高中化學(xué)人教版化學(xué)反應(yīng)原理第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電解池【全國一等獎(jiǎng)】

第三節(jié)電解原理北京市第十中學(xué)楊義100072教材分析本節(jié)內(nèi)容主要包括電解原理、電極的判斷和電極名稱、電極反應(yīng)、放電的順序、電解原理的應(yīng)用、電解池與原電池的區(qū)別等。這節(jié)內(nèi)容與前面所學(xué)的原電池結(jié)合起來，就構(gòu)成了中學(xué)化學(xué)中的電化學(xué)知識(shí)。而電化學(xué)知識(shí)是中學(xué)化學(xué)重要基礎(chǔ)理論之一，是無機(jī)化學(xué)中很重要的知識(shí)，它既涉及到理論知識(shí)，又與元素化合物知識(shí)密切相關(guān)。本節(jié)分兩課時(shí)完成，其中第一課時(shí)按教材的編排體系，為電解原理的研究,第二課時(shí)是電解原理的應(yīng)用。教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能：（1）理解電解原理和判斷電解池的陰、陽極以及兩電極的反應(yīng)式和總反應(yīng)；（2）掌握惰性材料做電極時(shí)，離子的放電順序。過程與方法：（1）通過設(shè)計(jì)、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，加強(qiáng)基本操作訓(xùn)練。（2）通過電解原理的分析、推理、研究、培養(yǎng)學(xué)生從現(xiàn)象到本質(zhì)、從宏觀到微觀、從實(shí)踐到理論的自然科學(xué)思維方法。情感態(tài)度價(jià)值觀:（1）培養(yǎng)分析綜合的思維能力和求實(shí)、創(chuàng)新、合作的優(yōu)良品質(zhì)。（2）了解科學(xué)研究和探索的基本思路，讓學(xué)生進(jìn)行研究性學(xué)習(xí)。學(xué)情分析（1）學(xué)生的閱讀、理解能力一般，分析問題的能力、解決問題的能力和靈活運(yùn)用知識(shí)的能力、遷移能力比較薄弱。從知識(shí)結(jié)構(gòu)上看，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了原電池，因此學(xué)習(xí)電解原理，可以有效地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。（2）根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)特點(diǎn)，采用的是提出問題—探索分析—解決問題—遷移發(fā)展（再提出問題）的方法展開探索的過程。根據(jù)本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)特點(diǎn)，在教學(xué)中將電解氯化銅演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，將陰、陽極的放電順序設(shè)計(jì)為學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)，潛移默化地受到自然科學(xué)方法論思想的熏陶。教學(xué)重、難點(diǎn)：電解的基本原理和離子放電順序。教材的處理：為了使教學(xué)具有更強(qiáng)的邏輯性，體現(xiàn)探究精神，突出教學(xué)重點(diǎn)內(nèi)容，對(duì)教材在教學(xué)程序上進(jìn)行了調(diào)整：根據(jù)原電池的形成條件和學(xué)生以前學(xué)過的電解水的實(shí)驗(yàn)，給出電解池的概念，讓學(xué)生自己總結(jié)電解池的形成條件，將演示實(shí)驗(yàn)改為學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究電解原理。并且在講解放電順序時(shí)，以前都都是直接給出，這次改為學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明陰、陽極的放電順序。教學(xué)過程設(shè)計(jì)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖（一）復(fù)習(xí)、提出問題階段【復(fù)習(xí)】請將氧化還原反應(yīng)：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，設(shè)計(jì)成原電池?！緦?dǎo)入新課】我們前面知道H2、O2和一定電解質(zhì)溶液可組成燃料電池，生成水，在初中學(xué)過通過電解水又可得到H2、O2，那么電能如何能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能呢？這就是本節(jié)課要共同探討的問題。學(xué)生獨(dú)立思考完成負(fù)極：Fe-2e-=Fe2+正極：Cu2++2e-=Cu電解質(zhì)溶液：CuCL2、CuSO4【學(xué)生總結(jié)】原電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。學(xué)生傾聽復(fù)習(xí)原電池的原理。培養(yǎng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。為電解?shí)驗(yàn)做對(duì)照。提出學(xué)習(xí)方向。（二）知識(shí)學(xué)習(xí)階段【板書】第三節(jié)電解原理一、電解原理1、電解池：把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。【提問】（1）形成電解池的條件？（2）如何將上圖改裝成電解池？（3）如果只研究電流對(duì)電解質(zhì)溶液的影響采用何種電極？【過渡】首先我們從以下探究實(shí)驗(yàn)來探討電解原理?！咎骄繉?shí)驗(yàn)1】在剛才的實(shí)驗(yàn)中連接電源電極均為碳電極，觀察現(xiàn)象。思考出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因。學(xué)生討論，總結(jié)：（1）形成條件：1）電源；2）電極；3）電解質(zhì)溶液；4）閉合回路。（2）可連接電源，（3）可選擇惰性電極?！緦W(xué)生實(shí)驗(yàn)】讓學(xué)生獨(dú)立完成電解氯化銅的演示實(shí)驗(yàn)，觀察記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并指出實(shí)驗(yàn)操作中的一些錯(cuò)誤操作加以糾正?，F(xiàn)象：與負(fù)極相連的電極上有紅色物質(zhì)覆蓋。培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力及口頭表達(dá)能力。培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)觀察能力，準(zhǔn)確記錄實(shí)驗(yàn)?zāi)芰皥F(tuán)結(jié)合作精神?！究偨Y(jié)】電流通過電解質(zhì)溶液時(shí)，在陰陽兩極發(fā)生了氧化還原反應(yīng)。【板書】2、電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程，叫做電解?！締l(fā)引導(dǎo)】請大家根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和氯化銅溶液的組成成分以及原有知識(shí)分析推斷兩極生成物的名稱。【討論】1．通電前溶液中存在哪些離子？這些離子是如何運(yùn)動(dòng)的？【討論】2．接通直流電后，原來的離子運(yùn)動(dòng)發(fā)生了怎樣的改變？3．有關(guān)離子在兩極發(fā)生何反應(yīng)？【板書】3、電極的規(guī)定和電極反應(yīng)式的書寫陽極：與電源正極相連的一極2Cl--2e=Cl2氧化反應(yīng)陰極：與電源負(fù)極相連的一極Cu2++2e=Cu還原反應(yīng)總反應(yīng)化學(xué)方程式：CuCl2Cu+Cl2【概括】通俗記法，利用諧音。陽（極）—氧（化反應(yīng)）與正極相連的電極產(chǎn)生大量有刺激性氣味的氣體，并能使?jié)駶櫟牡矸垲嵒浽嚰堊兯{(lán)。學(xué)生思考：產(chǎn)物為氯氣和銅討論分析、回答：1．通電前溶液中Cu2+、Cl-、H+、OH-，自由移動(dòng)。2．通電后帶正電的Cu2+、H+向陰極移動(dòng)；帶負(fù)電的Cl-、OH+向陽極移動(dòng)。3．Cu2+在陰極得電子變成了單質(zhì)Cu，Cl-在陽極失電子變成了Cl2學(xué)生記錄調(diào)動(dòng)學(xué)生思維，分層次思考，有利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，分析方法在教學(xué)中潛移默化地滲透。實(shí)現(xiàn)感性認(rèn)識(shí)到理性認(rèn)識(shí)的過程。加深記憶，培養(yǎng)興趣?！纠碚撎骄俊緾uCl2溶液中有自由移動(dòng)的Cu2+、Cl-、H+、OH-，為什么只有Cu2+、Cl-得失電子，而H+、OH-卻不能在兩極得失電子呢？【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】根據(jù)所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)判斷下列粒子的還原性強(qiáng)弱。Cu、Cl-、Br-、I-、SO42-、OH-【教師分組】將學(xué)生分為兩大組做探究實(shí)驗(yàn)2、3【探究實(shí)驗(yàn)2】將實(shí)驗(yàn)一中的陽極用銅電極代替，觀察現(xiàn)象?！咎骄繉?shí)驗(yàn)3】將實(shí)驗(yàn)一中的溶液改為CuSO4溶液。觀察現(xiàn)象。【學(xué)生活動(dòng)】思考。認(rèn)為與離子的氧化性、還原性強(qiáng)弱有關(guān)。【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生討論，分析可將銅電極代替石墨電極電解CuCl2溶液；和均用石墨電極電解硫酸銅溶液。學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)2：現(xiàn)象陽極無氣體產(chǎn)生，銅電極溶解；實(shí)驗(yàn)3：兩電極均產(chǎn)生無色無味的氣體。調(diào)動(dòng)學(xué)生處于積極思考狀態(tài)，培養(yǎng)思維能力創(chuàng)設(shè)問題情境激發(fā)學(xué)生求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力、動(dòng)手能力?！局v述】電解質(zhì)溶液中離子在兩極上得失電子有一定順序，我們稱之為放電順序，放電順序涉及多種因素，在中學(xué)階段只要求掌握常見的一些物質(zhì)或離子的放電順序。學(xué)生總結(jié)：陰極放電順序：按金屬活動(dòng)性順序越不活潑的金屬其陽離子越容易得電子。陽極放電順序：金屬（除Pt、Au）>S2->I->Br->Cl>OH->含氧酸根。培養(yǎng)學(xué)生語言表達(dá)能力、協(xié)調(diào)能力和總結(jié)能力。【質(zhì)疑】在電解過程中，電子是如何形成閉合電路的？【歸納】電子的方向與電流的方向相反從電源負(fù)極流出，流向電解池的陰極，陰極附近的Cu2+在陰極得電子被還原為銅，溶液中的陰離子定向移動(dòng)，陽極附近的Cl-在陽極失電子被氧化為氯原子。氯原子結(jié)合形成氯氣分子，失去的電子從陽極流回電源的正極，從而形成閉合電路?？凑n本第64頁，歸納電子流動(dòng)方向：電源負(fù)極→電解池陰極→電解質(zhì)溶液→電解池陽極→電源正極創(chuàng)設(shè)問題情境激發(fā)學(xué)生求知欲望，使學(xué)生處于思考問題，探索問題的情境中，有利于訓(xùn)練學(xué)生思維，調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)積極性?！舅伎肌课覀冎澜饘?、電解質(zhì)溶液都能導(dǎo)電，那么是由于什么原因？【小結(jié)】電解概念及電解的原理，理順知識(shí)，要求會(huì)判斷電解池的陰陽兩極，寫電極反應(yīng)方程式，判斷發(fā)生氧化還原反應(yīng)。回答：金屬導(dǎo)電靠自由電子的定向移動(dòng)，移動(dòng)過程不發(fā)生化學(xué)變化。電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是陰陽離子的定向移動(dòng)，在兩極發(fā)生氧化還原反應(yīng)。明確應(yīng)該掌握的內(nèi)容?！咀鳂I(yè)】學(xué)案相應(yīng)習(xí)題。鞏固所學(xué)知識(shí)教學(xué)后記本課時(shí)主要采用了實(shí)驗(yàn)、比較、探究等教學(xué)方法。這樣做的理由是：1.可使學(xué)生對(duì)原電池和電解池的反應(yīng)原理理解得更深入，更透徹，可有效地避免學(xué)生對(duì)二者的混淆。2.用實(shí)驗(yàn)做為理論的依據(jù)，可直觀、形象地說明抽象的道理。在本講中用電腦、投影等模仿溶液中離