高中化學人教版高中選修4化學反應原理第四章電化學基礎-《電解原理》教學設計-劉郁

1、電解原理 教學設計 劉郁【教材分析】“電解池”屬于高中化學選修4化學反應原理第四章電化學基礎的第三節(jié)，其中包括電解原理及其應用，即研究如何借助電能使不能自發(fā)進行的氧化還原反應能夠發(fā)生，從而使電能轉化為化學能。“電解池”這一節(jié)與前兩節(jié)內容“原電池”和“化學電源”（即利用自發(fā)進行的氧化還原反應實現(xiàn)化學能到電能的轉化），以及后續(xù)的第四節(jié)“金屬的腐蝕與防護”共同構成了高中階段電化學知識內容?！半娊獬亍钡慕虒W價值主要如下：1.形成對“電能向化學能轉化”的認識，發(fā)展對化學能與電能相互轉化的認識，豐富對化學能量觀的認識；2.基于外加電源裝置下微粒運動與變化的視角，認識電解質溶液導電的微觀本質，從而形成對電解

2、原理的認識，發(fā)展對微粒觀的認識；3.從物質轉化的視角，認識電解池是實現(xiàn)物質轉化的特殊手段?！驹O計思路】“電解池”教學的重心是認識“電能如何轉化成化學能”，涉及電能轉化成化學能的條件、原理和方法。本教學過程中，以電解在化學發(fā)展史上的重要意義為情境素材，讓學生認識到電解的價值，并驅動思考電解的方法是什么；通過學生自主探究氯化銅溶液的電解實驗，歸納出實驗現(xiàn)象，推理分析得出電解和電解池的概念以及電解池的形成條件，通過教師引導和對微觀動畫的觀察讓學生充分理解電能在電解過程中的作用，認識微粒間的相互作用（離子得失電子）、相互競爭（不同離子的放電競爭）及相互轉化（電極反應微粒和產(chǎn)物），通過微觀粒子的轉化分析

3、認識到宏觀物質間的轉化是依賴于外加能量（電能）實現(xiàn)的，完善電解原理模型。最后再總結得出電解池陰陽極的判斷方法，通過課堂鞏固練習以及電解池、原電池的系統(tǒng)對比加深對電解池的理解。這一過程顯示了對學生思維培養(yǎng)和能力提升的過程，即從對具體事物的理解到分析提取概括以及解決問題的能力?！窘虒W目標】1.知識與技能：了解電解和電解池的概念，知道電解池的形成條件，會描述電解池的工作原理。2.過程與方法：通過觀察、推理實驗現(xiàn)象，能夠歸納總結基本概念、規(guī)律；通過對電解原理的分析，加強微粒觀的建構。3.情感態(tài)度價值觀：感受電解在工業(yè)生產(chǎn)中的價值，加強對化學史的關注，感受科學家的精神品質?！窘虒W重難點】電解池的工作原理

4、【實驗準備】實驗儀器：具支U形管、石墨電極(2根、上方附著濕潤淀粉碘化鉀試紙)、導線、學生直流電源。實驗藥品：CuCl2溶液、淀粉碘化鉀試紙?！窘虒W過程】教師活動學生活動教學意圖教學環(huán)節(jié)（一）【預習】教材P79-P80的內容自主學習，完成教學案初步獲取知識教學環(huán)節(jié)（二）【素材1】原電池是將化學能轉化成電能的裝置?！静シ乓曨l】伏打電池的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了科學家對電解的濃厚興趣?！炯ひ伞侩娊膺_人戴維通過電解法發(fā)現(xiàn)多種金屬元素并制備出它們的單質，電解法現(xiàn)如今也成為了工業(yè)冶煉金屬的重要方法之一。電解是如何發(fā)生的呢？【板書】電解原理學生們回憶原電池的能量轉化情況，觀看視頻，聆聽化學史實，感悟電解的重要價值與意義

5、?；仡櫾姵氐哪芰哭D化情況，為學習電解池作鋪墊，了解化學史實，激發(fā)學生的好奇心與求知欲。教學環(huán)節(jié)（三）【實驗】石墨電極電解氯化銅溶液?！咎崾尽孔⒁怆姌O與電源正負極的連接情況；電極要插入到氯化銅溶液的液面以下。【提問】這套裝置與之前學習的原電池裝置有何顯著不同？學生閱讀教材，掌握教材知識，并根據(jù)課本實驗4-2對實驗裝置進行組裝，回顧對比原電池裝置。通過對實驗裝置的組裝，增強動手能力，也為后續(xù)歸納得出電解池的形成條件打下認知基礎。【實驗探究】學生根據(jù)實驗步驟小組進行實驗?！咎崾尽繉嶒炦^程中仔細觀察兩電極上的實驗現(xiàn)象，并做好記錄，完成表格。小組明確分工，進行實驗，觀察實驗現(xiàn)象，做好記錄，分析得出實驗

6、結論。匯報交流實驗結果。通過自主實驗，學生對實驗現(xiàn)象有更加直觀的認識，有助于理解電解的過程及原理，也增強學生的實驗興趣并提高學生的實驗技巧和技能。【播放電解氯化銅溶液的視頻】【過渡】同學們能否用簡潔的語言描述整個實驗過程。【引導】反應發(fā)生的前提是什么？誰在發(fā)生反應？發(fā)生什么反應？【強調】1.一定要是直流電源；2.熔融電解質也可電解；3.電解是強有力的氧化還原手段?！咎釂枴吭姵貙⒒瘜W能轉化成了電能，這套裝置將電能轉化成了什么形式的能量？學生觀看實驗視頻，對比自己的實驗操作是否規(guī)范，觀察的現(xiàn)象是否一樣，進一步確認氯化銅溶液在通電的條件下生產(chǎn)了單質銅和氯氣。學生概括得出電解的概念。學生通過對方程式

7、的分析得出，這套裝置將電能轉化成了化學能，得出電解池的概念。通過對實驗過程的再放映，進一步加深學生對電解氯化銅溶液實驗的認識，進一步確認兩極變化情況。通過電解和電解池概念的得出，增強自主歸納總結的能力?！景鍟慷?、電解池【過渡】請同學們一邊觀察手中的裝置一邊回顧原電池的形成條件歸納得出電解池的形成條件?！咎崾尽侩娫唇釉谀睦?？電極插入哪里？【激疑】電解池在形成閉合回路時，電解池中的電子和離子是如何運動的呢？學生通過觀察回顧歸納得出電解池的形成條件。通過學生的自主觀察以及回顧得出電解池的形成條件，加強對知識的概括能力?！局v解】展示電解池裝置中的電子運動情況，并給出陰陽極的概念，幫助學生明確電源正負

8、極確定后電解池陰陽極隨之確定?！菊f明】C（石墨）、Pt、Au形成的電極是常見的惰性電極，不參與電極反應。學生回顧原電池中電子的流出、流入情況，跟著老師的思路分析電解氯化銅溶液中外電路的電子走向，明確電子只移動并未發(fā)生變化。通過微觀動圖的展示，幫助學生理解電解池裝置中電子的運動情況，清晰直觀?！咎釂枴咳芤弘娮璐?，電子不進入溶液中，那陰極上的電子去了哪里？從陽極流回電源正極的電子又從哪里來？【板書】氯化銅和水的電離方程式【講解】陰極因電子的聚集而帶負電，靜電作用下，陽離子移向陰極，銅離子得電子能力強于氫離子，故陰極反應是：Cu2+2e-=Cu；陽極帶正電，陰離子移向陽極，氯離子還原性大于氫氧根離子

9、，所以陽極反應是：2Cl-2e- =Cl2 。學生思考1.氯化銅溶液中存在哪些離子？2.通電后，這些離子如何運動？根據(jù)陰極反應情況分析陽極的離子反應情況，并根據(jù)實驗現(xiàn)象初步得出離子的放電順序。明確電極產(chǎn)物的確定跟離子的放電順序有關。通過微觀動畫展示，將抽象的知識形象化更利于學生理解。通過對內外電路的分析幫助學生明確電解質溶液導電的過程就是電解的過程?！静シ烹娊獬氐奈⒂^動畫】引導學生用自己的語言描述出電解池的工作原理，并畫圖表示。觀察微觀動畫和畫出電解池的閉合回路，進一步明確陰陽極的反應類型以及電解池的工作原理。通過這一環(huán)節(jié)突破本節(jié)課的重難點。【提問】除了可以通過外接電源判斷電解池的陰陽極以外，還有哪些方法？小組交流討論，進一步認識電解池裝置，得出判斷電解池陰陽極的方法。增強學生分析整合知識的能力。教學環(huán)節(jié)（四）【當堂鞏固】【過渡】請同學們回顧本節(jié)課我們學了哪些知識？【對比分析，升華認知】從概念、裝置、形成條件