探究电解质溶液在通电情况下的变化.doc

电解质溶液在通电情况下的变化 教学设计
郁佳 2011年5月17日
一、教材地位分析
电解原理属于电化学知识，是中学化学基本理论的重要组成部分。本节是前面所学的氧化还原理论、电解质的电离、水的电离平衡以及平衡移动原理等知识的综合应用。在高一第一学期已经学习过原电池的概念，对电化学知识有了一定的了解，知道化学能是如何转变为电能的，因此电解原理是原电池知识的延续，更是研究其应用的基础。同时，有关电解的知识，学生在初三学习了水的电解（知道阴、阳极产物以及产物体积比），在高一学习了饱和食盐水的电解（知道阴、阳极产物），通过这一小节的学习，可以进一步深化对氧化还原反应、离子反应、原电池、电解质溶液、化学反应中的物质变化和能量变化等知识的认识，发挥理论对工农业实践的指导作用，树立化学与社会生活密切联系的思想。
二、教学目标
1、知识与技能
（1）掌握电解池的工作原理和形成条件，知道电解池与原电池的区别
（2）掌握溶液中离子的放电顺序
（3）能够正确判断电解产物，并能正确书写电极反应、电解方程式
2、过程与方法
通过对电解原理的实验探究，培养学生观察、分析、推理、归纳、总结、探究等能力，巩固实验探究的一般方法。
3、情感态度与价值观
通过分组实验和讨论，体会小组合作学习的乐趣，从而激发学习化学的兴趣
三、教学重点和难点
1、重点
电解池的工作原理和形成条件、电解产物的判断、电极反应
2、难点
电解产物的判断
四、教学方法
1、启发式教学法
如不断强调当电解质溶液通电之后，发生的是氧化还原反应而让学生牢牢掌握电解的两对关系——电流为原因、氧化还原反应为结果
2、直观教学法
实验现象、动画演示，把微观的东西宏观化，更直观理解电解原理。
五、学习方法
通过观察实验视频，以小组合作讨论的方式，得出实验现象、实验原理、实验结论，培养学生探索精神及分析问题、解决问题的能力，同时，也能够培养学生的主体性与合作精神。
六、教学设计
总结：电解硫酸钠溶液即电解水
分析：饱和食盐水中的微粒、微粒在电场中的定向移动方向
过渡：电解饱和食盐水的原理是什么呢？
学生活动：分析电解Na2SO4溶液的电极反应
总结溶液中离子的放电顺序
小结：电解池的工作原理和形成电解池的条件
分析电解CuCl2溶液的电极反应
回顾电解饱和食盐水的实验
复习氧化还原反应和原电池

学生活动：小组讨论得出电解池与原电池的比较

七、教学过程
（一）创设情境，引入新课：
思考：为何某些金属表面会镀上一层其他的金属的，它是如何被镀上去的？
——与生活相关的话题总是学生非常感兴趣的地方，以这一问题吸引学生的注意力，引起对这一堂课的兴趣。
（二）复习氧化还原反应
问题1：失升氧还、得降还氧的含义。
问题2：常见金属还原性顺序、所对应的金属阳离子的得电子能力；常见非金属的氧化性顺序、所对应的非金属阴离子的失电子能力。
——由于本节内容与氧化还原反应的知识点密切相关，又是在上学期所学，有必要做适当的复习，以让学生更熟悉相关知识。
（三）复习原电池（以Cu-Zn原电池为例）
问题1：如何判断原电池的正负极——在电解池中需要会判断阳极和阴极
问题2：正负极发生的反应——在电解池中的电极没有正负极，而只有阴阳极
问题3：构成原电池的条件——与构成电解池的条件不相同，但是有联系
问题4：原电池的工作原理——有利于学习电解池的工作原理
——四个问题层层深入，学生的记忆也随着问题的层层提出而回忆起来，有利于学生区别原电池和即将学习的电解池。让学生对原电池的模糊的记忆随着问题的提出而逐渐清晰起来。
（四）回顾电解饱和食盐水的实验现象
问题1：电解饱和食盐水的化学方程式
问题2：产物氢气来自哪个电极，氯气来自哪个电极——在电解池中产物的判断是一个难点
问题3：在溶液中滴入酚酞，哪一极出现红色——这里应用到了水的电离平衡
——上学期所学的电解饱和食盐水是直接将化学反应的方程式给了学生，复习有利于他们清楚反应的现象。那么学生将对其具体的原理产生兴趣。
【过渡】：那么电解饱和食盐水为何会有这样三种产物呢？它的原理是什么？接下来我们将以微观的角度去探究其电解过程，分析我们的实验结果是否与理论相符。
（五）分析电解饱和食盐水的原理
探究1：观察电解装置的组成——初步形成对电解池的装置认识
探究2：溶液中存在哪些微粒
结论：Na+、Cl-、H+、OH-
探究3：阳离子和阴离子在电场的作用下定向移动，那么它们分别向哪个电极移动呢？
结论：Na+和H+向阴极移动，Cl-和OH-向阳极移动
【过渡】：电子从电源的负极流出，通过导线流向阴极，因而阴极或阴极附近的离子得电子，发生还原反应。那么在阴极，到底哪个微粒得到电子呢？我们就要比较这些微粒得电子能力的强弱了。
探究4：Na+和H+得电子能力的强弱
结论：得电子能力Na+＜H+，因而H+得电子，发生还原反应
探究5：在阳极上，Cl-和OH-的失电子能力的大小关系
结论：失电子能力Cl-＞OH-，因而Cl-失去电子，发生氧化反应
问题：在电解后的溶液中滴入酚酞指示剂，哪一个电极溶液会变红色？原因是什么？
结论：在阴极出现红色。因为在阴极H+得电子生成H2，阴极H+浓度减小，破坏了水的电离平衡，导致OH-浓度增大，所以滴入酚酞阴极显红色。
——学习了电离平衡之后，就可以用水的电离平衡被破坏这样的观点来解释了，前后知识点联系紧密。
（六）得出电解的定义，电解池构成的条件
学生活动：小组合作讨论电解池构成的条件
【总结】1、电解的定义：这种使直流电通过电解质溶液而发生氧化还原反应的过程叫电解。
2、电解池：将电能转变为化学能的装置
3、电解反应：阳极：2Cl--2e→Cl2↑(发生氧化反应)
阴极：2H++2e→H2↑（发生还原反应）
4、电极名称：阳极——与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应
阴极——与电源负极相连，电子流入，发生还原反应
5、电解工作原理

（七）分析电解CuCl2溶液——进一步巩固对电解的应用
以石墨为电极，电解CuCl2溶液
探究：电极上发生什么反应？产物是什么？
学生活动：小组合作讨论得出结论
结论：阳极：2Cl--2e→Cl2↑(发生氧化反应)
阴极：Cu2++2e→Cu（发生还原反应）

通电
总反应式：CuCl2 Cu+Cl2↑
视频：电解CuCl2溶液——加深对电解的认识
【总结】溶液中离子放电顺序：
阳离子：Ag+＞Cu2+＞H+＞Fe2+＞Zn2+ ＞ Al3+ ＞ Mg2+ ＞ Na+ ＞ K+
阴离子：S2-＞I -＞Br -＞Cl - ＞OH -＞含氧酸根
（八）分析电解Na2SO4溶液
【设问】根据所给的溶液中的离子放电顺序，分析电解Na2SO4溶液的电极反应以及产物
结论：阳极：4OH--e→2H2O+O2↑
通电
阴极：2H++2e→H2↑
总反应式：2H2O 2H2↑+O2↑
【小结】由于Na+的得电子能力比H+弱，SO42-的失电子能力比OH-弱，因而电解Na2SO4其实质上就是电解水溶液。只要阳离子的得电子能力比H+弱，阴离子的失电子能力比OH-弱，那么电解这样的水溶液都是在电解水。
（九）电解池与原电池的比较
——放在一起做比较有利于学生对这两个概念的深入认识
（十）小结
八、板书设计
7．4 电解质溶液在通电情况下的变化
一、电解
1、定义：这种使直流电通过电解质溶液而发生氧化还原反应的过程叫电解。
2、电解池：将电能转变为化学能的装置
3、电解反应：阳极：2Cl--2e→Cl2↑(发生氧化反应)
阴极：2H++2e→H2↑（发生还原反应）
4、电极名称：阳极——与电源正极相连，电子流出，发生氧化反应
阴极——与电源负极相连，电子流入，发生还原反应
5、电解工作原理
6、形成电解池的条件：（1）与电源相连的两个电极
（2）电解质溶液或熔化的电解质
（3）含有直流电源的闭合回路
二、溶液中离子放电顺序：
阳离子：Ag+＞Cu2+＞H+＞Fe2+＞Zn2+ ＞ Al3+ ＞ Mg2+ ＞ Na+ ＞ K+
阴离子：S2-＞I -＞Br -＞Cl - ＞OH -＞含氧酸根
三、电解CuCl2溶液
阳极：2Cl--2e→Cl2↑(发生氧化反应)
阴极：Cu2++2e→Cu（发生还原反应）

通电
总反应式：CuCl2 Cu+Cl2↑
四、电解Na2SO4溶液
阳极：4OH--e→2H2O+O2↑
通电
阴极：2H++2e→H2↑
总反应式：2H2O 2H2↑+O2↑