山东滕州2014-2015 评比优秀教案 鲁科版化学 选修4 第1章 化学反应原理与能量变化 第2节 电能转化为化学能—电解 3课时(3份打包)

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名称 山东滕州2014-2015 评比优秀教案 鲁科版化学 选修4 第1章 化学反应原理与能量变化 第2节 电能转化为化学能—电解 3课时(3份打包)
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文件大小 101.6KB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2015-11-09 16:04:16

文档简介

选修4 第1章 第2节 《电能转化为化学能---电解》 第一课时
枣庄一中西校
教材分析:
电解属于电化学的知识范畴,是中学化学理论 ( http: / / www.21cnjy.com )体系不可缺少的一部分,本节课属于电能与化学能相互转化的一节课。学生在此之前已经学过原电池的相关内容所以在理解电解池的内容不会太陌生。学生已经对金属活动性顺序、氧化还原反应、电解质的电离、离子反应以及化学反应的能量变化等知识有了一定的了解,具备了学习电化学知识的基础。
设计思路
本节课内容是鲁科版选修4第1章第2节《电能 ( http: / / www.21cnjy.com )转化为化学能—点解》第1课时。本课时以单一的物质的熔融体系为切入点,避开溶剂、放电顺序等复杂因素,引领学生学习电解的原理,使他们知道电解的原理与原电池的原理本质上是相同的,以及在外加直流电的驱动下,借助于电解池装置,可以使一个不自发的氧化还原过程发生,并且该氧化还原过程的氧化过程与还原过程是分别在两个电极上进行的;使他们对氧化还原反应的实质是电子的转移这一认识得到提升。通过本节内容的学习要先让学生清晰的建立起阳极、阴极、电极反应等概念;然后再学习几个比较复杂的水溶液体系的例子:电解食盐水、电解精练铜和电镀;并进一步学习电极材料、离子放电顺序等问题。
本节教材可分为两部分:电解原理和电解原理的 ( http: / / www.21cnjy.com )应用。根据课标要求:要学生能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。从理论知识角度上要求不高,所以本节课设计主要以实验探究为主提升学生学习兴趣为主,不宜拓展太多太深的理论内容,可以根据教材适当补充跟生活有关电解的应用的内容。激发学生的学习兴趣。
教学目标
知识与技能目标:
(1)理解电解的原理,掌握电解、电解池概念,清晰地建立起电极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极。
(2)能正确判断电解池的阴阳极,能正确书写电极反应式和电解反应式
能力方法目标
通过活动探究,培养发现问题、提出问题和解决问题能力。
情感态度目标
通过学习电解原理,并进一步体会电解对人类社会的重要贡献,体验大胆猜测,学会合作学习、探究学习。
教学重点:电解的原理
教学难点:阴极和阳极以及电板反应的概念,正确书写电极反应式。
教学过程
环节 教师活动 学生活动 设计意图
情景引入 【质疑】通过前面的学习, ( http: / / www.21cnjy.com )我们知道化合物可以分为电解质和非电解质,电解质在一定条件下可以导电,那么,电解质在导电过程中自身是否发生变化呢?这一过程中的能量又如何转化呢? 辨别一组电解质与非电解质:NaCl、NaOH、AgCl、Al2O3、Cl2、酒精、CO2等练习书写电离方程式 结合学生已有知识,直接切入主题,使问题突出。
交流研讨 用石墨电极电解熔融的氯化钠:【思考】①通电前熔融的氯化钠里有哪些离子 这些离子的运动情况怎样 ②通电时这些离子的运动情况有什么变化 为什么 ③当离子定向移动到电极表面时,发生反应吗?怎么反应的 ④电子的流动方向如何 外电路上的电流方向又怎样 请你大胆猜测一下,可能生成什么物质? 学生进行小组合作讨论,发表不同意见,小组代表发言,汇报小组讨论成果,小组间共享。①有Na+、Cl- 自由移动②通电后,这些离子在电场力作用下做定向移动③可能发生得失电子的氧化还原反应④电子由石墨电极经外电路流向铁电极,电流方向与之相反 让学生通过自己的观察,能用已经掌握的知识来逐步认识电解的原理,电解池的构成。培养学生探究学习、合作学习精神。
讲解 在熔融NaCl中,存在自由移动的Na+ ( http: / / www.21cnjy.com )和Cl-,做杂乱无章的运动。通电后,电子由电源的负极流出,聚集到铁电极上。由于正负电荷相互吸引,Na+要移向铁电极,做定向移动。Na+在铁电极上得到电子,发生还原反应。 总结、归纳 培养学生自我分析、归纳、整合知识的能力
设问 电子要流向正极,那么石墨电极上哪来的电子? 分析、思考、回答应该是Cl-失去的电子
概括整合 【讲述】Cl-要移到石墨电极上, ( http: / / www.21cnjy.com )失去电子,2Cl- — 2e- = Cl2↑,发生氧化反应。为了维持电流,Cl-要不断地失去电子,不断地定向移动到石墨电极上。这样在通电的情况下NaCl就分解成了Na和 Cl2,电能就转化为化学能储存在Na和 Cl2里面了。这个过程就称之为电解。 总结、归纳 培养学生自我分析、归纳、整合知识的能力
设问 大家结合电解熔融NaCl的例子,说说构成电解池的条件有哪些? 通过观察,分析总结电解池的构成条件。
总结板书 §1-2-1 电解的原理一、概念1、电解:2、电解池:3、构成电解池的条件: 总结、整合、笔记 引导学生梳理知识要点,做阶段性总结
过渡 电解池中与电源相连的两个电极分别称为阴极、阳极。那么它们是怎么定义的呢? 分析、思考发生氧化反应的是阳极;发生还原反应的是阴极。 设问题情境,将问题引向深入
自主学习 引导学生总结判读阴极、阳极的方法。 学生阅读教材,小组讨论、回答问题 小组讨论,合作学习
总结板书 阴极:发生还原反应的电极。 与电源“+”相连的电极, 得到电子的电极, 阳离子移到的电极。阳极:发生氧化反应的电极。 与电源“—”相连的电极, 失去电子的电极, 阴离子移到的电极。 师生互动分析、总结 引导学生独立思考,在此基础上总结阴极、阳极的判断方法
练习 【练习】下列说法不正确的是A.电解是把电能转变成化学能; B.电解是化学能转变成电能;C.电解质溶液导电是化学变化;D.任何电解过程,必将导致氧化还原反应的发生; 思考、回答B 引导学生掌握做题规范性,加深对知识的理解作用。
过渡 如果随便给你一个电解池,你怎么来判断电极的产物和每个电极上所发生的反应呢?下面我们就来讲讲这个问题。 小组讨论,交流 鼓励学生质疑,将问题解决在课堂上。
板书 二、电极产物的判断和电极方程式的书写
学生练习 阴极:2Na+ +2 e- = 2Na阳极:2Cl- - 2e- = Cl2↑总方程式:2Na+ + 2Cl- 2Na + Cl2↑(离子方程式)2NaCl 2Na + Cl2↑(化学方程式) 学生练习书写电极反应式和电解的总反应式 培养学生动手能力,强化学生对电极反应式的
迁移应用 工业生产金属钠就是用上述方法来实现的。你还记得工业上生产金属镁是如何来实现的吗?你能写出电极反应吗?(以石墨为电极材料)工业上采用电解熔融氯化铝的办法能制取金属铝吗?为什么? 思考回顾回答 电解熔融状态的氯化镁阴极:Mg2+ +2 e- = Mg阳极:2Cl- - 2e- = Cl2↑总方程式:Mg2+ + 2Cl- Mg + Cl2↑讨论 回答不能。因为氯化铝是共价化合物,其熔融状态不能导电。 前后联系,复习回顾复习共价化合物及其共价键断裂的条件,与本节课电解池构成条件相呼应
讲述 由于熔融氯化铝不能导电,因此无法通 ( http: / / www.21cnjy.com )过电解熔融氯化铝的办法制取金属铝,我们通过电解熔融氧化铝(加入助熔剂冰晶石)来制取金属铝的。请试写出电极反应(以石墨为电极材料) 聆听思考 书写阴极:Al3+ +3 e- = Al阳极:2O2- - 4e- = O2↑总方程式:4Al3+ + 6 O2- 4Al+ 3O2↑ 引导学生进一步熟悉电极反应式的书写和注意事项
课堂小结 引导学生分析、梳理本节科的学习内容 学生记录作业,总结、整理和反思全堂课内容 创新作业形式,留给学生自我反思的时间
作业设计 1、完成《自主学习丛书》第一课时。2、预习“电解原理的应用” 学生练习电极反应式和电解总反应式的书写 加深学生对所学知识的理解,强化对学习知识的运用
附:
板书
§1-2-1 电解的原理一、概念1、电解:2、电解池:3、构成电解池的条件:4、电极: 阴极:发生还原反应的电极。 与电源“+”相连的电极, 得到电子的电极, 阳离子移到的电极。 阳极:发生氧化反应的电极。 与电源“-”相连的电极, 失去电子的电极, 阴离子移到的电极。二、电极产物的判断和电极方程式的书写阴极:2Na+ +2 e- = 2Na阳极:2Cl- - 2e- = Cl2↑总方程式:2Na+ + 2Cl- 2Na + Cl2↑
教学反思
我的这节课是参考了三中魏 ( http: / / www.21cnjy.com )延强老师的优秀教案, ( http: / / www.21cnjy.com )在其中做了部分调整。(在此,感谢市局优秀教案征集活动,给我们年轻教师提供了优秀学习资源!)我认为,魏老师的设计已经非常成功,既考虑到知识的循序渐进,又充分发挥了学生的学习自主性。整堂课,学生的自由度很高,我只起到引导作用。这样的课堂上起来并不轻松,会有很多变数。比如,时间的把握、实验的安全性、完整性。其实,我在上课时并没有让学 ( http: / / www.21cnjy.com )生参与过多的实验操作(条件有限),而是通过学生观看视频来总结实验现象,分析实验原理,再得到实验结论的。感觉在教学过程中,还存在以下问题:①视频资源还要进一步优化。我所找的“电解熔融氯化钠”实验视频较短,播放较快,以至于学生很难观察到所有实验现象,我只有多方了好几遍。②本课很多的学习内容是理论性的,不太利于学生理解。好在能够结合视频和图片给学生讲解。③电解熔融氧化铝制取金属铝用时过多,学生多数忘记了AlCl3是共价化合物这一事实,所以在上课之前的有关电解质的复习时,最好提一提电解质导电的条件,但这又要考虑到整堂课教学时间的分配问题,我们化学组经过打磨后一致认为,在学生上课前布置复习相对合理。
①直流电源
②两个固体电极
③形成闭合回路电能转化为化学能 ——电解
第2课时 电解原理的应用
滕州一中东校高二化学组
课型:新授 使用时间: 2014年9月16日
【教材分析】
本章教材包括化学反应的热效应,电能转化为 ( http: / / www.21cnjy.com )化学能——电解,化学能转化为电能——电池。首先,在学生已有经验的基础上继续深入学习化学反应中能量的变化,然后引导他们探索化学反应中能量的转化形式,
本节共分两部分:一、电解的原理;二、 ( http: / / www.21cnjy.com )电解原理的应用。第1课时以单一物质的熔融体系为切入点,避开溶剂、放电顺序等复杂因素,引领学生学习电解的原理,使他们知道,借助电解池装置,可以使一个不自发的氧化还原过程发生。使学生对氧化还原反应的实质是电子转移这一认识得到提升。第2课时,介绍电解工业中比较复杂的水溶液体系的实际例子:电解食盐水。通过本课时的学习,学生能够熟练掌握电解的原理,在此基础上,能够书写常见电解池的电极反应。第3课时,继续学习电解的应用:电解精炼铜和电镀。了解较复杂的体系中所发生的反应以及电解的实用价值。
【教学目标】
知识与技能目标
1.以电解饱和食盐水为例,理解电解的基本原理,能准确书写电极反应方程式和电解反应总方程式。
2.掌握惰性材料作电极时,离子的放电顺序。
3.掌握一般电解反应产物的判断方法。
过程与方法目标
通过活动探究,提高实验能力和分析能力。
情感态度与价值观
1.通过精心设计问题,激发学生的求知欲和学习热情,培养学生学习兴趣。
2.提高自主探究的意识、形成“由表及里”的分析问题的辩证唯物主义观点。
【教学重点】
1.掌握电解质溶液中离子的放电顺序。
2.惰性材料作电极电解电解质溶液时,电极反应方程式和电解反应总方程式的书写。
【教学难点】
惰性材料作电极电解电解质溶液时,电极反应方程式和电解反应总方程式的书写。
【教学过程】
【温故知新】
师:电解池的形成条件是什么
生:(1)直流电源。
(2)两个电极。其中与电源的正极相连的电极叫做阳极,与电源的负极相连的电极叫做阴极。
(3)电解质溶液或熔融态电解质。
(4)闭合的回路。
师:在作业本上画出电解熔融氯化钠的装置图,并标出电解池的阴阳极、标出电子的移动方向、离子的移动方向,并写出电极反应式。
【核对答案】将学生的作业投影,师生共同纠正作业中的错误。
【引入新课】我们学习过氯碱工业,在工业上是如何制备氯气的
生:电解饱和食盐水。
师:大家在作业本上是写出工业制备氯气的原理。
【板书】
二 电解原理的应用
1.电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气
【学生板书】2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
师:电解质都是氯化钠,一个是电解熔融态的氯化钠,一个是电解氯化钠的水溶液,产物为什么会不同呢?
生:二者含有不同的离子:熔融态的氯化钠只有Na+ 和Cl-,氯化钠溶液中含有H+ Na+ Cl- OH-
师:氯化钠溶液中含有H+ Na+ Cl- OH- 为什么只有H+ Cl- 在电极表面反应了呢?
生:离子在电极表面的反应是有先后顺序的。
师:对,离子在电极表面的反应是有先后顺序的,那顺序如何呢?
【知识支持】离子在电极表面得到或失去电子的过程叫“放电”。
【板书】
阴极上,阳离子放电,放电顺序:
Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
阳极上,先看电极材料,若是活性电极,则电极材料放电,若是惰性电极,则阴离子放电,放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->SO42-
师:这一规律就是一个“指挥棒”,指导我 ( http: / / www.21cnjy.com )们研究电解池的有关问题。比如工业上电解饱和食盐水,他是如何实现了NaOH和Cl2的制备的呢?大家带着导学案中的相关问题认真的做实验。
【导学案问题呈现】
1.两极上各有什么现象?分别向两极溶液附近滴加无色酚酞试液,哪极溶液变红?
2.两极的气体产物如何检验?
3.为什么会有这些现象?
【活动探究】学生以小组为单位结合课本P13图1-2-4安装仪器,进行实验。认真观察实验现象,小组讨论并完成导学案中的相关问题。
【核对答案】将学生的作业投影,师生共同纠正作业中的错误。
【归纳总结】
1. 阳极上有气泡逸出,气体呈 ( http: / / www.21cnjy.com )黄绿色,有刺激性气味。阴极上有气泡逸出,气体无色、无味。阴极区溶液由无色变为浅红色,红色逐渐加深、区域逐渐扩大。
2.用镊子夹取湿润的碘化钾淀粉试纸靠近 ( http: / / www.21cnjy.com )阳极附近,试纸变为蓝色,证明是氯气。在阴极附近用干燥的小试管收集一试管的气体,用拇指堵住,移近酒精灯的火焰,移开拇指,若听到“噗”的一声,则证明是氢气。
3.H+和Na+移向阴极,且放电顺序H+> ( http: / / www.21cnjy.com )Na+,所以阴极上H+放电生成氢气。Cl-和OH-移向阳极,且放电顺序Cl->OH-,所以阳极上Cl-放电生成氯气
师:大家在作业本上书写阴阳极的电极反应式。并找学生到黑板上书写。
【学生板书】
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑
阴极:2H++2e-=H2↑
师:由电极反应式我们可以得到转移电子的物质的量和各物质物质的量的关
【板书】
2e-——2NaOH——H2——Cl2
【随堂练习】见导学案
【导学案问题呈现】
用惰性电极电解饱和食盐水,当电源供给0.2mol电子时,停止通电。若此溶液体积为2L,则所得电解液的OH-的浓度是( )
A. 0.1mol/L  B. 0.01 mol/L   C.0.2 mol/L   D. 1 mol/L
正确答案:A
师:电解饱和食盐水的阴极产物、阳极产物分别是什么呢?
生:(共同回答)阴极产物是NaOH和H2,阳极产物是Cl2
师:(在黑板上标注阴极和阳极的产物)
师:能否得到纯净的Cl2和高质量的NaOH溶液?
生: 不能,NaOH和Cl2反应。H2和Cl2混合易爆炸。
师:因此,实验室的装置不能得 ( http: / / www.21cnjy.com )到工业上所需的纯净的Cl2和NaOH溶液。为此,科学家们研究出了阳离子交换膜轻松的解决了这一难题,结合课本P15页图1-2-6了解一下“神奇的膜”。
【告知学生】阳离子交换膜的作用:将电解 ( http: / / www.21cnjy.com )槽隔成阴极室和阳极室,它只允许阳离子(Na+)通过,而阻止阴离子(Cl-、OH-)和气体通过。这样既能防止阴极产生的H2和阳极产生的Cl2相混合而引起爆炸,又能避免Cl2和NaOH作用生成NaClO而影响烧碱的质量。
师:如果给出任意一个电解池该怎么书写他的电极反应式呢?我们以电解饱和食盐水为例,书写电极反应式的一般思路。
【师生共同讨论】首先,看电极材料,阴极阳极的材料均是石墨。如果,阳极材料是活性电极,则电极材料先放电。第二步,找全溶液中的阴阳离子:H+ Na+ Cl- OH- ,并确定离子的移动方向:H+和Na+移向阴极,Cl-和OH-移向阳极。第三步,判断离子放电顺序,阳离子放电顺序Cl->OH-,阴离子放电顺序Cl->OH-。第四步,书写两极的电极反应式。
【归纳总结】书写电解池电极反应式的一般步骤
分析电极(特别是阳极是否为活性电极)
明确离子(阴阳两极附近各有哪些离子)
判谁放电(根据放电顺序判断谁先放电)
书写反应(两极同时书写得失电子守恒)
【当堂达标】完成导学案中的题目。
【导学案问题呈现】
1.某学生想制作一种家用环保型消毒液发 ( http: / / www.21cnjy.com )生器,用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液,通电时,为使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液,设计了如右图所示的装置,以下对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是( )
A a为正极,b为负极;NaClO和NaCl
B a为负极,b为正极;NaClO和NaCl
C a为阳极,b为阴极;HClO和NaCl
D a为阴极,b为阳极;HClO和NaCl
2.如图是电解氯化铜溶液的装置,其中c、d为石墨电极,则下列有关判断正确的是( )
A.a为负极,b为正极
B.a为阳极,b为阴极
C.电解过程中,d电极质量增加
D.电解过程中,氯离子浓度不变
3.电解原理在化学工业中有广泛应用。右图 ( http: / / www.21cnjy.com )表示一个电解池,装有电解 液a;X、Y是两块电极板,通过导线与直流电源相连。请回答以下问题:(1)若X、Y都是惰性电极,a是饱和NaCl溶液,实验开始时,同时在两边各滴入几滴酚酞试液,则
①电解池中X极上的电极反应式为 。在X极附近观察到的实验现象是 。
②Y电极上的电极反应式为 。检验该电极反应产物的方法是 。
【核对答案】将学生的作业投影,师生共同纠正作业中的错误。
【课后作业】完成自主学习丛书P15 ——P17的相关习题
【板书设计】
二 电解原理的应用
1.电解食盐水制备烧碱、氯气和氢气
(1)
阳极:2Cl--2e-=Cl2↑
阴极:2H++2e-=H2↑
2e-——2NaOH——H2——Cl2
(2)阳离子放电顺序:
Ag +>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+
阴离子放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->SO42-
(3)书写电解池电极反应式的一般步骤
分析电极(特别是阳极是否为活性电极)
明确离子(阴阳两极附近各有哪些离子)
判谁放电(根据放电顺序判断谁先放电)
书写反应(两极同时书写得失电子守恒)
【教后记】
本节课通过“电解熔融的氯化钠”复习电解 ( http: / / www.21cnjy.com )原理,然后以学生熟悉的“电解饱和食盐水”引入新课。在新授课的过程中:首先,通过“电解饱和食盐水”的化学方程式,引导学生探索“溶液中阴阳离子的放电顺序”这个重要知识点。然后,通过对“电解饱和食盐水”现象的分析,加深对电解原理的认识,并了解怎样才能得到纯净的Cl2和NaOH溶液。最后,又以“电解饱和食盐水”为例,分析并归纳总结书写电解池电极反应式的一般步骤。总之,“电解饱和食盐水”是一条主线贯穿整个课堂,使得本节课内容完整,重难点突出。能较好的完成教学任务!
图1-2-6
a
A
X
Y
+
―单位:枣庄三中西校
课题、课时:第1章 第2节 第3课时 电解原理的应用——精炼铜、电镀
课型:新授课
授课时间: 2014年 9 月 19 日,
教学模式:诱思探究。
教学手段:多媒体辅助教学。
【教材分析】
电解池是借助于电能,使不能自发进行 ( http: / / www.21cnjy.com )的氧化还原反应能够发生,从而使电能转化为化学能的装置。它的应用相当广泛,由此形成的工业也很多,如电镀、氯碱工业、电冶金、电池充电等。本节课是学生学习电解基本原理知识后的自然延伸,它有助于学生系统的认识电解的应用,理解并设计多种电解的应用方法,为后续学习电化学知识在生产生活和科研中的重要作用打好理论基础。
【学情分析】
本课时内容位于选修4《化学反应原理》 ( http: / / www.21cnjy.com )第一章第二节。在必修一中学生接触了氧化还原的知识,在必修2第二章第三节中,学生已经接触过简单的原电池知识;在本节课的前两课时学习了电解的基本原理,知道了离子的放电顺序,分析了氯碱工业和电解三种电解质溶液,本节课在此基础上展开,学生完全有能力自己分析电解精炼铜及电镀池的原理。
【教学目标】
1.知识与技能目标
(1)运用电解的原理分析电镀铜、电解精练铜的过程,了解这些较复杂体系中所发生的反应以及电解的实用价值;
(2)准确书写电极反应方程式和电解反应总方程式;
(3)能够分析活性电极作阳极时的电解过程。
2.过程与方法目标
通过运用电解的原理,分析电镀、电解精炼等复杂体系中所发生的反应,体会电解的实用价值和对人类社会的重要贡献。
3、情感态度与价值观:
通过电解知识的学习,激发学生勇于创新、积极实践的科学态度。
教学重点:通过电镀铜、电解精炼铜,了解电解的实用价值。
教学难点:活性电极电解电解质溶液时,电极反应方程式和电解反应总方程式的书写。
【教学方法】以学生分组交流讨论为主,结合启发引导归纳总结
【教学过程】
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
复习回顾 【提问】1.电极反应方程式的书写步骤?2.惰性电极作阳极的电解过程中,溶液中离子的放电顺序是怎样的?【作业检查】1.今有两支黑色铅笔、两段导线、干电池、滤纸、培养皿、a、b、c三种溶液。请应用今天所学的知识,设计一个实验,让铅笔画出红线、蓝线。 思考回答1 淀粉溶液、碘化钾溶液,酚酞溶液 复习回顾上节课内容,检查掌握情,为本节课的学习做好准备。
引入新课 上节课我们学习电解原理的应用电解饱和食盐水制备烧碱、氢气、氯气,今天继续学习电解原理的应用。 聆听 开门见山引入新课提高学生的注意力
讲述 铜是重要的金属材料。它的主要用途之一是 ( http: / / www.21cnjy.com )制作导线,这要求铜具有很高的纯度,而冶炼得到的铜常含有锌铁镍银金铂等杂质,工业上常用电解的方法除去这些杂质制得精铜 聆听思考 了解电解原理的另一个重要应用-精炼铜
任务一电解精炼铜 布置任务现有以下实验仪器:一块粗铜(含Zn、Fe、Au、Ag等杂质),一块纯铜,CuSO4溶液,电解池,直流电源,思考如何根据电解原理提纯粗铜,请设计实验装置。1画出实验装置图2 标出阴阳极材料及电解质溶液交流研讨1粗铜上的杂质金属是如何除去的?师生分析:阳极Zn、Fe比Cu先放 ( http: / / www.21cnjy.com )电,但Zn2+、Fe2+在阴极上不放电,阴极上只有Cu2+放电,阳极上的Au、Ag等金属不放电而沉积于阳极下面形成阳极泥(可从中回收贵金属)这样阴极上获得的就是高纯度的铜。交流研讨2电解一段时间后,CuSO4溶液的浓度如何变化?写出电极反应说明:阳极上同时还有锌、铁、镍去放电Zn→ Zn2++2e-,Fe→ Fe2++2e- 讨论交流完成学案上实验方案的设计阳极:粗铜阴极:精铜电解质:CuSO4交流讨论比铜活泼的金属Zn、Fe以离子的形式进入溶液,比铜不活泼的金属Au、Ag沉积在阳极底部。思考浓度变小书写电极反应阳极:Cu(粗铜)→ Cu2++2e-(主要)阴极:Cu2+ + 2e- →Cu(精铜) 深入理解电解原理,体会电解的另一个应用领域电解精炼铜,学生不仅动耳听而且动脑想动手写,发挥学生在课堂上的主动性。理解精炼铜的原理学生进一步明确了杂质金属是如何出去的,在书写中加深对电解原理的理解
知识深化 金属镍有广泛的用途,粗镍中含有少量 ( http: / / www.21cnjy.com )Fe,Zn,Cu,Pt等杂质,可用电解法制备高纯度的镍,下列叙述中正确的是(已知氧化性:Fe2+过渡 若把电解精炼铜装置中的阴极材料改为钥匙,则钥匙上会附着铜,这就是电镀。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。电镀原理在工业上被大量应用,如电镀拉手,镀镍自行车把等 倾听思考 通过知识的自然生长与过渡,激发学生的探究兴趣
任务二电镀 布置任务:在铁钉上镀铜材料:铜片,石墨棒,铁钉,CuSO4溶液,导线,电源请根据电解原理,设计实验方案并检验,然后得出结论实验方案电镀原理阳极: Cu – 2e- = Cu2+阴极:Cu2++ 2e- =Cu电镀方案 CuSO4溶液电极材料阳极:铜片,阴极:铁钉电镀液CuSO4溶液镀件铁钉引导学生分析评价对学生可能的出现的几种情况,如铁钉作阳极、石墨作阳极、铜作阳极等,进行分析评价。确定最佳方案。讲述:这就是电镀的原理。利用电解原理,在金属表面镀上一薄层其它金属或合金的方法叫电镀。总结电镀池的阴阳极材料及电解质溶液是什么? 学生设计并实验方案设计阳极(纯铜):Cu – 2e- =Cu2+阴极(铁钉):Cu2++ 2e- =Cu分析 铜做阳极可以补充溶液中减少的铜离子,保持铜离子浓度恒定,使电解持续进行总结一般把待镀金属(即镀件)作阴极,镀层金属作阳极,含镀层金属离子的溶液为电镀液。 使学生体会电解原理在电镀工业上的重要使用价值,充分感受化学的魅力由学生已经掌握的知识逐步引向学生的学习目标。
小结反思 1、给你一个电解装置如何分析其电极产物?一看电源(确定阴阳极) 二看阳极材料(是活动金属还是惰性电极); 三看离子导体(看有什么离子) 四看离子移动(分别移向哪个电极) 五看何种离子放电(依据放电顺序)2、通过今天的学习还应该能够对一些看似难以实现的事情,敢想,敢做,敢于创新。 比如, ①已知F2是氧化性最强的单质,你有办法将F-氧化成F2吗 ?用什么方法? 再如, ②能实现变化Cu + 2H2O=Cu(OH)2+H2↑吗? 学生反思总结并回答。 培养学生的归纳概括能力升华本单元所要达到的学科思想和核心能力
板书设计 二 电解原理的应用2 电解精炼铜Cu(粗铜)→ Cu2++2e-(主要) Cu2+ + 2e- → Cu(精铜)Zn→ Zn2++2e-,Fe→ Fe2++2e-3 电镀概念: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。电镀铜 阳极:Cu→ Cu2++2e- 阴极:Cu2+ + 2e- → Cu(镀件)
教学反思 本节课在前两课时的基础上 ( http: / / www.21cnjy.com )由学生自己分析电解精炼铜及电镀的实验方案,充分发挥了学生的主动性,学生比较活跃,很多学生大声说出自己的设计方案,敢于质疑教师质疑课本。在21班上课时,有两位学生提出在铁上镀上铜时,阴极材料铁会不会和电解质硫酸铜反应,充分肯定了学生细心观察勤于思考的品质,简单介绍了阴极电保护法。备课时从未注意到这个细节,在以后的教学过程中,还要不断地学习,不断地反思,善于研究,吃透教材课标。
Cu2+
Zn2+
Fe2+
e-
e-
Cu2+
粗铜
精铜
CuSO4溶液
Cu2+
Zn2+
Fe2+
e-
e-
Cu2+
粗铜
精铜
CuSO4溶液
e-
e-
Cu2+
Cu2+
铜电极
铁电极
CuSO4溶液