高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 电解池教案
展开电解原理的应用 教学设计
一、教学设计框架
1.学习目标
（1）能分析电解饱和食盐水、电镀、精炼铜和电冶金的反应原理。
（2）认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。
2.流程主要线索
环节 | 知识线 | 情境线 | 核心问题线 | 驱动任务活动线 | 需诊断发展的 学生学科核心素养 |
1 | 电解饱和食盐水 | 氯碱工业在工业生产的应用 | 2个入口和4个出口物质的判断 | 1.电解池4个基本要素的判断 2.离子交换膜的选择 | 宏微辨识， 科学探究 |
2 | 电冶金 | 电解与元素的发现 | 选取离子化合物作为熔融电解质 | 1.选取离子化合物作电解液的原因 2.正确书写极反应及总反应 | 理论联系实际， 社会责任意识 |
3 | 电镀 | 铁制品锃光瓦亮的原因 | 改变电极材料，放电顺序。电镀液的选取 | 1.电极材料 2.电极反应 3.离子导体 | 利用电解原理思维模型构建电镀模型 |
4 | 电解精炼 | 电解精练的意义 | 电极材料、极反应 | 1.电极材料 2.电极反应 3.溶液浓度的变化 | 理论与实践相结合 |
5 | 电解池与电镀、电解精练比较 |
| 从电化学体系的基本要素进行对比 | 1.原理 2.电极材料和反应 3.离子导体 | 对比辨识， 掌握规律 |
3.练习反馈（分层次：）
第一题（基础）、若要在铁制品表面镀镍，下列有关说法正确的是（ ）
A.电镀液用硫酸亚铁溶液
B.镍应与电源的正极相连，铁制品应与电源的负极相连。
C.阴极的电极反应 Ni - 2e- = Ni2+
D.电镀过程中电镀液中溶质的浓度会减小。
第二题（基础）、利用电解法可将含有Fe、Zn、Ag、Pt等杂质的粗铜提纯。电解时以精铜作_________,粗铜连接电源的_____，电解时阳极上发生的主要反应为_______________, 电解后，电解槽底部会形成含有少量Ag、P等金属的阳极泥，硫酸铜溶液中溶质的浓度会__________
.第三题（综合应用）、用电解法处理酸性含铬废水(主要含有Cr2O72-)时，以铁板作阴、阳极，处理过程中发生反应: Cr2O72- + 6Fe2+ +14H+= 2Cr3++ 6Fe3+ + 7H2O，最后Cr3+以 Cr(OH)3形式除去。请回答：
（1）电解时阳极反应为____________,
（2）电解过程中废水的pH______（填“增大”、“减小”、“不变” ），
（3）电解后除Cr(OH)3沉淀外，还有______沉淀生成，电路中每转移12mol电子，最多有_____mol Cr2O72-被还原。
4.小结即板书设计
5.作业
1、书P106页2、3、5、6
2、请同学们画出电解原理应用的思维导图
3、根据电解原理，写出铅酸蓄电池充电时的电极反应和总反应
6.结语（励志预）
读书是易事，思索是难事，但两者缺一，便全无用处。——富兰克林
二、教学设计
教学环节 | 教学活动 |
问题引入 | 应用思维模型不难写出用惰性电极电解饱和食盐水的总反应，其中产生的烧碱、氯气和氢气都是重要的化工原料。工业上怎么才能生产出烧碱和氯气呢？ |
电解饱和食水 | 单元槽的电解原理示意图 1. 图中有两个入口，4个出口，请大家思考入口和出口的物质是什么？ 通电前，食盐水中NaCl和H2O分别电离，在溶液中存在着Na+、CI-、H+、OH-4种自由移动的离子。通电时，这些离子改作定向运动。E口有氯气溢出，阳极反应式为：2 Cl- - 2e- = Cl2↑，因为不断消耗了氯离子，所以要不断补充，为避免杂质的干扰，从A口应通入精制饱和食盐水。在F口有氢气溢出。阴极反应式为：2H2O + 2e- =H2↑+2OH- 。要在B口加入水。 2.离子交换膜起什么作用呢？ 阳离子交换膜，钠离子通过离子交换膜进入阴极区，在C口流出的是淡盐水。现在大家应该清楚了在B口加入的水中只能添加少量的氢氧化钠。 |
电冶金 | 金属冶炼：使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质的过程。 原理:Mn+ + ne-=M。 |
电镀 | 1、照片上这些铁制品锃光瓦亮，怎么生产出来的？给铁钥匙镀上一层铜，怎样实现呢？ 根据电解原理认知模型，镀层金属铜应该是来源于电解质溶液中的铜离子得电子，阴极：Cu2+ +2e-=Cu 2. 需要保持铜离子浓度不变，那怎样才能做到呢？ 在阳极铜单质失去电子生成铜离子，发生氧化反应，所以我们要把阳极材料选定为铜，阳极：Cu -2e-=Cu2+ 3. 溶液中硫酸铜的浓度保持不变。 |
电解精炼 | 火法炼铜得到的是粗铜，其中含有锌、铁、镍、金、银等杂质，需要提纯后才能用于电器制造，怎样提纯呢？ 以粗铜作阳极，用硫酸铜溶液作电解质溶液。阳极反应为Cu -2e-=Cu2+。阳极粗铜中比铜还原性强的金属例如锌、铁、镍更会优先铜失去电子进入溶液中，而粗铜中那些比铜还原性弱的金属如金、银等沉积在电解槽底部形成阳极泥，阳极泥可作为提炼金、银等金属的原料。由于Cu2+氧化性强在阴极上优先放电，Cu2+ +2e-=Cu得到含铜量高的电解铜. |
电解池与 电镀、电解 精练比较 | 从电化学体系的基本要素进行对比 1.原理 2.电极材料和反应 3.离子导体 |
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