高中化学 第四章 第三节 电解原理的应用(第2课时)学案 新人教版选修4

第2课时 电解原理的应用[明确学习目标] 1.了解电解在氯碱工业中的应用。

2.了解电解在电镀、电解精炼及电冶金方面的应用。

一、电解饱和食盐水 1．装置、现象及电极反应式2．解释放电顺序：□03H ＋>Na ＋ □04Cl －>OH － 3．总反应式化学方程式：□052NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑； 离子方程式：□062Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋H 2↑＋Cl 2↑。

二、电镀 1．定义电镀是应用□01电解原理在某些金属表面镀上一薄层其他□02金属或□03合金的方法。

2．电镀池的构成(往铁件上镀铜)(1)阴极材料：□04Fe ，电极反应式：□05Cu 2＋＋2e －===Cu ； (2)阳极材料：□06Cu ，电极反应式：□07Cu －2e －===Cu 2＋； (3)电解质溶液：□08CuSO 4溶液。

3．电镀的目的主要是增强金属□09抗腐蚀能力，增强美观和表面硬度。

三、电冶金 1．金属冶炼的本质使矿石中的金属离子获得电子，从它们的化合物中□01还原出来。

M n ＋＋n e －===M 。

2．电冶金电解是最强有力的氧化还原手段，适用于一些□02活泼金属单质的制取，如冶炼钠、镁、铝等活泼金属。

3．电解熔融的氯化钠阳极反应式：□032Cl －－2e －===Cl 2↑； 阴极反应式：□042Na ＋＋2e －===2Na ； 总反应：□052NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑。

1．用惰性电极电解含有酚酞的饱和NaCl 溶液，如何通过实验现象判断阴、阳两极？ 提示：2．若把铁件上镀铜的阴极材料换为小块精铜，阳极材料换为粗铜，能否通过电解方法由粗铜制精铜？提示：能。

阴极反应式为Cu 2＋＋2e －===Cu ，而粗铜作阳极，比铜活泼的金属成为阳离子进入溶液，但不会在阴极上得电子成为单质(因Cu 2＋得电子能力比它们要强)，不如Cu 活泼的金属不失电子，会随Cu 的消耗从粗铜上脱落沉入阳极区，成为阳极泥。

⼭西省⾼中化学第四章第三节第2课时电解原理的应⽤学案新⼈教版选修4【精品教案】电解原理的应⽤1.熟知电解饱和⾷盐⽔、电镀、电解精炼铜、电冶⾦的原理，会写其电极反应式及化学⽅程式。

2．学会电解的相关计算。

知识点⼀电解原理的应⽤阅读教材P 80～P 82，思考并填空。

1．电解饱和⾷盐⽔制烧碱、氯⽓和氢⽓ (1)装置及现象(2)电解总反应式化学⽅程式：2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋Cl 2↑＋H 2↑，离⼦⽅程式：2Cl －＋2H 2O=====电解2OH －＋Cl 2↑＋H 2↑。

2．电镀(1)定义：应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⽅法。

电镀的⽬的是使⾦属增强抗腐蚀能⼒，增加美观和表⾯硬度。

(2)电镀池的构成(3)实例(往铁件上镀铜)①阴极材料：Fe ，电极反应式：Cu 2＋＋2e －===Cu ；②阳极材料：Cu ，电极反应式：Cu －2e －===Cu 2＋；③电解质溶液：CuSO 4溶液。

3．电解精炼铜(1)装置：如图所⽰。

(2)电极反应式：阳极为Zn －2e －===Zn 2＋，Cu －2e －===Cu 2＋等；阴极为Cu 2＋＋2e －===Cu 。

4．电冶⾦(1)⾦属冶炼的本质使矿⽯中的⾦属离⼦获得电⼦，从它们的化合物中还原出来，电极反应通式为M n ＋＋n e －===M 。

(2)电解熔融的NaCl 制Na对于冶炼像钠、钙、镁、铝这样活泼的⾦属，电解法⼏乎是唯⼀可⾏的⼯业⽅法。

例如：电解熔融的NaCl 制Na ：NaCl 在⾼温熔融条件发⽣电离：NaCl===Na ＋＋Cl －，通直流电后，阴极：2Na ＋＋2e －===2Na ，阳极：2Cl －－2e －===Cl 2↑，总化学⽅程式为2NaCl(熔融)=====电解2Na ＋Cl 2↑。

(1)电解法制取钠、钾、镁、铝时不能电解含有这些⾦属阳离⼦的⽔溶液。

(2)⼯业上⽤电解熔融MgCl 2⽽不是MgO 的⽅法制Mg ；⽤电解熔融Al 2O 3⽽不是AlCl 3的⽅法制Al 。

第2课时电解原理的应用●课标要求体验化学能与电能相互转化的探究过程。

●课标解读1.了解电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜以及电冶金等电解原理的应用。

2．掌握电解原理的有关计算。

●教学地位在上一课时的基础上通过氯碱工业的学习，培养学生确立理论联系实际的学习方法，进一步树立探究精神及合作意识，同时增强环境保护意识。

知道铜的电解精炼和电镀铜的原理，了解电镀的原理，能正确书写电极反应式和电解的总化学方程式。

本课时是本章重点内容之一。

●新课导入建议在硫酸铜溶液中，插入两个电极进行电解。

(1)若两极均为Pt电极，则阳极反应式是4OH－－4e－===2H2O＋O2↑，阴极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu，电解的化学方程式是2CuSO4＋2H2O电解,2Cu＋O2↑＋2H2SO4。

(2)若两极均为铜片，则阳极反应式是Cu－2e－===Cu2＋，阴极反应式是Cu2＋＋2e－===Cu，电解过程中溶液的浓度不变。

●教学流程设计课前预习安排：看教材P80～82页，填写【课前自主导学】中的内容，并完成【思考交流】；⇒步骤1：导入新课、本课时的教材地位分析。

⇒步骤2：建议对【思考交流】多提问几个学生，使80%以上的学生都能掌握该内容，以利于下一步对该重点知识的探究。

⇒步骤3：师生互动完成“探究1，电解原理的应用”可利用【问题导思】中的问题由浅入深地进行。

步骤6：师生互动完成“探究2、有关电解的计算”，可利用【问题导思】中的问题由浅入深地进行。

建议教师除【例2】外，再变换一个命题角度，使用【教师备课资源】中例题拓展学生的思路。

⇐步骤5：在老师指导下由学生自主完成【变式训练1】和【当堂双基达标】中的1、2、3三题，验证学生对探究点的理解掌握情况。

⇐步骤4：教师通过【例1】和教材P80～82页讲解研析对“探究1”电解原理的应用的内容进行总结。

⇓步骤7：教师通过【例2】的讲解对“探究2”进行总结。

⇒步骤8：在老师指导下学生自主完成【当堂双基达标】中的4题，验证学生对探究点的理解掌握情况。

4-3-2 电解池（第二课时）教课目的1、认识氯碱工业，电镀，冶金的原理2、培育学生的实验操作能力，团结协作能力、察看能力、剖析能力、概括总结能力以及运用知识解决问题的能力教课要点：电解池原理教课难点：电解原理的应用教课过程：【前言】上节课我们学习了电解的原理，电解是经过电流惹起化学反响的过程，马上电能转变为了化学能。

电解的原理在工业上有哪些应用呢？这节课就向同学们介绍两个电解原理在工业上应用的案例 .【板书】二、电解原理的应用【讲】电解饱和食盐水以制备烧碱、氢气和氯气，电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业。

【板书】 1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气【投影】实验装置及原理按上图装置，在 U 形管里倒入饱和食盐水，插入一根石墨棒做阳极，一根铁棒做阴极。

同时在两边管中各滴入几滴酚酞试液，并用润湿的碘化钾淀粉试纸查验阳极放出的气体。

接通直流电源后，注意管内发生的现象。

【讲】在这个反响中，因为＋H ，损坏了邻近的水的电离均衡，H 在阴极上获取电子而生成2―【板书】（ 1）实验原理：阳极 ( 放电次序：Cl ―――-2e == Cl 2↑(氧化反响) >OH ) ： 2Cl阴极 ( 放电次序：＋＋＋↑( 复原反响 )H >Na ) ：2H +2e==H2总反响： 2NaCl+2H2O 2NaOH +H2↑+ Cl 2↑阴极阳极【注意】在学习电解食盐水的化学原理时，学生常常不简单理解碱为何在阴极区生成。

这点能够从 H＋在阴极上大批被复原，进而惹起水的电离均衡被损坏，来剖析在阴极区积―累大批 OH 的原因。

【板书】（ 2）工业制备方法--- 离子互换膜法【讲】由阳极、阴极、离子互换膜、电解槽框和导电铜棒等构成，每台电解槽由若干个单元槽串连或并联构成。

将电解槽隔成阴极室和阳极室和阴极室，它只同意阳离子(Na＋) 经过，而阻挡阴离子 (Cl ―、―H2和阳极产生的 Cl 2相混淆而惹起爆炸，又OH ) 随和体经过。

第四章电化学基础第三节电解池第二课时——电解原理的应用长沙市第一中学张亚文核心素养通过电解饱和食盐水、电镀、铜的电解精炼的学习，培养学生将化学成果应用于生活的意识和社会责任感。

基本说明1、教学内容所属模块：选修4《化学反应原理》2、年级：高中二年级3、所用教材：人教版4、所属章节：第四章第三节教材分析电解池是借助于电能，使不能自发进行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，如氯碱工业、电镀、电解、电冶金、电池充电等。

本节课是学生学习“电解原理”知识后的自然延伸与实际应用的有机结合，它有助于学生系统学习电化学知识，并学会用理论知识来解释在生产生活、科研中的实际应用原理，为将来进行科研工作打好基础。

学情分析选修4《化学反应原理》第四章第一、二节和第三节第一课时中，学生已经具有借助氧化还原理论、金属活动顺序和物理学中的电学知识判断电源正负极、电解池的阴阳极，溶液中离子放电顺序的关系、正确书写电极反应式和基本的电解原理分析的能力。

因此，在本节课中，可利用已有的电解池原理知识来理解常见的生产生活中电解原理应用相关知识，例如电解饱和食盐水、电镀、铜的精炼、电冶金等工业生产，有助于学生将理论知识与实际生活相结合，达到理论联系实际的目的，激发学习兴趣。

本节内容是高考大纲中的必考热点内容，电化学知识既可以综合学科内的知识，如化学实验现象的判断和分析、定量实验的操作要求、离子方程式的书写、氧化还原反应问题分析、化学计算等，也可以涉及学科间知识的运用，如物理学中的有关电流强度的计算、有关电量和阿伏加德罗常数的计算等，还可以与生产生活（如金属的腐蚀和防护、电镀废液的危害与环保）、新科技及新技术（新型电池）等问题相联系，是不可忽视的知识点．关于电化学的内容是历年高考的重要知识点之一,已成高考的必考题.其考查的内容有:原电池、电解池、电镀池的电极名称及电极反应式等。

如2015年高考全国新课标卷I第11题，考察内容为微生物电池的总反应式，以及质子交换膜的问题；如2015天津高考卷第4题考查内容为阳离子膜知识；如2015年北京高考第27题第（4）问考查电解海水以及阳离子膜的作用等。

第2课时 电解原理的应用[学习目标定位] 1.熟知电解饱和食盐水、电镀、电解精炼铜、电冶金的原理，会写其电极反应式及化学方程式。

2.学会电解的有关计算。

一、电解原理的应用 1.氯碱工业(1)概念：用电解饱和氯化钠溶液的方法来制取氢氧化钠、氢气和氯气，并以它们为原料生产一系列化工产品的工业，称为氯碱工业。

(2)原理：①通电前，氯化钠溶液中含有的离子是Na ＋、Cl －、H ＋、OH －。

通电时，移向阳极的离子是Cl －、OH －，移向阴极的离子是Na ＋、H ＋。

②阳极反应式为2Cl －－2e －===Cl 2↑； 阴极反应式为2H ＋＋2e －===H 2↑；因H ＋放电，促进了水的电离，使阴极区溶液显碱性。

③电解的总反应式化学方程式为2NaCl ＋2H 2O=====电解H 2↑＋Cl 2↑＋2NaOH ； 离子方程式为2Cl －＋2H 2O=====电解H 2↑＋Cl 2↑＋2OH －。

(3)氯碱工业生产流程 ①阳离子交换膜电解槽②阳离子交换膜的作用：只允许Na ＋等阳离子通过，不允许Cl －、OH －等阴离子及气体分子通过，可以防止阴极产生的氢气与阳极产生的氯气混合发生爆炸，也能避免氯气与阴极产生的氢氧化钠反应而影响氢氧化钠的产量和质量。

2.电镀(1)电镀的概念：应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方法。

电镀可以使金属更加美观耐用，抗腐蚀性能增强。

(2)某电镀铜实验装置(电镀池)如图所示。

请回答下列问题：①铜片为镀层金属，与直流电源的正极相连，作阳极； 铁件为待镀金属，与直流电源的负极相连，作阴极； 硫酸铜溶液为电镀液，含有镀层金属离子。

②阳极反应式为Cu －2e －===Cu 2＋； 阴极反应式为Cu 2＋＋2e －===Cu 。

③可观察到的现象是铁件表面镀一层红色的铜，铜片不断溶解。

④硫酸铜溶液浓度的变化是不变。

(3)电镀的特点是阳极参与电极反应，电镀过程中相关离子的浓度、溶液pH 等保持不变。

4.3电解原理CuCl 2溶液中两根碳棒，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。

【质疑】1.通电前溶液中存在哪些离子？这些离子是如何运动的？【分析】接通直流电后，原来的离子运动发生了这样的变化？有关离子在两极发生了什么样的反应？【观看】动画实验【提问】两极产物是什现，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，黄绿色的气体为氯气。

回答：通电前溶液力及口头表达能力。

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。

么？【讲解】电解CuC12溶液的原理可表示为：阳极：2C1- -2e- == C12↑（氧化反应）阴极：Cu2+ + 2e- == Cu （还原反应）总反应：CuC12 Cu + C12↑【概括】通俗记法，利用谐音。

阳（极）--氧（化反应）【思考与交流】1、如何判断电解池的阴阳极？2、在CuCI2溶液中有自由移动的Cu2+、CI-、H+、OH-，为什么只有Cu2+、CI-得失电子，而H+、却不能在两极上得失电子呢？二、离子放电顺序【讲解】阳离子得到电子或阴离子失去电子的过中Cu2+、CI-、H+、OH-自由移动讨论分析，回答：通电后带正电的Cu2+、H+向阴极移动；带负电的CI-、OH-向阳极移动。

Cu2+在阴极得电子变成了单质Cu,CI-在阳极失电子变成了CI2。

回答阳极产物—氯气（CI2）阴极产物—铜（Cu）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。

创设问题情境激发学生求知欲望，培养自学能力。

［讲］电解饱和食盐水以制备烧碱、氢气和氯气，电解饱和食盐水的工业生产叫氯碱工业。

［板书］1、电解饱和食盐水制烧碱、氢气和氯气［投影］实验装置及原理按上图装置，在U形管里倒入饱和食盐水，插入一根石墨棒做阳极，一根铁棒做阴极。