高中化學(xué)人教版高中選修4化學(xué)反應(yīng)原理第四章電化學(xué)基礎(chǔ)-《電解原理》教學(xué)設(shè)計(jì)-劉郁

1、電解原理 教學(xué)設(shè)計(jì) 劉郁【教材分析】“電解池”屬于高中化學(xué)選修4化學(xué)反應(yīng)原理第四章電化學(xué)基礎(chǔ)的第三節(jié)，其中包括電解原理及其應(yīng)用，即研究如何借助電能使不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)能夠發(fā)生，從而使電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能?！半娊獬亍边@一節(jié)與前兩節(jié)內(nèi)容“原電池”和“化學(xué)電源”（即利用自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能到電能的轉(zhuǎn)化），以及后續(xù)的第四節(jié)“金屬的腐蝕與防護(hù)”共同構(gòu)成了高中階段電化學(xué)知識(shí)內(nèi)容?！半娊獬亍钡慕虒W(xué)價(jià)值主要如下：1.形成對(duì)“電能向化學(xué)能轉(zhuǎn)化”的認(rèn)識(shí)，發(fā)展對(duì)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的認(rèn)識(shí)，豐富對(duì)化學(xué)能量觀的認(rèn)識(shí)；2.基于外加電源裝置下微粒運(yùn)動(dòng)與變化的視角，認(rèn)識(shí)電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的微觀本質(zhì)，從而形成對(duì)電解

2、原理的認(rèn)識(shí)，發(fā)展對(duì)微粒觀的認(rèn)識(shí)；3.從物質(zhì)轉(zhuǎn)化的視角，認(rèn)識(shí)電解池是實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的特殊手段?！驹O(shè)計(jì)思路】“電解池”教學(xué)的重心是認(rèn)識(shí)“電能如何轉(zhuǎn)化成化學(xué)能”，涉及電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的條件、原理和方法。本教學(xué)過程中，以電解在化學(xué)發(fā)展史上的重要意義為情境素材，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到電解的價(jià)值，并驅(qū)動(dòng)思考電解的方法是什么；通過學(xué)生自主探究氯化銅溶液的電解實(shí)驗(yàn)，歸納出實(shí)驗(yàn)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(dǎo)和對(duì)微觀動(dòng)畫的觀察讓學(xué)生充分理解電能在電解過程中的作用，認(rèn)識(shí)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(zhuǎn)化（電極反應(yīng)微粒和產(chǎn)物），通過微觀粒子的轉(zhuǎn)化分析

3、認(rèn)識(shí)到宏觀物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化是依賴于外加能量（電能）實(shí)現(xiàn)的，完善電解原理模型。最后再總結(jié)得出電解池陰陽極的判斷方法，通過課堂鞏固練習(xí)以及電解池、原電池的系統(tǒng)對(duì)比加深對(duì)電解池的理解。這一過程顯示了對(duì)學(xué)生思維培養(yǎng)和能力提升的過程，即從對(duì)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(xué)目標(biāo)】1.知識(shí)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(huì)描述電解池的工作原理。2.過程與方法：通過觀察、推理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，能夠歸納總結(jié)基本概念、規(guī)律；通過對(duì)電解原理的分析，加強(qiáng)微粒觀的建構(gòu)。3.情感態(tài)度價(jià)值觀：感受電解在工業(yè)生產(chǎn)中的價(jià)值，加強(qiáng)對(duì)化學(xué)史的關(guān)注，感受科學(xué)家的精神品質(zhì)?！窘虒W(xué)重難點(diǎn)】電解池的工作原理

4、【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】實(shí)驗(yàn)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(dǎo)線、學(xué)生直流電源。實(shí)驗(yàn)藥品：CuCl2溶液、淀粉碘化鉀試紙?！窘虒W(xué)過程】教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)教學(xué)意圖教學(xué)環(huán)節(jié)（一）【預(yù)習(xí)】教材P79-P80的內(nèi)容自主學(xué)習(xí)，完成教學(xué)案初步獲取知識(shí)教學(xué)環(huán)節(jié)（二）【素材1】原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。【播放視頻】伏打電池的發(fā)現(xiàn)引發(fā)了科學(xué)家對(duì)電解的濃厚興趣?！炯ひ伞侩娊膺_(dá)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(zhì)，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(xué)生們回憶原電池的能量轉(zhuǎn)化情況，觀看視頻，聆聽化學(xué)史實(shí)，感悟電解的重要價(jià)值與意義

5、?；仡櫾姵氐哪芰哭D(zhuǎn)化情況，為學(xué)習(xí)電解池作鋪墊，了解化學(xué)史實(shí)，激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲。教學(xué)環(huán)節(jié)（三）【實(shí)驗(yàn)】石墨電極電解氯化銅溶液?！咎崾尽孔⒁怆姌O與電源正負(fù)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(xué)習(xí)的原電池裝置有何顯著不同？學(xué)生閱讀教材，掌握教材知識(shí)，并根據(jù)課本實(shí)驗(yàn)4-2對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行組裝，回顧對(duì)比原電池裝置。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置的組裝，增強(qiáng)動(dòng)手能力，也為后續(xù)歸納得出電解池的形成條件打下認(rèn)知基礎(chǔ)?！緦?shí)驗(yàn)探究】學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?！咎崾尽繉?shí)驗(yàn)過程中仔細(xì)觀察兩電極上的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并做好記錄，完成表格。小組明確分工，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，做好記錄，分析得出實(shí)驗(yàn)

6、結(jié)論。匯報(bào)交流實(shí)驗(yàn)結(jié)果。通過自主實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有更加直觀的認(rèn)識(shí)，有助于理解電解的過程及原理，也增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣并提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技巧和技能。【播放電解氯化銅溶液的視頻】【過渡】同學(xué)們能否用簡潔的語言描述整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程。【引導(dǎo)】反應(yīng)發(fā)生的前提是什么？誰在發(fā)生反應(yīng)？發(fā)生什么反應(yīng)？【強(qiáng)調(diào)】1.一定要是直流電源；2.熔融電解質(zhì)也可電解；3.電解是強(qiáng)有力的氧化還原手段。【提問】原電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成了電能，這套裝置將電能轉(zhuǎn)化成了什么形式的能量？學(xué)生觀看實(shí)驗(yàn)視頻，對(duì)比自己的實(shí)驗(yàn)操作是否規(guī)范，觀察的現(xiàn)象是否一樣，進(jìn)一步確認(rèn)氯化銅溶液在通電的條件下生產(chǎn)了單質(zhì)銅和氯氣。學(xué)生概括得出電解的概念。學(xué)生通過對(duì)方程式

7、的分析得出，這套裝置將電能轉(zhuǎn)化成了化學(xué)能，得出電解池的概念。通過對(duì)實(shí)驗(yàn)過程的再放映，進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí)，進(jìn)一步確認(rèn)兩極變化情況。通過電解和電解池概念的得出，增強(qiáng)自主歸納總結(jié)的能力?！景鍟慷?、電解池【過渡】請同學(xué)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(shí)，電解池中的電子和離子是如何運(yùn)動(dòng)的呢？學(xué)生通過觀察回顧歸納得出電解池的形成條件。通過學(xué)生的自主觀察以及回顧得出電解池的形成條件，加強(qiáng)對(duì)知識(shí)的概括能力?！局v解】展示電解池裝置中的電子運(yùn)動(dòng)情況，并給出陰陽極的概念，幫助學(xué)生明確電源正負(fù)

8、極確定后電解池陰陽極隨之確定。【說明】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(yīng)。學(xué)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(dòng)并未發(fā)生變化。通過微觀動(dòng)圖的展示，幫助學(xué)生理解電解池裝置中電子的運(yùn)動(dòng)情況，清晰直觀。【提問】溶液電阻大，電子不進(jìn)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(fù)電，靜電作用下，陽離子移向陰極，銅離子得電子能力強(qiáng)于氫離子，故陰極反應(yīng)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(yīng)是：2Cl-2e- =Cl2 。學(xué)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(yùn)動(dòng)？根據(jù)陰極反應(yīng)情況分析陽極的離子反應(yīng)情況，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)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(guān)。通過微觀動(dòng)畫展示，將抽象的知識(shí)形象化更利于學(xué)生理解。通過對(duì)內(nèi)外電路的分析幫助學(xué)生明確電解質(zhì)溶液導(dǎo)電的過程就是電解的過程?！静シ烹娊獬氐奈⒂^動(dòng)畫】引導(dǎo)學(xué)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(dòng)畫和畫出電解池的閉合回路，進(jìn)一步明確陰陽極的反應(yīng)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(diǎn)?！咎釂枴砍丝梢酝ㄟ^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(jìn)一步認(rèn)識(shí)電解池裝置，得出判斷電解池陰陽極的方法。增強(qiáng)學(xué)生分析整合知識(shí)的能力。教學(xué)環(huán)節(jié)（四）【當(dāng)堂鞏固】【過渡】請同學(xué)們回顧本節(jié)課我們學(xué)了哪些知識(shí)？【對(duì)比分析，升華認(rèn)知】從概念、裝置、形成條件