高中化学选修四 1-2-2 电解原理的应用学案教师版

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。

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.掌握电解的有关计算。

1．用惰性电极电解氯化钾溶液，阴极反应式是2H ＋＋2e －===H2↑，阳极反应式是2Cl －－2e －===Cl2↑，电解的化学方程式是2KCl ＋2H2O=====通电2KOH ＋H2↑＋Cl2↑。

电解后溶液的pH 变化是增大；欲使电解后的溶液复原，需加入的物质是HCl 气体。

2．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2Cu2＋＋4e －===2Cu ，电解的化学方程式是2CuSO4＋2H2O=====通电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变化是不变。

(3)若阳极为锌片，阴极为铜片，则阳极反应式是Zn －2e －===Zn2＋，电解过程中两极的变化是阳极锌片不断溶解，阴极铜片质量不断增加。

探究点一 电解原理的应用1．电解饱和食盐水(1)通电前，氯化钠溶液中含有的离子：Na ＋、Cl －、H ＋、OH －。

通电时Na ＋、H ＋移向阴极，H ＋放电，Cl －、OH －移向阳极，Cl －放电。

电极反应式为阳极：2Cl －－2e －===Cl2↑(氧化反应)阴极：2H ＋＋2e －===H2↑(还原反应)因H ＋放电，导致水的电离平衡＋＋OH －向右移动，致使生成NaOH 。

(2)电解的总反应式化学方程式：2NaCl ＋2H2O=====通电H2↑＋Cl2↑＋2NaOH ；离子方程式：2Cl －＋2H2O=====通电H2↑＋Cl2↑＋2OH －；工业上习惯把电解饱和食盐水叫做氯碱工业。

2．电解精炼铜(1)粗铜中往往含有铁、锌、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。

第2课时 电解原理的应用学习目标：1.运用电解原理分析电解食盐水、铜的电解精炼，以及电镀的内容。

(重点)2.了解电解原理的应用方法，并进一步体会电解对人类社会的重要贡献。

[自 主 预 习·探 新 知]1．电解食盐水制备烧碱、氢气和氯气(1)装置(2)现象 ①阳极上：产生黄绿色气体。

②阴极上：产生无色气体，溶液变红色。

(3)原理分析及电极反应电解时，Cl －、OH －移向阳极，Na ＋、H ＋移向阴极。

①阳极离子放电顺序：Cl －＞OH －。

电极反应：2Cl －－2e －===Cl 2↑，氧化反应。

②阴极离子放电顺序：H ＋＞Na ＋。

电极反应：2H ＋＋2e －===H 2↑，还原反应。

(4)电池反应化学方程式 2NaCl ＋2H 2O=====通电2NaOH ＋Cl 2↑＋H 2↑。

离子方程式：2Cl －＋2H 2O=====通电2OH －＋Cl 2↑＋H 2↑。

微点拨：氯碱工业中，为避免电解产物H 2与Cl 2、Cl 2与NaOH 的反应，常用阳离子交换膜将两极溶液分开，阳离子能通过阳离子交换膜，阴离子不能通过。

2．铜的电解精炼(1)装置(2)粗铜成分①主要成分：Cu。

②杂质金属：比铜活泼的有Zn、Fe、Ni等。

比铜不活泼的有Ag、Pt、Au等。

(3)电极反应微点拨：(1)粗铜中含Zn、Fe、Ag等杂质，同时间段内两电极改变的质量不相等，但两电极通过的电量相等。

(2)电解过程中，阴离子浓度不变，Cu2＋浓度减小，Fe2＋、Zn2＋、Ni2＋浓度增大。

3．电镀(1)定义：应用电解原理，在金属表面镀上一薄层金属或合金的方法。

(2)目的：增强金属的抗腐蚀能力、耐磨性或改善金属制品的外观。

(3)根据电解原理，设计在铁钉上镀铜的实验方案微点拨：电镀的特点：“一多、一少、一不变”。

(1)一多：是指阴极上有镀层金属沉积；(2)一少：是指阳极上有镀层金属溶解；(3)一不变：是指电镀后，电解质溶液中的离子浓度保持不变。

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 。

第四章电化学基础第三节电解池第二课时——电解原理的应用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。

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。

第二节《电能转化为化学能—电解》教学设计【教学目标】1.知识与技能⑴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。

⑵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。

2.过程与方法⑴通过理解电解的基本原理，体会电解原理的应用及计算。

⑵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。

3.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。

【学习重难点】学习重点：以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法。

学习难点：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。

）1.2.2《电解原理的应用》教学过程设计【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-=H 2↑总反应：2NaCl=====通电Cl 2↑+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。

《电解原理的应用》名师教案一、教学背景分析1.教学内容分析本节教材主要在介绍电能转化为化学能的一种重要形式--- 电解，学生建立起阴极、阳极、电极反应的概念之后，继续学习电解工业中两个比较复杂的水溶液体系的实际例子：电解食盐水和电解精炼铜；最后介绍具有一定特殊性的电解原理应用的方法--- 电镀。

是希翼在电解原理的指导下，学生可以感受理论联系实际，体味电解相关知识在生产生活中的应用价值，进一步拓展、巩固和加深对电解原理理解的同时，再次从能量的角度理解化学科学的重要性。

本节教材内容框架为：2.学情分析知识储备：学生必修一已经学习了氧化还原反应，能够从的失电子得角度认识氧化还原反应。

通过前2 课时的学习，学生已经了解电解池构造、电子流动方向、离子挪移方向、电极反应及简单电极反应式的书写等。

能力方面：学生已经具备了独立思量的能力，能通过自学主动获取知识。

初步形成为了从电子得失和能量转化的角度看问题、分析问题的能力，对于即将开展的学习活动有着强烈的探索欲望。

认知障碍：学生用微粒观分析电解过程中各种各种微粒运动的意识还有待提高；学生目前尚不具备化学平衡挪移知识和水的电离知识，故不容易理解碱为什么在阴极区生成。

二、教学任务分析1.教学目标(1)通过运用电解的原理分析熔融NaCl 和食盐水的电解、铜的电解精炼，了解这些复杂体系中所发生的反应以及电解的实用价值。

(2)通过学习电镀的内容，使学生了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法，并进一步体味电解对人类社会的重要贡献。

(3)通过电解饱和食盐水、电镀的活动探索，提高学生的实验能力和分析能力。

(4)通过本节内容的学习，使学生再次从能量的角度理解化学科学的重要性。

2.教学重难点(1)电解饱和食盐水的原理及离子交换膜的使用。

(2)深化对电解原理的理解，体味电能与化学能之间的转化。

三、教法、学法本节课基于电解原理的应用价值，设计“温故→ 问题→探索→ 解决→ 知新”的教学环节，根据学生所已有的化学知识作为课堂教学的背景，以发展学生素质为理念，以学科知识为支撑，展开讨论并解决问题。

第二课时 电解原理的应用[课标要求]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。

1.电解饱和食盐水的化学方程式为2NaCl ＋2H 2O=====电解2NaOH ＋H 2↑＋Cl 2↑。

2．电镀时，待镀的金属制品作阴极，镀层金属作阳极，用含镀层金属离子的溶液作电镀液。

3．电解精炼铜时，用纯铜作阴极，粗铜作阳极，用CuSO 4溶液作电解液。

4．电解熔融Al 2O 3制取铝，电解熔融MgCl 2制取镁，电解熔融NaCl 制取钠。

电解原理的应用1．电解饱和食盐水氯碱工业：电解饱和食盐水的工业叫做氯碱工业。

2．电镀(1)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。

(2)目的：使金属增强抗腐蚀能力，增加美观度和表面硬度。

(3)实例(在铁件上镀铜)。

34．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，如M n ＋＋n e －===M 。

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

(3)电解熔融的氯化钠。

阳极反应：2Cl －－2e －===Cl 2↑； 阴极反应：2Na ＋＋2e －===2Na ；总反应：2NaCl(熔融) =====电解2Na ＋Cl 2↑。

[特别提醒](1)氯碱工业中所用的饱和食盐水必须精制，以除去食盐水中的Ca 2＋、Mg 2＋、SO 2－4等杂质。

(2)电镀时电解质溶液的浓度不变而电解精炼铜时，电解质溶液的浓度减小。

1．用惰性电极电解NaCl 水溶液，下列叙述正确的是( ) A ．电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠 B ．若在阳极附近的溶液中滴入KI 溶液，溶液呈褐色 C ．若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色D ．电解一段时间后，将全部电解质溶液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性 解析：选B 用惰性电极电解NaCl 溶液，阳极产物为Cl 2，阴极产物为H 2和NaOH ，不是金属钠，A 错误；NaOH 溶液使酚酞溶液变红色，C 项错误；因产物中生成NaOH ，溶液不可能呈中性，D 项错误。

电解池的工作原理及应用【教学目标】1.使学生了解电解池的构造特点及工作原理；能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电池反应方程式；掌握放电顺序。

2.通过对电解池的工作原理的探究，感悟科学探究的过程，训练观察、分析比较、归纳总结等科学方法。

3.通过戴维事迹介绍，激发学生学习化学知识的兴趣。

通过实验培养学生求实的精神、合作学习的精神。

【教学重点】电解池的工作原理、放电顺序【教学难点】电解池的工作原理。

【教学方法】诱思探究法、实验探究法【教学媒体】实验、多媒体、实物投影【教学过程】教师活动【引出】戴维故事1778年戴维出生在英国，是个淘气贪玩的学生。

他常躲在顶楼学做实验，遭到别人的讥讽。

22岁，制取了笑气（N2O）用于外科麻醉。

但真正让他永载化学史册的是他成功制取了K、Na 、Ca、Mg 、Ba 、Cs。

写下化学史上光辉的一页。

【设问】戴维是用什么方法取得了丰硕的成果呢？【板书】电解池的工作原理及应用【过渡】以稳定的NaCl ，Al2O3为原料生产Na和Al，常采用电解的方法。

电解可以使许多不能自发进行的反应顺利进行。

【投影】电解熔融态NaCl的装置【讲述】与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极。

【引导讨论】1、通电前，熔融态NaCl存在哪些离子？这些离子运动情况如何？2、通电后，阴阳离子的运动情况有改变吗？各向哪个方向移动？为什么？3、通电后，外电路上电子是如何流动的？4、离子定向移动到电极表面时发生的是什么反应？属于什么反应类型？【多媒体动画】在直流电的作用下，NaCl在两极上分别发生氧化还原反应的过程。

【讲述】打开电源，电子从电源负极到阴极，Na+定向移动到阴极，得电子，发生还原反应，生成钠原子。

Cl-定向移动到阳极，失电子，发生氧化反应，生成氯原子，进而结合成氯分子。

Cl-失电子，电子回到阳极，再回到电源正极。

【板书】阳极：2Cl- -2e- =Cl2↑氧化反应阴极：2Na++2e-=2Na 还原反应电解反应：2NaCl 2Na+Cl2↑【总结投影】在电流电的作用下，在阴、阳两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫电解。