碱生成，NaOH。

回答：

2NaCl+2H2O=H2↑+Cl2↑+2NaOH

（1）未配平。

（2）反应条件应写通电或电解。

阅读、记重点号。

1．电极材料；阳极：

金属钛或石墨；阴极：

铁丝网。

2．隔膜作用：

把电解槽隔成阳极室和阴极室；阻止气体分子穿过，防止H2和Cl2混合爆炸，避免Cl2和NaOH反应。

3．净制：

除去Mg2+和Cu2+、SO42-。

防止Mg（OH）2之类的不溶性杂质堵塞隔膜孔隙。

确定两极上的反应。

培养概括、分析能力，正确书写电极反应式。

知识再现，强调分析电解原理的一般步骤，培养分析方法。

与第一课时相呼应。

强化概念和基础知识。

充分发挥学生的主观因素，使他们成为学习的主体，问题设计有梯度，便于不同层次学生思考，相互讨论培养合作精神。

正确书写电解的总的化学方程式。

培养自学能力，创设新型学习氛围，养成阅读、看书、小结的良好习惯和方法，进行理论联系实际的教育。

教师活动

学生活动

设计意图 

4．H2由阴极室上边导管放出；Cl2由阳极室上边导管放出。

【讲解】利用电解原理，还可以冶炼铝、电镀和精炼铜等。

【板书】2．铝的冶炼。

【投影】冶炼铝的电解槽示意图

【板演】

阳极：

6O2--12e=3O2（氧化反应）

阴极：

4Al3++12e=4Al（还原反应）

【提示】阳极产生O2，且为碳电极。

所以：

C+O2=CO2，因此，电解过程中，氧化铝和碳块需要不断补充。

阅读课本第67页2。

整理出要点如下：

1．原料：

纯净的氧化铝和冰晶石的熔融体（助熔剂）。

2．电极反应式和总的化学方程式；

阳极：

6O2--12e=3O2↑（氧化反应）

阴极：

4Al3++12e=4Al（还原反应）

了解电解槽的简单结构。

了解冶炼铝的原料。

正确书写电极反应式和总的化学方程式。

【演示】

【板书】3．电镀：

利用电解原理在某些金属表面镀上一薄层金属或合金的过程，金属叫镀件，薄层叫镀层。

【板演】阳极Zn、CI-

【设问】谁先放电？

【板演】Zn-2e=Zn2+（氧化反应）

阴极Fe、Zn2+

【设问】谁先放电？

Zn2++2e=Zn（还原反应）

【设疑】在阳极Zn-2e=Zn2+

在阴极Zn2++2e=Zn

观察：

1．Fe板上有一层银白色物质。

2．Zn板上变化不明显。

分析：

阳极：

Zn、CI-

Zn-2e=Zn2+（氧化反应）

概括出：

阳极

（1）金属放电能力＞阴离子。

（2）金属做阳极时首先放电。

电极参加反应。

培养观察能力。

培养概括能力。

Zn做阳极时的放电顺序：

Zn＞Cl-

概括：

弄清非惰性材料作电极的放电顺序。

电镀过程中电解质离子的浓度不变。

教师活动

学生活动

设计意图 

溶液中的［Zn2+］是否改变？

【讲解】在上面的实验中，Fe板是镀件，Zn是镀层金属，用ZnCl2作电镀液。

【设疑】如果想在Fe板上镀铜，请分析镀件是什么？

镀层金属是什么？

电镀液应选用什么化合物？

【小结】电镀时应选用

【板书】阴极：

镀件→待镀金属

阳极：

镀层金属

电镀液：

含有镀层金属离子的溶液。

【讲解】请打开课本第64页阅读第一段和阅读材料。

思考。

［Zn2+］不发生改变。

讨论得出结论：

1．镀件：

Fe板

2．镀层金属：

Cu

3．电镀液：

CuCl2溶液。

阅读。

培养创新精神和概括能力。

了解电镀工业的发展简况。

【课堂练习】

【投影】1．写出下列电极反应式：

①电解水（Pt作电极）制氢气和氧气（加入少量的H2SO4或NaOH稀溶液）。

②电解熔融MgCl2制金属镁（C棒做电极）。

2．有如下装置示意图，请分析：

①这个装置是原电池，还是电解池？

②阳极、阴极各为什么材料？

③写出电极反应式。

讨论做练习并向教师询问。

反馈练习，用电解理论指导实验。

复习惰性电极不参加反应和离子放电顺序。

练习电解池的两极判别方法。

非惰性材料作电极时的电极反应，了解提炼铜的电极反应。

【设问】通过以上练习，你能从中得到什么判断？

【评价】对学生做出的判断给予评价，并提炼成板书。

【板书】略

通过练习做出判断：

1．惰性材料做电极时，（Pt、C）电极不参加反应。

离子的放电顺序为：

阳离子：

Ag+＞Cu2+＞H+＞Zn2+…

及时总结、归纳，掌握学习重点。

教师活动

学生活动

设计意图 

【作业】1．阅读课本第65～71页，电解原理的应用。

2．课本第71～72页：

1、2、3、4题。

阴离子：

S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根

2．非惰性材料做电极时（除Pt、C）外，阴极不参加反应，阳极发生氧化反应，放电顺序：

阴极：

Ag+＞Cu2+＞H+＞Zn2+

阳极：

金属＞S2-＞I-＞…

阳极损耗。

【随堂检测】

1．用Pt电极电解AgNO3水溶液，写出两极上的电极反应式和总反应的化学方程式，并指出阴阳两极上各有什么物质生成。

2．电镀铜时，下列各组中阳极材料、电镀液以及阳极连接电源的电极都正确的是（   ）。

（A）Cu、CuSO4、正极   （B）Cu，CuCl2、负极

（C）CuCl2、Cu、正极    （D）Cu、CuSO4、负极

3．若用Cu作电极，电解Na2SO4水溶液两极上发生什么化学变化？

写出电极反应式。

正确判断惰性电极材料作电极时的离子放电顺序和电解产物。

判断电镀时镀层金属，电镀液及阳极和阴极。

非惰性电极上发生的电极反应时，离子放电顺序及电解质溶液中离子浓度的变化。

附1：

课堂练习答案

1．①阳极：

4OH--4e=2H2O+O2↑

阴极：

4H++4e=2H2↑

②阳极：

2Cl--2e=Cl2↑

阴极：

Mg2++2e=Mg

2．①电解池，因有外接电源。

②阳极：

粗铜棒

阴极：

精铜棒

③阳极：

Cu-2e=Cu2+（氧化反应）

阴极：

Cu2++2e=Cu（还原反应）

附2：

随堂检测答案

1．阳极：

4OH--4e=2H2O+O2↑（氧化反应），有O2产生。

阴极：

4Ag++4e=4Ag（还原反应），有Ag产生。

2．（A）

3．阳极：

Cu-2e=Cu2+（氧化反应）Cu2++2OH-=Cu（OH）2↓

阴极：

2H++2e=H2↑（还原反应）