电解池(人教版选修4第四章第三节第1课时)

〖教学目标〗

知识与技能：了解电解池工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式，初步了解溶液中的微粒放电顺序

过程与方法：通过观察、实验、阅读资料获取信息，运用科学方法对信息进行加工，一步提高科学探究能力。

情感态度价值观：能在思考分析过程中倾听他人意见，相互启发，体会到合作交流的重要。通过电解在生产、生活中的应用实例感受化学科学社论价值。

〖教学重点〗书写电极反应式和电解总反应方程式

〖教学难点〗电解过程中离子放电顺序的判断

〖学生认知〗

〖教学流程〗

〖板书计划〗 第三节 电解池

〖学 案〗

电解池学案（课时1）

交流讨论1

电解熔融的氯化钠制金属钠：

? 通电后，熔融氯化钠中的Na+和Cl-的如何运动？

? 通过后电极表面分别发生什么反应？(写出电极反应式)

? 上述过程发生什么形式的能量转化？

交流讨论2 用石墨电极电解饱和食盐水（滴有酚酞），记录实验现象。

?溶液中存在哪些离子？

?阴极和阳极上产生的气体是什么?如何通过实验检验？

?写出阴极和阳极的电极反应式。

?阴极区酚酞变红的原因是什么？

实践活动

根据电解原理，某同学制作一个家用简易环保型消毒液发生器，如图所示，通过电解食盐水制取NaClO消毒液。

?石墨电极哪端与电源正极相连？为什么？

?完成实验，并检验消毒液是否具有漂白性。

练 习 将浓度为1mol/L的 NaCl 和HCl 溶液各500mL混合，用石墨电极电解。

（1）写出电解过程中的电极反应式。

（2）电解过程中溶液的pH如何变化？

（3）当阴极收集到6.72L气体，阳极析出什么气体？其体积是多少？

〖教学过程〗

〖PPT〗：各种常用电池图片

这是我们生活中常用的电池，它们的原理都是利用氧化还原反应产生电能，那么能否利用电能引发氧化还原呢？

1799年，当意大利人发明了最原始的电池——伏打电池之后，许多科学家进行了这方面的偿试和研究，直到1807年，英国化学家戴维利用250节锌铜原电池串联起来用铂电极电解熔融的氢氧化钾时，奇迹发生了，在阴极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色的火焰，戴维发现了金属钾。到目前为止，在化工生产、金属冶炼、日常生活中，电解方法已经广泛应用。

〖展示〗：家用次氯酸钠消毒液发生器。其原料是饱和食盐水，通电即生成次氯酸钠，其原理是什么呢？通过本节课的学习将找到答案。(板书课题)

〖问题〗能否举出几个通电发生的化学反应。

学生举出电解水，电解熔融氯化钠制钠，电解熔融氧化铝制铝。

〖过渡〗电解熔融的氯化钠生成钠和氯气，其反应过程是怎样的呢？ 〖交流讨论〗电解熔融的氯化钠制金属钠：

? 通电后，熔融氯化钠中的Na+和Cl-的如何运

动？

? 通过后电极表面分别发生什么反应？(写出电极反应式)

? 上述过程发生什么形式的能量转化？

〖强调〗教师强调，与电源负极相连的外电极称阴极，与外电源正极相连的外电极称阳极。

学生分组讨论后回答。阴极钠离子得电子生成金属钠，阳极氯离子失去电子生成氯气，电能转化氯化钠分解吸收所需要的能量。

〖演示动画〗教师播放电解熔融氯化钠的微观过程动画。

〖讲解〗教师讲解电解原理。

教师强调：电解反应发生的关键是什么？接通电源。

通电后，电子主动从负极流入阴极，同时从阳极夺回电子流入正极。在外电源作用下，迫使溶液中的阳离子在阴极得到电子，发生还原反应，阴离子从阳极失去电子，发

生氧化反应。可见电解过程能使许多不能自发进行的、难于分解的反应顺利进行，其原因是电能转化为化学能。

〖过渡〗电解熔融的氯化钠反应过程如上，那么电解氯化钠溶液反应情况是否也一样呢？

〖播放录像〗用石墨电极电解滴有酚酞的饱和食盐水，观察实验现象。

学生观看录像，记录实验现象

〖交流讨论〗

?溶液中存在哪些离子？

?阴极和阳极上产生的气体是什么?如何通过实验检验？

?写出阴极和阳极的电极反应式。

?阴极区酚酞变红的原因是什么？

学生分组讨论回答问题，溶液中存在钠离子、氯离子、氢离子、氢氧根离子，阴极生成氢气，阳极生成氯气。通过点燃阴极气体观察到淡蓝色火焰证明是氢气（没回答验纯后点燃），将阳极产生气体通入石蕊溶液，观察变红。（没回答变红后褪色）。教师补充用湿的淀粉碘化钾试纸检验，更方便快捷。

阴极电极反应有的学生认为是水中的氢离子得电子生成氢气，剩余氢氧根离子，电解过程中，c(OH－)＞c(H＋)，因此阴极区酚酞变红。还有同学认为溶液中的氢离子溶液太小，是钠离子得到电子生成金属钠，钠又与水反应生成氢氧化钠和氢气，观察到阴极区酚酞变红就是证明。阳极是氯离子失去电子生成氯气。

〖质疑〗阳极产生的气体一定是氯气吗？若氢氧根离子失去电子，则会生成什么气体？

〖播放录像〗检验阳极产生的气体。湿的淀粉碘化钾试纸变蓝。

〖讲解〗教师讲解放电顺序。

教师肯定学生的推测注重事实依据。说明，当溶液存在多种阳离子或阴离子时，存在哪个离子先反应问题即放电顺序。离子的放电顺序与离子的性质、溶液浓度、电流密度和电极材料等多种因素有关。但主要取决于离子的氧化性和还原性的相对强调弱。 氢离子氧化性强于钠离子，因此氢离子先放电。阴极电极反应式为2H＋＋2e-＝H2↑

通过实验证明，阳极产生的气体是氯气，说明氯离子比氢氧根离子先失去电子，阳极的电极反应式为 2Cl--2e-＝Cl2↑。如果阴离子比氢氧根离子难失电子，则氢氧根离子失去电子产生氧气。对于离子的放电顺序将在下节课继续讨论。

〖板书〗放电顺序: H+>Na+ Cl->OH-

教师引导学生写出电解饱和食盐水的总反应方程式。

〖过渡〗含次氯酸钠消毒液发生器也是电解食盐水，其反应原理又是什么呢？ 〖交流讨论〗根据电解原理，某同学制作一个家用简易环保型消毒液发生器，如图所示，通过电解食盐水制取NaClO消毒液。

?石墨电极哪端与电源正极相连？为什么？

?如何通过实验证明制得了消毒液？。

学生分组讨论后回答，下端接电源正极，上端接电源负极，目的是使下部生成的氯气与上部分产生的氢氧化钠溶液充分反应，生成次氯酸钠。

取电解后的溶液，加入到品红溶液中，看是否褪色证明制得了消毒液。

〖强调〗教师强调，应在电解前取少量溶液，看能否使品红褪色，通过对比实验更有说服力。

〖实践活动〗利用简易装置，自制消毒液，并检验。

教师指导学生实验，强调注意观察实验现象。

〖过渡〗制次氯酸钠消毒液要使阳极产物氯气和阴极产物氢氧化钠充分混合，但工业上利用电解饱和食盐水制取氢氧化钠、氯气、氢气时则要避免氯气与氢气、氢氧化钠相遇，工业上是如何避免的是呢？

〖PPT〗展示水银法电解饱和食盐水图片，介绍电解器用汞做阴极目的就是该条件下钠离子得到电子，生成金属钠与汞生成钠汞齐流出电解槽，在解汞槽中钠与水反应生成氢氧化钠和氢气，这样避免氯气与碱、氢气相遇。但此法电解效率低、污染环境，已经淘汰。

随着膜技术的发展，目前采用离子交换膜电解法，展示图片。该离子交换膜只允许钠离子通过，这样避免了氯气与氢氧化钠和氢气的相遇。此法生产的烧碱浓度大，纯度高，能耗低，它是目前最先进的生产氯碱的工艺。

展示离子交换膜电解膜及离子交换膜电解法生产车间。

可见科学发展是技术进步的关键。有关技术问题有兴趣的同学可在选修2中进一步学习。

〖课堂小结〗总结原电池和电解池在原理上有何差异？

学生总结回答。

〖课后作业〗查阅资料：氯碱工业中从电解饱和食盐水反应制烧碱、氯气和氢气，在电解装置上采取了怎样的措施。

〖教学反思〗

1、本节设计以STS为主线，突出化学知识在社会、生产、生活中的应用，即以知识的社会应用为背景创设学生主动学习的情境。从家用含氯消毒液发生器入手，引出电解原理，进一步了解工业上金属钠制备方法及氯碱工业的发展，使学生感受到化学学科的价值，大大激发了学生学习化学的兴趣。

2、本节改变以知识为中心的教学模式，不急于归纳电解反应中离子的放电顺序，而是突出核心知识的教学，即重点研究电解熔融氯化钠、电解氯化钠溶液的电极上离子放电情况，这样既从学生的认知基础（电解熔融氯化钠生成金属钠和氯气）出发，关注学生的认知发展，又设置了认知冲突，电解液中都有钠离子和氯离子，但电解反应却不同，大大激发学生探究的热情。本节设计，突出核心知识的探究，加强了重点知识的落实。

3、本节充分发挥模型和实验的作用，通过观看电解熔融氯化钠过程的电脑动画理解电解反应原理，通过观看电解饱和食盐水的实验，推测电极反应，通过应用电解原理设计并完成次氯酸钠消毒液的制取，充分发挥实验和模型在教学中的作用，加深学生对

知识的理解，激发学生学习的兴趣，激活了学生学习枯燥的化学原理的思维，同时采用激励评价的方式，实行小组捆绑式评价，大大调动了学生的合作精神和团队意识，课堂气氛活跃，学生通过自主、合作、探究方式进行新知识的学习。

4、本节设计探究的开放程度还不够大，原因是考虑到教学对象是普通高中的学生，另外电极反应的书写课堂巩固不够，应在课后进一步加强训练。根据学生的实际，可适当加大探究的开放程度，以最大程度促进学生的发展。

 

第二篇：电解池的应用