2024年高中化學 第四章 電化學基礎 第三節(jié) 電解池 第1課時 電解原理教學實錄 新人教版選修4

2024年高中化學第四章電化學基礎第三節(jié)電解池第1課時電解原理教學實錄新人教版選修4主備人備課成員設計意圖本節(jié)課旨在通過電解原理的教學，幫助學生掌握電解池的基本工作原理，理解電解過程中離子的移動和電極反應，并能夠運用所學知識解釋一些簡單的電解現(xiàn)象。教學設計緊密結合新人教版選修4第四章內(nèi)容，注重理論與實踐相結合，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。核心素養(yǎng)目標1.實驗探究能力：能夠通過實驗觀察和數(shù)據(jù)分析，理解電解池的原理和過程。

2.科學思維能力：學會運用電化學原理分析電解反應，建立科學思維模型。

3.應用意識：理解電解原理在實際生產(chǎn)中的應用，增強化學知識的應用意識。

4.科學態(tài)度與責任：培養(yǎng)嚴謹?shù)膶嶒瀾B(tài)度和科學精神，樹立化學對人類社會發(fā)展貢獻的認識。重點難點及解決辦法重點：

1.電解池工作原理：理解電解質(zhì)溶液中離子在電場作用下的移動及電極反應。

2.電極反應方程式的書寫：掌握如何根據(jù)電解質(zhì)和電解條件書寫正確的電極反應方程式。

難點：

1.電解過程中離子的選擇性：理解不同離子在電解過程中的遷移規(guī)律。

2.電解池實際應用中的問題分析：結合實際應用場景，分析電解過程中可能出現(xiàn)的問題及解決方法。

解決辦法：

1.通過實驗演示，讓學生直觀感受電解池的工作原理，強化對電解質(zhì)溶液中離子移動的理解。

2.通過課堂練習，引導學生逐步掌握電極反應方程式的書寫方法，并加強鞏固。

3.結合實際案例，引導學生分析電解過程中可能遇到的問題，提高解決實際問題的能力。學具準備多媒體課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設計二次備課教學資源準備1.教材：確保每位學生擁有新人教版選修4《化學》教材。

2.輔助材料：準備與電解池原理相關的圖片、動畫視頻，以及電解反應方程式示例圖表。

3.實驗器材：電解池裝置、電極、電解質(zhì)溶液、電流表等實驗器材。

4.教室布置：設置分組討論區(qū)，并確保實驗操作臺安全、整潔，便于學生進行實驗操作。教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預習任務：通過在線平臺或班級微信群，發(fā)布預習資料（如PPT、視頻、文檔等），明確預習目標和要求。設計預習問題：圍繞“電解原理”，設計一系列具有啟發(fā)性和探究性的問題，如“電解質(zhì)溶液中離子在電場下的行為”、“電極反應的判斷方法”等，引導學生自主思考。

監(jiān)控預習進度：利用平臺功能或學生反饋，監(jiān)控學生的預習進度，確保預習效果。

學生活動：

自主閱讀預習資料：按照預習要求，自主閱讀預習資料，理解電解池的基本概念和工作原理。

思考預習問題：針對預習問題，進行獨立思考，記錄自己的理解和疑問。

提交預習成果：將預習成果（如筆記、思維導圖、問題等）提交至平臺或老師處。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：引導學生自主思考，培養(yǎng)自主學習能力。

信息技術手段：利用在線平臺、微信群等，實現(xiàn)預習資源的共享和監(jiān)控。

作用與目的：

幫助學生提前了解電解原理，為課堂學習做好準備。

培養(yǎng)學生的自主學習能力和獨立思考能力。

2.課中強化技能

教師活動：

導入新課：通過實驗演示電解過程，引出“電解池”課題，激發(fā)學生的學習興趣。

講解知識點：詳細講解電解池的構成、工作原理、電極反應方程式的書寫等知識點，結合實例幫助學生理解。

組織課堂活動：設計小組討論，讓學生根據(jù)預習內(nèi)容，討論并總結電解池的工作原理；設置角色扮演，模擬電解池的電極反應過程。

解答疑問：針對學生在學習中產(chǎn)生的疑問，如“如何判斷電解池中的陽極和陰極”、“電解反應中離子的移動方向”等，進行及時解答和指導。

學生活動：

聽講并思考：認真聽講，積極思考老師提出的問題。

參與課堂活動：積極參與小組討論，體驗電解池工作原理的實踐應用。

提問與討論：針對不懂的問題或新的想法，勇敢提問并參與討論。

教學方法/手段/資源：

講授法：通過詳細講解，幫助學生理解電解池的原理。

實踐活動法：設計實踐活動，讓學生在實踐中掌握電解池的工作原理。

合作學習法：通過小組討論等活動，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

作用與目的：

幫助學生深入理解電解池的原理，掌握電極反應方程式的書寫方法。

通過合作學習，培養(yǎng)學生的團隊合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應用

教師活動：

布置作業(yè)：根據(jù)“電解原理”，布置適量的課后作業(yè)，如分析特定電解質(zhì)溶液的電解過程、設計簡單的電解實驗等，鞏固學習效果。

提供拓展資源：提供與電解原理相關的拓展資源（如書籍、網(wǎng)站、視頻等），如介紹電解技術在工業(yè)中的應用等，供學生進一步學習。

反饋作業(yè)情況：及時批改作業(yè)，給予學生反饋和指導。

學生活動：

完成作業(yè)：認真完成老師布置的課后作業(yè)，鞏固學習效果。

拓展學習：利用老師提供的拓展資源，進行進一步的學習和思考。

反思總結：對自己的學習過程和成果進行反思和總結，提出改進建議。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：引導學生自主完成作業(yè)和拓展學習。

反思總結法：引導學生對自己的學習過程和成果進行反思和總結。

作用與目的：

鞏固學生在課堂上學到的電解原理知識點和技能。

通過反思總結，幫助學生發(fā)現(xiàn)自己的不足并提出改進建議，促進自我提升。教學資源拓展六、教學資源拓展

1.拓展資源：

（1）電解技術的歷史與發(fā)展：介紹電解技術的起源、發(fā)展歷程以及在工業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)保等領域的應用。

（2）電解池的類型與應用：介紹不同類型的電解池（如：隔膜電解池、離子交換膜電解池等）及其在電解過程中的應用。

（3）電解過程中的電極反應：分析電解過程中電極反應的類型、影響因素以及電極材料的選用。

（4）電解池在化學工業(yè)中的應用：介紹電解池在氯堿工業(yè)、金屬冶煉、水處理等領域的應用實例。

（5）電解池的安全操作與事故處理：講解電解池操作過程中的安全注意事項及事故處理方法。

2.拓展建議：

（1）閱讀相關書籍和文獻，了解電解技術的歷史與發(fā)展，拓寬知識面。

（2）收集電解池在不同領域的應用案例，分析電解池的優(yōu)勢和局限性。

（3）關注電解池在化學工業(yè)中的應用，了解電解池在氯堿工業(yè)、金屬冶煉、水處理等領域的具體應用。

（4）學習電解過程中電極反應的類型、影響因素以及電極材料的選用，為實際應用提供理論依據(jù)。

（5）通過實驗或模擬實驗，探究電解池在不同條件下的工作原理和影響因素。

（6）學習電解池的安全操作與事故處理，提高安全意識和應急處理能力。

（7）參與電解技術的相關競賽或項目，鍛煉自己的實踐能力和創(chuàng)新思維。

（8）關注電解技術的最新研究動態(tài)，了解電解技術在未來發(fā)展中的趨勢。

（9）結合所學知識，思考電解技術在環(huán)保、能源等領域的發(fā)展前景。

（10）撰寫電解技術的綜述性文章或報告，總結自己的學習成果。課后作業(yè)1.實驗題：設計一個簡單的電解水實驗，并描述實驗步驟、預期現(xiàn)象和實驗結論。

答案：實驗步驟：將電解水裝置組裝好，加入適量的蒸餾水，插入電極，接通電源，觀察電極附近氣泡的產(chǎn)生情況。預期現(xiàn)象：正極產(chǎn)生氧氣氣泡，負極產(chǎn)生氫氣氣泡。實驗結論：水在電解過程中分解成氫氣和氧氣，氫氣和氧氣的體積比為2:1。

2.計算題：在電解銅硫酸溶液的過程中，如果電解1.5小時，產(chǎn)生了0.1摩爾銅，求電解過程中轉移的電子的摩爾數(shù)。

答案：電解銅的反應方程式為：CuSO4+2e^-→Cu+SO4^2-。根據(jù)反應方程式，每轉移2摩爾電子，可以生成1摩爾銅。因此，電解0.1摩爾銅需要轉移的電子摩爾數(shù)為0.1摩爾×2=0.2摩爾。

3.應用題：在電解食鹽溶液的過程中，如果電解0.5小時，產(chǎn)生了0.15摩爾氫氣和0.1摩爾氯氣，求電解過程中轉移的電子的摩爾數(shù)。

答案：電解食鹽溶液的反應方程式為：2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2↑。根據(jù)反應方程式，每生成1摩爾氫氣和氯氣，需要轉移2摩爾電子。因此，電解過程中轉移的電子的摩爾數(shù)為(0.15摩爾+0.1摩爾)×2=0.5摩爾。

4.分析題：分析在電解過程中，如何通過改變電極材料來影響電解反應的產(chǎn)物。

答案：改變電極材料可以影響電解反應的產(chǎn)物。例如，在電解硫酸銅溶液時，使用鉑電極可以防止電極溶解，而使用鐵電極會導致鐵溶解生成鐵離子。通過選擇不同的電極材料，可以控制電解反應的產(chǎn)物。

5.綜合題：設計一個電解池，用于將乙醇氧化為乙醛。請描述電解池的構造、電解過程和預期產(chǎn)物。

答案：電解池構造：使用鉑電極，電解質(zhì)溶液為含有乙醇的硫酸溶液。電解過程：在陰極，乙醇分子在電極表面被還原，生成乙醛；在陽極，乙醇分子被氧化，釋放出電子。預期產(chǎn)物：乙醛、水、氧氣。

6.比較題：比較電解池和原電池在工作原理、能量轉化和電極反應等方面的異同。

答案：相同點：兩者都涉及化學反應，都包含電極和電解質(zhì)溶液，都涉及電子的轉移。不同點：電解池需要外部電源提供能量，將電能轉化為化學能；原電池則將化學能轉化為電能。

7.創(chuàng)新題：設計一個利用電解池進行水的硬水軟化的實驗方案，并說明實驗原理和預期效果。

答案：實驗原理：硬水中含有較多的鈣鎂離子，通過電解可以生成氫氧化鈣和氫氧化鎂，這些沉淀物可以從水中去除，實現(xiàn)硬水軟化。實驗方案：將硬水加入電解池，使用鋁電極，觀察沉淀物的生成情況。預期效果：硬水中的鈣鎂離子被去除，水變軟。課堂1.課堂評價：

課堂評價是教學過程中非常重要的環(huán)節(jié)，它有助于教師及時了解學生的學習情況，調(diào)整教學策略，確保教學目標的實現(xiàn)。

（1）提問評價：通過課堂提問，教師可以檢驗學生對電解原理的理解程度。例如，提問“電解池中陰陽極的反應是什么？”或“電解過程中離子的移動方向是怎樣的？”等。學生的回答可以反映出他們對電解原理的掌握情況。

（2）觀察評價：教師通過觀察學生在課堂上的參與度、實驗操作是否規(guī)范、能否獨立思考等問題，評估學生的學習狀態(tài)。

（3）測試評價：在課程結束后，教師可以設計一些測試題，如選擇題、填空題、簡答題等，檢驗學生對電解原理的掌握程度。測試題應涵蓋本節(jié)課的重點和難點。

（4）小組討論評價：通過小組討論，教師可以觀察學生在團隊合作、溝通表達、問題解決等方面的能力。例如，可以設計一個小組討論題：“討論電解池在實際生活中的應用，并舉例說明。”

課堂評價的作用在于：

-及時發(fā)現(xiàn)問題：通過課堂評價，教師可以了解學生在學習過程中的困惑和不足，以便及時調(diào)整教學策略。

-提高教學質(zhì)量：根據(jù)課堂評價結果，教師可以調(diào)整教學內(nèi)容和方法，提高教學質(zhì)量。

-培養(yǎng)學生能力：課堂評價有助于培養(yǎng)學生的自主學習、合作交流、問題解決等能力。

2.作業(yè)評價：

作業(yè)是課堂教學的延伸，是檢驗學生學習效果的重要手段。

（1）作業(yè)批改：教師對學生的作業(yè)進行認真批改，確保作業(yè)的準確性和完整性。批改過程中，教師應關注學生的解題思路、計算過程和實驗操作等。

（2）作業(yè)點評：在批改作業(yè)的基礎上，教師應給予學生具體的點評，指出作業(yè)中的優(yōu)點和不足，并提出改進建議。

（3）作業(yè)反饋：及時將作業(yè)反饋給學生，讓他們了解自己的學習成果和改進方向。教師可以通過課堂講解、個別輔導等方式，幫助學生解決作業(yè)中的問題。

（4）作業(yè)激勵：對表現(xiàn)優(yōu)秀的學生給予表揚和鼓勵，激發(fā)學生的學習興趣和積極性。

作業(yè)評價的作用在于：

-鞏固課堂所學知識：通過完成作業(yè)，學生可以鞏固和加深對電解原理的理解。

-提高學生的自主學習能力：作業(yè)的完成需要學生獨立思考，有助于提高他們的自主學習能力。

-培養(yǎng)學生的責任感和自律意識：按時完成作業(yè)是學生應具備的基本素養(yǎng)，有助于培養(yǎng)他們的責任感和自律意識。板書設計①電解原理概述

-電解池的構成：陽極、陰極、電解質(zhì)溶液

-電解池的工作原理：外部電源提供電能，驅動電解質(zhì)溶液中的離子