Question

电解原理

Answer 1

知识目标 使学生理解电解原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法。
能力目标 培养学生的团结协作能力、观察能力、分析能力、归纳总结能力以及运用知识解决问题的能力。
德育目标 培养学生理论联系实际和实事求是的科学思想及探究意识。
教学重点 电解原理
教学难点 电解原理
实验准备 多媒体、小烧杯、U型管、玻璃棒、碳棒、导线、电流表、直流电源。硫酸溶液、氯化铜溶液、碘化钾淀粉试纸、新铁钉、铜片。
教学方法 实验、探究、比较、讨论等
学法指导 探究实验—观察现象—分析原因—得出结论。

教学过程设计
【探究实验一】观察锌、铜分别插入硫酸溶液中的现象，写出反应的化学方程式。
【探究实验二】观察锌、铜用导线连接后同时插入硫酸溶液中的现象，并与实验一比较，说明原因。此时电子流动方向如何？离子移动方向又如何？并说明原因，画出装置图。写出电极反应式和化学方程式。
【学生活动】回忆原电池概念，明确形成原因：存在电势差，故产生电流（电子由锌流向铜），为中和剩余电荷，保持电中性，故离子发生定向移动〔阳离子向铜极（正极）移动，阴离子向锌极（负极）移动〕。
化学反应方程式：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
【多媒体展示】铜锌原电池原理
【探究实验三】观察锌与电源正极相连、铜与电源负极相连后同时插入硫酸溶液中的现象，并与实验二比较，说明原因。此时电子流动方向如何？离子移动方向又如何？画出装置图。写出电极反应式和化学方程式。
【学生探究】反应速度加快，电子流动方向：电源负极通过硫酸溶液流向铜，和再回到电源正极。离子移动方向：阳离子流向铜极，阴离子流向锌极，原因：有外加电压，电势差加大。
电极反应：阳极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+
阴极（Cu）:2H++2e-=H2↑
【追问】此装置是否是原电池？为什么？
【学生探究】学生讨论探究后回答：（1）组成上：原电池无外接电源，而此处有外接电源；（2）原理上：原电池是把化学能转变成电能的装置。而此处消耗电能，故不是。
【引言】这究竟是什么装置呢？
【导入新课】这就是本节课我们要共同探讨的装置---电解池
【板书】 第一节 电解原理
【探究实验四】观察源正负极分别连接碳棒后同时插入氯化铜溶液中，在阳极一方放一湿润的红色石蕊试纸，观察现象，并与实验三比较，说明原因。此时电子流动方向如何？离子移动方向又如何？画出装置图。写出电极反应式和化学方程式。
【学生总结】
【实验现象】阴极：碳棒上逐渐覆盖了一层红色物质。
阳极：生成有刺激性气味、能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体。
【启发引导】请大家根据实验现象和氯化铜溶液的组成成分以及原有知识分析推断两极生成物的名称。
【学生讨论总结】

两极产物

【设疑】氯化铜溶液在电流的作用下为什么会生成Cu和Cl2呢？ 我们结合实验现象从理论上进行解释。

一、 电解原理
1、电解原理
CuCl2在水溶液中完全电离生成Cu2+和Cl-
CuCl2 ＝Cu2+＋2Cl－
通电前，Cu2+和Cl－在溶液里自由运动；通电后，在电场的作用下，带负电的Cl－移向阳极，并失去电子被氧化成氯原子，进而结合成Cl2放出，带正电的Cu2+移向阴极，并得到电子被还原成铜原子，覆盖在阴极上。
阴极（H+、Cu2+）： Cu2+＋2e－=Cu （还原反应）（放电能力Cu2+＞H+）
阳极（Cl-、OH-）： 2Cl－-2e－=Cl2↑（氧化反应）（放电能力Cl-＞OH-）
【小结】电解质溶液在导电过程中有新物质产生，是化学变化。当电流通过电解质溶液时，在阴阳两极发生了氧化还原反应。
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
CuCl2 Cu＋Cl2↑（注意电解条件）
【设疑】此反应能否自发进行？与实验三比较得出何结论？
【学生讨论总结】不能。在外加电流的作用下，原先能自发进行的反应会进行得更快，原先不能进行的反应也有可能能进行了。
【验证实验】观察锌与电源负极相连、铜与电源正极相连后同时插入硫酸溶液中的现象，并与实验四比较，说明原因。写出电极反应式和化学方程式。
【学生思考】为什么会有此现象？
【引导】溶液中有那些离子？何种离子移向阳极，何种离子移向阴极？两极发生什么反应？
【学生思考回答】
阳离子：H+ 移向阴极
阴离子：SO42- 、OH- 移向阳极
阳极（Cu）： Cu – 2e- = Cu2+ （发生氧化反应）（放电能力Cu＞阴离子）
阴极（C） ： 2H++2e-=H2↑ （发生还原反应）
Cu+H2SO4 CuSO4＋H2↑
【过渡】下面我们再分析电解池的两个电极。
【板书】2、电解池的两极
【讲述】电解池的两极是由与之相连的电源电极决定的。
【板书】 阴极：与电源负极相连的电极。（发生还原反应）
阳极：与电源正极相连的电极。（发生氧化反应）
【小结】本节课我们学习了电解的原理，认识了电解池的功能，下面请同学们在总结本节知识以及回忆前面所学的原电池知识的前提下，填写下面的表格，并注意比较。
原电池和电解池知识总结比较表
内容 原电池 电解池
电极规定
电极反应
电子移动方向
能量转变
【作业】教材习题：第一题中第1、3小题，第二题中第1小题。
【预习】铜的精炼和电镀铜
【板书设计】第一节 电解原理
一、电解原理
1、电解原理
CuCl2 ＝Cu2+＋2Cl－
阴极： Cu2+＋2e－=Cu （还原反应）
阳极： 2Cl－-2e－=Cl2↑（氧化反应）
使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
CuCl2 Cu＋Cl2↑
2、电解池的两极
阴极：与电源负极相连的电极。（发生还原反应）
阳极：与电源正极相连的电极。（发生氧化反应）