电能转化为化学能
教学目标
知识与技能：了解电解的基本原理，电解池形成的基本条件以及电解的基本规律；能正确判断电解池的阴极和阳极；能正确书写电极反应式和电解化学方程式；能正确判别原电池和电解池
过程与方法：通过演示实验、学生分组实验，让学生在实验过程中培养仔细观察实验现象的习惯和总结、归纳的能力。
（3） 情感、态度与价值观：渗透由现象到本质，由个别到一般，由一般到特殊的辩证唯物主义观点。让学生在实验中体会学习的快乐，增加对化学学习的兴趣。
教学重、难点
教学重点：电解装置两电极发生的反应
教学难点：电解原理、电极方程式书写
课型：理论知识课
教学方法：讲授法、演示实验法、学生分组实验法
材料准备：
演示实验：U型管、石墨电极两个、电源、淀粉—碘化钾试纸、导线、饱和CuCl2溶液
学生分组实验：1#电池32支、电池盒32支、导线32根（一端带鳄鱼夹）、载玻片16片、滤纸、食盐溶液、酚酞溶液、淀粉—碘化钾溶液、6B铅笔32支
教学过程：
在前面几节课，我们已经学习到了化学能可以转化为电能。其实，我们在必修1中早就给大家介绍过电能也可以反过来转化为化学能。下面就请大家回忆一下，在化学1中我们学习哪些反应可以用来证明：电能也能转化为化学能？
先来举个例子：在从海水中获得化学物质这一专题中，我们说可以从海水中获得活泼金属Na，那我们是通过电解什么物质来获得Na的呢？
{回答不出则提示：海水中最多的是什么？}
[学生一起回答] NaCl
更准确地说，是通过电解熔融的NaCl。那我们来一起完成这条方程式：熔融的NaCl在电解的条件下生成了Na和什么啊？
[学生一起回答] Cl2
对，根据化学反应物质守恒的原则，我们可以知道电解熔融的NaCl可以得到Na和Cl2{同时在附板书上完成方程式：
通电
2NaCl == 2Na + Cl2}
{除了电解熔融的NaCl以外，还学习过哪些电解的例子呢？在学习完Na以后，我们紧接着就是从海水中提取Mg，}或者{好！我们接着往下想。在学完Na之后，我们还可以从海水中获得哪种活泼金属？
[学生一起回答] Mg}
提取Mg又是通过电解什么物质呢？
[学生一起回答] MgCl2
这是专题2中的内容，我们接着往下想，在专题3中我们学习能到从铝土矿中提取铝，通过电解什么物质得到铝的？
[学生一起回答] Al2O3
{回答不出来，则：其实啊，我们是通过电解Al2O3这么一种Al的化合物来得到的}
{完成方程式：
通电
2 Al2O3 == 4 Al + 3O2}
以上这些例子都是我们在必修1中学习到的，都可以用来证明电能通过电解这么一个过程可以转化为化学能。那么究竟什么叫做电解呢？
其实，电解指的就是使电流通过电解质而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
[板书] 一、电解：通过电解质而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。
那么电解这么一个过程具体是发生在什么样一个特殊的装置中的呢？我们把电解发生的装置叫做电解池。所以说，电解池就是一个可以将电能转化为化学能的这么一个装置。
[板书] 二、电解池：电能 化学能装置
好，那接下来大家看讲台上。这就是一个电解的装置。中间的是一个具支U形管，在它里面加入了饱和的CuCl2溶液。然后接上两个石墨电解，左边这个与电源的正极相连，右边这个与电源负极相连。然后，在与电源正极相连的石墨电极上贴了一张湿润的淀粉—碘化钾试纸。{在幻灯片上展示出和实物装置一模一样的示意图}我们现在接通电源，大家仔细观察一下：在两个电极上各有什么样不同的现象产生？
前排的同学看到了吗？在左边这个电极上有什么现象？
[学生一起回答] 有气泡
大家再看看湿润的淀粉—碘化钾试纸颜色怎么变啊？
[学生一起回答] 变蓝
如果这是无色溶液的话，我们就可以更加清晰地看到，其实这是一种黄绿色的气体。所以说，在与电源正极相连的电极上我们看到了一种能够使湿润的淀粉—碘化钾试纸变蓝的黄绿色的气体的生成。{幻灯片展示}
那么这边这个电极上又有什么样的现象呢？先把电源关掉。
{关闭电源，拿出电极} 大家看到了什么啊？
[学生回答] 有红色的物质生成
在与电源负极相连的电极上我们看到了有红色的物质的生成。
那么到底是哪两种新的物质的生成使我们看到了这样的现象呢？
首先我们看，这个红色的物质会是什么？
[学生一起回答] Cu
在电解之前，Cu是以什么样的状态存在于溶液中的呢？
[学生一起回答] Cu2+
Cu2+经过什么样的一个过程形成单质Cu呢？得电子还是失电子？
[学生一起回答] 得电子
Cu2+得到2个电子形成了Cu，这是一个氧化反应还是还原反应？
[学生一起回答] 还原反应
{完成方程式：Cu 2+ + 2e- = Cu （得电子，还原）}
这是与电源负极相连的电极，那么与电源正极相连的电极上，我们看到了一种黄绿色气体生成。那么这种气体是什么？
[学生一起回答] Cl2
Cl2遇到湿润的淀粉—碘化钾试纸为什么会变蓝呢？我们知道Cl的非金属性比I强，所以当Cl2和I-同时存在时会有这样的一个反应发生：
Cl2 + I- = 2Cl- + I2
当I2遇到淀粉就显示出蓝色，但是如果I2的浓度不够高，显示出来的就是一种棕黄色。
在Cl电解之前又是以什么形式存在的于溶液中的呢？
[学生一起回答] Cl-
Cl-通过得到两个电子形成Cl2，那么这是一个什么过程？
[学生一起回答] 氧化反应
这是一个失电子的氧化反应
{完成方程式：2Cl- + 2e = Cl2}
其实，在电解池中，我们通常把与电源正极相连的电极叫做阳极，与电源负极相连的电极叫做阴极。所以说一般在阳极发生的是失电子的氧化反应，在阴极上发生的是得电子的还原反应。我们把这两条叫做它们的电极方程式。这两个反应是在两极上发生的两个半反应。
那我现在如果要求总反应怎么办？
[学生一起回答] 加起来
大家一定要注意：这并不是一个简单的加和。Cu2+来源于CuCl2 ，所以我们要写的是CuCl2 ， Cl- 也是来源于CuCl2 ，所以也要写CuCl2 。CuCl2 在通电的条件下生成Cu单质和Cl2 ：
电解
CuCl2 == Cu + Cl2
{完成板书}
电源
电解池
原理
负极
阴极
Cu 2+ + 2e- = Cu （得电子，还原反应）
正极
阳极
2Cl- + 2e = Cl2↑ （失电子，氧化反应）
总反应
电解
Cu Cl2 == Cu + Cl2↑
那么下面大家来思考这么一个问题：在溶液中除了Cu2+ 、Cl-之外还存在哪些离子呢？
我们说电解的是CuCl2的水溶液吧，所以肯定还有什么离子存在？
[学生一起回答] H+和OH-，
在溶液中存在Cu2+ 、Cl-、H+、OH-四种离子，为何发生氧化还原反应的是Cu2+ 、Cl- ？
我们来看一下在电解前后这些离子的运动有什么样的变化。
{动画播放}
在电解前，这些离子在溶液中是做什么运动？
[学生一起回答] 无规则运动
是一种无规则的自由运动。那么通电之后呢？
通电之后，阳极与电源正极相连，所以阳极应该带的是正电。那么根据同种电荷相斥、异种电荷相吸的原则，在阳极附近应该大量聚集了什么离子？阴离子还是阳离子？
[学生一起回答] 阴离子
也就是我们这里的Cl-和OH-，同样地，阴极与电源负极相连，所以它应该带负电，在它周围应该聚集大量的阳离子。也就是Cu2+、H+
既然每个电极周围都有两种不同的离子，为什么最后电极反应的产物只有金属铜和Cl2这么两种呢？
我们先看阴极。Cu2+ 具有什么性？氧化性还是还原性？
[学生一起回答] 氧化性
我们知道金属具有还原性，而金属阳离子具有氧化性。而且金属的还原性越强，相对应的金属阳离子的氧化性就越弱。
那么H+具有什么性？
[学生一起回答] 氧化性
也是氧化性，不过它的氧化性比Cu2+要小。我们说机会只留给有准备的人。Cu2+准备地更多，它的氧化性更强，所以当有机会得到电子时，它就先得到电子形成Cu单质。
所以，在阳极的反应中有这样的一条规律：氧化性越强的离子越容易还原。
那么，在我们的高一化学的学习中，我们需要掌握这么几种离子的氧化性强弱的比较：Ag+>Cu2+>H+> Na+
同样的，在阳极Cl-比OH-先失去电子，说明Cl-的什么性比OH-要强？
[学生一起回答] 还原性
Cl-的还原性比OH-要强，所以Cl-就被氧化形成了Cl2。
类似的在阳极：还原性越强的离子越容易被还原。除了这两种离子之外，在高一的学习中我们还需要掌握的是以下几种离子的还原性的强弱：I->Br->Cl->OH-> SO42-
在化学中，我们把这种阳离子得电子或者阴离子失电子的顺序叫做放电顺序。
[板书]
2、放电顺序：
阴极：氧化性越强越容易还原
Ag+>Cu2+>H+> Na+
阳极：还原性越强越容易氧化
I->Br->Cl->OH-> SO42-
以上，是我们对电解饱和CuCl2溶液整个过程从宏观到微观的的一个分析。那么接下来，我们来总结一下一般的电解反应，我们应该怎么样去分析呢？
我们来看一下分析步骤。
首先，我们要先确定阳极电极的材料。那么在我们目前的学习中所碰到的电解池的阳极的材料一般都是惰性材料。比如我们实验中所使用的石墨电极，还有比较常见的就是Pt电极。
确定了阳电极的材料之后，我们要确定溶液中的阴阳离子。先要知道溶液中有哪些离子，再确定阴阳两极附近有哪些离子，比如，我们实验的电解质溶液中就存在大量的Cu2+和Cl-以及少量的H+和OH-。
最后，再根据阴阳离子的放电顺序确定电极反应的产物。氧化性或者还原性强的离子就会先从电极上析出。
[板书]
3、分析步骤
（1）确定阳极电极的材料（石墨、Pt电极）
（2）确定溶液中的阴阳离子
（3）根据阴阳离子的放电顺序
根据这三个步骤，我们就可以分析出一个电解池在电解的过程中发生了什么样的反应。
那么接下来，就请大家自己去体验一下电解到底是一个什么样的过程。我们自己动手来试一试。在大家的桌子上都有一些仪器和药品，四个人一组，我们一起来完成这样一个实验：
[幻灯片]
1、取浸于NaCl溶液中的滤纸于玻璃片上，然后在其左右两边各滴2滴NaCl溶液。在一端滴一滴酚酞，另一端滴一滴淀粉—碘化钾溶液
2、用两根导线分别绕在两只铅笔的笔尖上。
3、将阴极笔尖轻轻地点在滴有酚酞的滤纸一端，将阳极笔尖轻轻点在滴有淀粉—碘化钾溶液的滤纸一端，仔细观察现象并记录。
下面给大家三分钟时间，注意溶液的滴得不要太多，多了效果就不明显了！
{三分钟后}
大家看到了什么现象？（请学生起来回答）
跟电源负极相联的一端溶液呈红色，并有细微气泡产生；
跟电源正极相联的一端溶液显棕黄色。
好，那我们来分析一下，两电极各生成了什么物质。
首先，我们看跟电源负极相联的一端溶液呈红色，我们在这一端滴了一滴酚酞吧，那么这说明有什么离子？
[学生一起回答] 有OH-
我们知道，本来溶液是中性的，有OH-的大量出现，说明肯定有什么离子减少？
[学生一起回答] H+
很好，那么说明阴极产生了什么气体？
[学生一起回答] H2
再来看一看阳极。棕黄色是I2的颜色，这说明生成了一种物质把I-置换出来了，那么是生成了什么样的物质可以有这种反应呢？
[学生一起回答] Cl2
很好。现在，我们已经确定了阴阳极的产物。那么请大家根据刚才我们所介绍的方法解释一下为什么会有这些物质的生成，给大家一分钟时间思考一下，注意刚才我们所说的分析电解池的三个步骤，以及各种离子的放电顺序。
{请学生回答，根据学生的回答进行总结最终得出正确答案：
在溶液中存在着Na+、Cl-、H+和OH-，在加上外加电源之后，离子发生定向运动，在阳极聚集大量的Cl-和OH-，而在阴极聚集大量的Na+和H+，由于氧化性Cl->OH-，所以在阳极有Cl2的生成。同理，由于还原性Na+阴极：2H+ + 2e = H2↑
阳极：2Cl- + 2e = Cl2↑
总反应：2H2O+2NaCl==2NaOH+H2↑+ Cl2↑}
那么如果我电解的是Na2SO4呢？它的电极方程式又怎么写呢？给大家两分钟时间动手试一试。
{学生板演}
阳极：2H+ + 2e = H2↑
阴极：4OH- — 4e = O2↑ + 2H2O
总反应：2H2O = 2H2↑ + O2↑
其实电解在我们的生活中有非常广泛的用途。比如，我们课前所说的制备活泼金属和活泼非金属，它也可以用来精制铜。这一部分内容在课后的拓展视野中有所介绍，大家可以课后去阅读，出子之外它也可以对一些金属进行电镀。比如我要在金属银上镀上金属铜
下面我们来看一下电解池和原电池。从能量转化的角度上来说，电解池是将电能转化为化学能的装置，而原电池则是将化学能转化为电能的装置，那么它们在其他方面还有哪些相似或者不同的地方呢？
对于这几个电极反应可能大家在记忆上有一些困难，给大家介绍一个简单的方法：氧阳氧负
在电解池中，在阳极上发生的是氧化反应，而在原电池中在负极上发生的是氧化反应。我们可以把它谐音为：“养羊养富”
练习：
小结：
八、板书设计：
电能转化为化学能
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。
电解池：电能转化为化学
1、
电源
电解池
原理
负极
阴极
Cu 2+ + 2e- = Cu （得电子，还原反应）
正极
阳极
2Cl- + 2e = Cl2↑ （失电子，氧化反应）
总反应
电解
Cu Cl2 == Cu + Cl2↑
2、放电顺序：
阴极：氧化性越强越容易还原
Ag+>Cu2+>H+> Na+
阳极：还原性越强越容易氧化
I->Br->Cl->OH-> SO42-
3、分析步骤
（1）确定阳极电极的材料（石墨、Pt电极）
（2）确定溶液中的阴阳离子
（3）根据阴阳离子的放电顺序
课件12张PPT。胡声伟 2008.4.3电能转化为化学能有红色的
物质生成生成使湿润淀粉—碘化钾试纸变蓝的黄绿色气体饱和CuCl2
溶液
在溶液中存在Cu2+ 、 Cl- 、H+、OH-四种离子，为何发生氧化还原反应的是Cu2+ 、Cl- ？思考？？？分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子1、取浸于NaCl溶液中的滤纸于玻璃片上，然后在其左右两边各滴2滴NaCl溶液。在一端滴一滴酚酞，另一端滴一滴淀粉—碘化钾溶液
2、用两根导线分别绕在两只铅笔的笔尖上。
3、将阴极笔尖轻轻地点在滴有酚酞的滤纸一端，将阳极笔尖轻轻点在滴有淀粉—碘化钾溶液的滤纸一端，仔细观察现象并记录。亲身体验电解饱和食盐水 阴极：
阳极：
总反应：2H+ + 2e- = H2↑2Cl- -2e- = Cl2↑装置
举例 形成
条件 两个电极;电解质;闭合回路;一般能自发进行氧化还原反应
负极 ：氧化反应正极 ：还原反应阳极 ：氧化反应阴极 ：还原反应电极
反应化学能转化为电能电能转化为化学能电源;两个电极;电解质能量转化（2003年上海）右图是电解CuCl2溶液的装置，其中c、d为石墨电极。则下列有关的判断正
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，氯离子浓度不变练习小结与电源正极相连阳极阴极与电源负极相连发生氧化反应阳离子移向阴离子移向发生还原反应电源、电极、电极反应关系分析电解反应的一般思路：明确溶液中存在哪些离子根据阳极氧化，阴极还原分析得出产物阴阳两极附近有哪些离子练习分析下图，哪个是原电池，哪个是电解池作业：优化设计
