第三節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學能——電解第2課時電解原理的應用一、知識目標1.認識電解在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的具體應用，如電解飽和食鹽水、電解精煉銅、電鍍等。2.能綜合考慮化學變化中的物質(zhì)變化和能量變化，分析電解飽和食鹽水、電解精煉銅、電鍍等過程，掌握電極反應式和電解反應化學方程式的書寫。3.明確分析電解反應的一般思路，掌握不同類型電解反應（電解本身型、電解水型、電解放氫生堿型、電解放氧氣生酸型）的特點。二、核心素養(yǎng)目標1.宏觀辨識與微觀探析：從宏觀上認識電解原理在工業(yè)生產(chǎn)中的應用現(xiàn)象，從微觀角度分析電解過程中離子的移動、放電及電極反應。2.證據(jù)推理與模型認知：通過對電解裝置實驗現(xiàn)象的分析推理，建立電解原理應用的模型，掌握分析電解反應的方法。3.科學探究與創(chuàng)新意識：通過對電解飽和食鹽水等實驗的探究，培養(yǎng)科學探究能力和創(chuàng)新意識，體會實驗在化學研究中的重要性。一、教學重點電解原理的應用，包括電解飽和食鹽水、電解精煉銅、電鍍等，以及分析電解反應的一般思路。二、教學難點綜合考慮物質(zhì)變化和能量變化分析、解決電解相關實際問題，理解不同類型電解反應的特點及應用。本節(jié)教學內(nèi)容源于化學反應原理模塊中《化學反應與能量轉(zhuǎn)化》這一章節(jié)里的《電能轉(zhuǎn)化為化學能——電解》的第2課時“電解原理的應用”。電解原理的應用是在學生學習了電解原理之后，對電解知識的進一步拓展和深化，它將理論知識與實際生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系起來，具有很強的實用性和綜合性，在整個化學知識體系中占據(jù)著重要的地位。教材首先通過生活中高純度銅制品、氯堿工業(yè)、制鋁等實例引入，引發(fā)學生對電解原理應用的興趣和思考。接著詳細介紹了電解飽和食鹽水、電解精煉銅、電鍍等具體應用實例，通過實驗探究、分析討論等方式，讓學生深入理解電解原理在這些過程中的具體應用，掌握電極反應式和電解反應方程式的書寫。最后對電解類型進行了總結歸納，幫助學生系統(tǒng)地掌握不同類型電解反應的特點和規(guī)律。教學對象是初高中階段的學生，在知識儲備上，學生已經(jīng)學習了電解原理的基本概念和相關知識，了解了電解池的構成、電極反應等內(nèi)容，但對于電解原理在實際生產(chǎn)生活中的應用還缺乏深入的認識。在思維能力方面，學生正處于從形象思維向抽象思維過渡的階段，對于抽象的化學原理和復雜的化學反應過程理解起來可能存在一定的困難。同時，學生具有較強的好奇心和求知欲，對化學實驗和實際應用問題比較感興趣。但在分析和解決實際問題時，可能缺乏綜合運用知識的能力和嚴謹?shù)倪壿嬎季S。在學習過程中，學生可能會對電解過程中離子的移動方向、電極反應的判斷等內(nèi)容存在疑惑，需要教師進行引導和幫助。因此，在教學過程中，教師應充分利用實驗和實例，將抽象的知識形象化，引導學生積極思考、主動探究，培養(yǎng)學生的綜合分析能力和解決實際問題的能力。教學環(huán)節(jié)一新課導入【展示圖片】同學們，老師先給大家展示一些生活中常見的物品圖片，有精美的銅質(zhì)工藝品、鋁制的門窗框架，還有生銹的鐵制品。大家可以仔細觀察一下這些物品。（展示圖片，給學生一些觀察時間）【提出問題】大家看這些銅質(zhì)工藝品，它們的純度非常高，能達到99.99％，但是在自然界中很難找到如此高純度的銅，那我們是用什么方法得到這么高純度銅的呢？還有鋁制門窗框架，鋁這種金屬在自然界中是以化合物的形式存在的，我們又是如何把鋁從化合物中提取出來制成鋁制品的呢？再看看生銹的鐵制品，鐵銹的產(chǎn)生其實也和一些化學反應有關，這其中又蘊含著怎樣的化學原理呢？【引入主題】其實啊，這些問題都和我們今天要學習的電解原理的應用密切相關。通過電解的方法，我們可以實現(xiàn)很多物質(zhì)的轉(zhuǎn)化，解決生產(chǎn)生活中的一些難題。接下來，就讓我們一起走進電解原理應用的奇妙世界。設計意圖1.激發(fā)學生興趣：展示生活中常見的物品圖片，能讓學生直觀地感受到化學與生活的緊密聯(lián)系，迅速吸引學生的注意力，激發(fā)他們對解決這些實際問題的興趣，提高課堂參與度。2.聯(lián)系生活實際：提出關于高純度銅、鋁制品提取以及鐵銹產(chǎn)生原理的問題，將抽象的電解原理與學生熟悉的生活場景相結合，使學生認識到化學知識在實際生產(chǎn)生活中的重要作用，讓抽象的化學知識變得具體而有趣。3.引發(fā)思考，導入新課：這些問題自然地引出了本節(jié)課的主題——電解原理的應用，讓學生帶著疑問去學習，明確學習方向，增強學習的主動性和積極性，為后續(xù)的探究學習做好鋪墊。教學環(huán)節(jié)二認識電解在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的具體應用活動一：課堂思考引入【引入】同學們，在我們的生活中，大家有沒有注意到所用的銅制品純度都達到了99.99％，可是自然界中很難找到如此高純度的銅，那么我們是采用什么辦法得到的呢？還有氯堿工業(yè)、制鋁電解槽以及生活中的鐵銹等，這些都與我們今天要學習的電解原理的應用密切相關。下面就讓我們一起開啟電解原理應用的學習之旅。設計意圖通過聯(lián)系生活中常見的銅制品純度問題、氯堿工業(yè)等實例，引發(fā)學生的好奇心和求知欲，自然地引入本節(jié)課的主題——電解原理的應用?；顒佣禾骄侩娊庠怼疽搿吭趯W習電解原理的應用之前，我們先來回顧一下電解原理的基礎知識。大家想一想，電解池是如何構成的，電極上會發(fā)生怎樣的反應呢？【講解】教師展示電解池構成模型的圖片或動畫，引導學生回顧電解池的構成要素，包括電子導體、離子導體、陽極、陰極等?！咎釂枴刻釂枌W生在電解池中，失電子的陰離子和得電子的陽離子分別發(fā)生什么反應，以及離子的移動方向?！緦W生回答】失電子的陰離子發(fā)生氧化反應，是還原劑；得電子的陽離子發(fā)生還原反應，是氧化劑；陰離子移向陽極，陽離子移向陰極?！咎釂枴咳绾闻袛嚯娊獬刂须姌O，離子移動方向？引導學生進行思考和討論?！究偨Y】陽極氧化，陰極還原；陽極吸引陰離子，陰極吸引陽離子。設計意圖通過溫故知新，幫助學生鞏固電解原理的基本概念，為后續(xù)學習電解原理的應用奠定基礎?；顒尤弘娊怙柡褪雏}水【引入】接下來，我們通過一個實驗來探究電解飽和食鹽水的過程。請同學們仔細觀察實驗現(xiàn)象，并思考其中的化學原理。【師生活動】教師按圖133所示組裝電解裝置，電極材料為石墨，離子導體為飽和食鹽水。圖SEQ圖\*ARABIC133電解飽和食鹽水【提問】在電場中這些離子的移動方向以及可能發(fā)生的電極反應?！緦W生回答】NaCl=Na++Cl?，H2O?H++OH?，Na+、教師接通電源，讓學生觀察電極表面出現(xiàn)的現(xiàn)象。教師引導學生根據(jù)已有的化學知識，設法檢驗兩極附近溶液組成的變化并判斷氣體產(chǎn)物。學生進行實驗操作：在陰極附近滴入酚酞，觀察到溶液變紅，說明OH?濃度增大；收集陰極產(chǎn)生的氣體，點燃能產(chǎn)生爆鳴聲，則為氫氣。在陽極附近滴入酚酞，溶液無變化，用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗，若變藍，則為氯氣，說明陽極附近教師引導學生判斷陰極和陽極，寫出電極反應式和電解反應的化學方程式。【學生總結】陰極：2H++2e?=H【提問】產(chǎn)品Cl2和NaOH溶液會反應嗎？Cl2能和NaOH溶液接觸嗎？產(chǎn)品【學生回答】Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O，所以Cl教師展示陽離子交換膜電解槽的示意圖，講解其工作原理。設計意圖通過實驗探究，讓學生直觀地感受電解飽和食鹽水的過程，培養(yǎng)學生的觀察能力和分析問題的能力，同時加深對電解原理的理解。活動四：電解精煉銅【引入】我們已經(jīng)知道工業(yè)上可以通過電解的方法得到高純度的銅，那么具體是如何實現(xiàn)的呢？接下來我們學習電解精煉銅的原理?！編熒顒印拷處熣故倦娊饩珶挻帚~的示意圖，講解電解精煉銅的過程：以待精煉的銅（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au等）作陽極，用CuSO引導學生分析陽極和陰極可能發(fā)生的電極反應。學生思考回答：陽極：Zn?2e?=Zn2+、Fe?2e?【提問】電解一段時間后，Cu【學生回答】因為陽極上比銅活潑的金屬（Zn、Fe、Ni等）先失電子，而陰極上只有Cu2+得電子，所以Cu【講解】陽極泥的形成：比銅不活潑的金屬（Ag、Au等）在陽極不放電，以單質(zhì)的形式沉積在陽極底部，形成陽極泥。設計意圖通過學習電解精煉銅的原理，讓學生進一步理解電解原理在實際工業(yè)生產(chǎn)中的應用，培養(yǎng)學生將化學知識應用于實際的能力?；顒游澹弘婂儭疽搿吭谌粘Ｉ钪?，我們會看到很多金屬制品表面鍍有一層其他金屬，這就是電鍍。那么電鍍的原理是什么呢？它有什么作用呢？下面我們來學習電鍍的相關知識?！編熒顒印俊局v解】教師講解電鍍的定義：應用電解原理，在金屬表面鍍上一薄層金屬或合金的方法叫作電鍍。電鍍的主要目的是提高金屬的抗腐蝕能力、耐磨性能或改善金屬制品的外觀。展示在鐵制品表面鍍上鋅、錫、鉻、鎳等金屬以及在火箭插銷的金屬片上鍍金的圖片或?qū)嵗?，說明電鍍的應用。展示電鍍銅的裝置示意圖，講解電鍍的原理。圖SEQ圖\*ARABIC2電鍍銅引導學生分析陽極和陰極的電極反應?！緦W生回答】陰極：Cu2++2【提問】電解一段時間后，Cu【學生回答】因為陽極上銅失電子生成Cu2+，陰極上Cu【教師總結】：鍍層金屬作陽極，待鍍金屬制品作陰極，含鍍層金屬的電解質(zhì)溶液。設計意圖通過介紹生活中常見的電鍍現(xiàn)象，讓學生了解電鍍的應用，學習電鍍的原理，拓寬學生的知識面，培養(yǎng)學生對化學與生活聯(lián)系的認識。活動六：電解類型總結【講解】老師引導學生總結電解類型：陽極為活潑電極時，電極本身失電子，發(fā)生氧化反應，如用Cu做電極電解稀硫酸，陽極：Cu?2e?=Cu2+，陰極：2H++2e?=H2惰性電極（石墨或鉑電極）電解：1.類型①電解本身型：電解無氧酸（HF除外）、不活潑金屬無氧酸鹽的水溶液，就是電解質(zhì)本身電解。例如2HCl===電解H2↑+C2.類型②電解水型：電解含氧酸、強堿和活潑金屬含氧酸鹽的水溶液，實際上都是電解水，如2H2O3.類型③電解放氫生堿型：電解活潑金屬無氧酸鹽溶液時，如2NaCl+2H2O===電解4.類型④電解放氧氣生酸型：電解不活潑金屬含氧酸鹽溶液，如2CuSO4+2H2設計意圖通過對不同類型電解反應的總結，幫助學生梳理知識，形成系統(tǒng)的知識體系，加深對電解原理應用的理解和掌握，提高學生歸納總結和綜合運用知識的能力?；顒悠撸旱淅v例1、在電解池中，下列說法正確的是（）A.陽極一定是惰性電極B.陰離子向陰極移動C.發(fā)生氧化反應的是陽極D.電子從陰極流出【答案】C【講解】陽極可以是活潑電極也可以是惰性電極，A錯誤；陰離子向陽極移動，B錯誤；陽極發(fā)生氧化反應，C正確；電子從電源負極流出，流向陰極，D錯誤。例2、某電解池的陽極發(fā)生氧化反應，陰極發(fā)生還原反應，若該電解池的電極均為惰性電極，電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液，那么在電解過程中，陽離子的移動方向是（）A.向陽極移動B.向陰極移動C.不移動D.先向陽極移動，后向陰極移動【答案】B【講解】在電解池中，陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，所以硫酸銅溶液中的銅離子和氫離子會向陰極移動，B正確。例3、用惰性電極電解下列溶液，電解類型屬于電解水型的是（）A.HCl溶液B.CuClC.H2D.NaCl溶液【答案】C【解析】HCl溶液和CuCl2溶液屬于電解本身型，A、B錯誤；例4、用惰性電極電解硫酸銅溶液，一段時間后，要使溶液恢復到原來的狀態(tài)，應加入（）A.CuOB.Cu(OHC.CuSD.H【答案】A【講解】用惰性電極電解硫酸銅溶液的總反應為2CuSO4+2H2設計意圖通過例題鞏固學生電解原理的理解和電解的應用，培養(yǎng)學生運用知識解決問題的能力。第三節(jié)電能轉(zhuǎn)化為化學能——電解第2課時電解原理的應用一、學習目標1.認識電解在實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化中的具體應用。2.能綜合考慮化學變化中的物質(zhì)變化和能量變化來分析、解決實際問題。二、重點難點1.重點電解原理的應用，包括電解飽和食鹽水、電解精煉銅、電鍍等，以及分析電解反應的一般思路。2.難點綜合考慮物質(zhì)變化和能量變化分析、解決電解相關實際問題，理解不同類型電解反應的特點及應用。三、新課導入1.高純度銅的制取問題2.氯堿工業(yè)、制鋁電解槽實例3.生活中鐵銹引出思考四、探究新知（一）電解原理1.電解池構成模型電子導體、離子導體電極（陽極、陰極）離子移動方向2.電極及離子移動判斷方法陽極氧化，陰極還原陽極吸引陰離子，陰極吸引陽離子（二）電解應用1.電解飽和食鹽水實驗分析離子分析電極反應實驗現(xiàn)象及產(chǎn)物檢驗問題討論及解決（離子交換膜）2.電解精煉銅裝置及原理電極反應溶液濃度變化3.電鍍概念及目的實例分析電極反應及溶液濃度變化（三）電解類型1.活潑電極電解實例分析（銅電極電解稀硫酸、銀電極電解硫酸鈉溶液）2.惰性電極電解電解本身型（HCl、(CuCl電解水型（(H2SO4)、(NaOH)、(Na電解放氫生堿型（(NaCl)、(MgCl2電解放氧氣生酸型（(CuSO4)、(五、知識總結1.電解原理總結2.電解類型歸納1.用石墨作電極電解飽和食鹽水，下列說法正確的是（）A.陽極產(chǎn)生氫氣B.陰極附近溶液顯堿性C.電解過程中溶液的pH不變D.陽極發(fā)生還原反應2.在銅的電解精煉中，下列說法正確的是（）A.陽極是純銅B.陰極發(fā)生氧化反應C.電解質(zhì)溶液是硫酸銅溶液D.陽極泥中含有鋅、鐵等金屬3.下列關于電鍍的說法正確的是（）A.電鍍時，陽極是待鍍金屬制品B.電鍍時，電解質(zhì)溶液的濃度會逐漸減小C.電鍍時，陰極發(fā)生氧化反應D.電鍍可以提高金屬的抗腐蝕能力4.下列關于電鍍的說法正確的是（）A.電鍍時，鍍層金屬作陰極B.電鍍時，待鍍金屬制品作陽極C.電鍍過程中，電解質(zhì)溶液的濃度不變D.電鍍的目的只是為了改善金屬制品的外觀5.下列關于電解飽和食鹽水的說法錯誤的是（）A.陽極發(fā)生氧化反應，生成氯氣B.陰極發(fā)生還原反應，生