資源簡介

第四章 化學(xué)反應(yīng)與電能
第二節(jié) 電解池
第2課時
【教學(xué)目標(biāo)】
1.通過對氯堿工業(yè)、電鍍、電解精煉銅、電冶金等原理的分析，認識電能與化學(xué)能之間的轉(zhuǎn)化；
2.建立電解應(yīng)用問題的分析思維模型和電解相關(guān)計算的思維模型，加深對電解原理的理解和應(yīng)用。
【教學(xué)重難點】
1.電解池的工作原理及應(yīng)用
2. 電解池思維模型的構(gòu)建
【輔助工具】
多媒體、視頻
【教學(xué)過程】
【導(dǎo)入】電解是一種劇烈的氧化還原反應(yīng)，能把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，在實際工業(yè)生產(chǎn)中都有哪些應(yīng)用呢？
【PPT展示】
【提問】讓學(xué)生分析并寫出采用惰性電極電解氯化鈉溶液時的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式。
【學(xué)生活動】
陰極：2H2O＋2e－ === H2↑＋2OH－
陽極：2Cl－-2e－ === Cl2↑
總：2Cl－ + 2H2O=== Cl2↑ + H2↑ + 2OH－
【師】接下來去同學(xué)們完成這個表格
陰極 陽極
離子
電極反應(yīng)式
產(chǎn)物檢驗
【講解】工業(yè)上把電解飽和食鹽水制取燒堿、氯氣和氫氣的生產(chǎn)叫氯堿工業(yè)。
【思考】能否用該電解池（上圖）制備Cl2、H2和NaOH？若不能，該怎樣改進裝置？
【提示】從生成物之間的關(guān)系考慮：
1.氫氣和氯氣混合而引起爆炸；2.氯氣和氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)
【改進裝置】
【講解】選用陽離子交換膜的用意：
把電解池分隔成陰極室和陽極室
只允許陽離子通過(Cl-、OH-和氣體不能通過)
防止氫氣和氯氣混合而引起爆炸
避免氯氣和氫氧化鈉反應(yīng)
【播放視頻】
【過渡】電解原理在生產(chǎn)生活中多個領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用，除了利用通過電解飽和食鹽水制取氯氣和燒堿，即氯堿工業(yè)，接下來我們繼續(xù)學(xué)習(xí)利用電解原理從粗銅中精煉銅，還有生活中許多物品利用電解原理鍍上一薄層金屬，提高耐腐蝕性和美觀性；利用電解法還可以冶煉活潑金屬鈉、鎂、鋁等知識點。
【師】電鍍是一種應(yīng)用電解原理在某些金屬表面鍍上一層其他金屬或合金的加工工藝。
【講解】陰極：掛鍍件 陽極：掛鍍層金屬
電解質(zhì)溶液：含鍍層金屬離子的溶液
以下圖為例進行講解：
a：正極
b：負極
在鐵叉上鍍鋅
陰極：Zn2+ + 2e- = Zn
陽極：Zn - 2e- = Zn2+
電解質(zhì)溶液：ZnSO4溶液
【播放視頻】
【講解】通過火法冶煉獲得的粗銅含有較多雜質(zhì)，須經(jīng)過電解精煉才能獲得純銅。粗銅中含有的雜質(zhì)有：Zn、Fe、Ni、Ag、Au等。
【分析電極反應(yīng)式】
【思考】
1.陰陽兩電極的質(zhì)量差有何變化？
2.硫酸銅溶液的濃度有何變化？
3.陽極泥有何作用？
【過渡】接下來學(xué)習(xí)最后一個應(yīng)用------電冶金（電解冶煉金屬）
【講解】電解是最強有力的氧化還原手段，所以通過電解冶煉金屬是重要的方法。且活潑金屬（如K、Ca、Na、Mg、Al）是唯一可行的工業(yè)方法。
【復(fù)習(xí)】在必修部分我們學(xué)習(xí)過金屬的冶煉，掌握了冶煉不同金屬的方法。
【講解】1. 電解冶煉鈉
陽極： 2Cl- － 2e- == Cl2 ↑
陰極：Na++ e- == Na
總反應(yīng)：2NaCl(熔融) === 2Na + Cl2↑
2. 電解冶煉鎂
陽極：2Cl -－2e- = Cl2↑
陰極：Mg2+ + 2e- = Mg
總反應(yīng)：MgCl2(熔融) === Mg + Cl2 ↑
【過渡】氧化鋁熔點：2050℃，氯化鋁熔194℃，工業(yè)上為什么不用氯化鋁做原料生產(chǎn)鋁單質(zhì)呢？
3. 電解冶煉鋁
陽極：6O2- －12e- =3O2↑
陰極：4Al3+ + 12e- = 4Al
總反應(yīng)：2Al2O3(熔融) === 4Al + 3O2 ↑
【講解】在生產(chǎn)的過程中加入了冰晶石------助溶劑：冰晶石(Na3AlF6 六氟合鋁酸鈉)降低Al2O3的熔點
【課堂小結(jié)】
【板書設(shè)計】

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