【教案】電化學(xué)中的“膜術(shù)”教學(xué)設(shè)計

高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)——電化學(xué)中的“膜術(shù)”教學(xué)設(shè)計一.考試說明要求（新課標(biāo)）1、了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2、能從氧化還原的角度分析電化學(xué)中的反應(yīng)。3、理解電化學(xué)中的離子遷移，離子交換膜對離子遷移的限制，離子交換膜在實際生產(chǎn)、生活中的重要意義。二、課題設(shè)計的目的電化學(xué)的內(nèi)容是歷年高考重要考點之一，主要以選擇題和電極反應(yīng)式書寫的形式出現(xiàn)，考查的內(nèi)容有：電極名稱、離子和電子即電流的移動方向、溶液酸堿性的變化、電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式的書寫、根據(jù)電極反應(yīng)式進(jìn)行計算、能量轉(zhuǎn)化等方面，而近年出現(xiàn)在電解池或原電池中涉及到離子交換膜的應(yīng)用，電解池與原電池進(jìn)行綜合考查等等。在前面的復(fù)習(xí)中已經(jīng)將重要的知識點進(jìn)行了復(fù)習(xí)，但是沒有形成知識系統(tǒng)，尤其把膜用到新型的裝置就不會分析，因此，我們應(yīng)抓住核心知識，找準(zhǔn)合適載體，進(jìn)行知識綜合利用、思維能力的培養(yǎng)，為學(xué)生的遷移應(yīng)用能力奠定基礎(chǔ)，從而達(dá)到讓學(xué)生“怎么想、怎么做、怎么答”的目的。三、教學(xué)設(shè)計課題電化學(xué)中的“膜術(shù)”教學(xué)目標(biāo)知識與技能1、掌握原電池和電解池的工作原理，電極反應(yīng)式的書寫和電池總反應(yīng)式的書寫。2、學(xué)會離子交換膜選擇的一般方法，了解離子交換膜的應(yīng)用。過程與方法1、通過實例分析原電池和電解池的工作原理，熟練書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。2、通過交流討論、變式分析進(jìn)一步歸納出歸納總結(jié)出離子交換膜選擇的一般方法，了解離子交換膜的應(yīng)用。情感態(tài)度與價值觀通過對以離子交換膜的理論分析和實驗驗證，感受化學(xué)原理在社會生活中的應(yīng)用與意義。重難點重點電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式的書寫難點離子交換膜選擇的一般方法與總結(jié)教學(xué)方法以學(xué)生為主體的方法策略（多媒體輔助）教學(xué)過程環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖引入課題高考重現(xiàn)：（2014福建高考）某原電池裝置如右圖所示，電池總反應(yīng)為2Ag+Cl2=2AgCl。下列說法正確的是()A．正極反應(yīng)為AgCl+e–=Ag+Cl–B．放電時，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成C．若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變D．當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole–時，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子學(xué)生思考、回答、其他同學(xué)補充。以一道經(jīng)典的高考題做引課，引出今天課的重難點--交換膜，激發(fā)學(xué)生的思維。延伸思考【命題分析】近幾年高考試題中，涉及隔膜電化學(xué)裝置的題目比較多，且每年都有變化。隔膜的功能在于選擇性地通過某些離子或阻止某些離子來隔離某些物質(zhì)，進(jìn)而制備一些特定物質(zhì)或?qū)ξ镔|(zhì)進(jìn)行分離，體現(xiàn)了科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的化學(xué)核心素養(yǎng)?！菊故倦娀瘜W(xué)裝置考察變遷】聽講展示電化學(xué)裝置考察變遷，命題方向分析回歸課本復(fù)習(xí)基礎(chǔ)【設(shè)問】此處陽離子交換膜的作用是什么？【復(fù)習(xí)基礎(chǔ)】離子交換膜的定義、分類、功能思考、練習(xí)交流、回答做筆記通過氯堿工業(yè)這個典型例子，讓學(xué)生進(jìn)一步熟悉電解原理，并了解從理論到實際生產(chǎn)所要考慮的安全、產(chǎn)品純度、生產(chǎn)效率的實際問題由高考題回歸課本示例，強化基礎(chǔ)。分類學(xué)習(xí)小試牛刀1.含膜電解池【2021年新課標(biāo)1卷11題】三室式電滲析法處理含Na2SO4廢水的原理如圖所示，采用惰性電極，ab、cd均為離子交換膜，在直流電場的作用下，兩膜中間的Na+和SO42﹣可通過離子交換膜，而兩端隔室中離子被阻擋不能進(jìn)入中間隔室．下列敘述正確的是（）A．通電后中間隔室的SO42﹣離子向正極遷移，正極區(qū)溶液pH增大B．該法在處理含Na2SO4廢水時可以得到NaOH和H2SO4產(chǎn)品C．負(fù)極反應(yīng)為2H2O﹣4e﹣=O2+4H+，負(fù)極區(qū)溶液pH降低D．當(dāng)電路中通過1mol電子的電量時，會有0.5mol的O2生成【引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)解題思路】【真題練習(xí)】次磷酸(H3PO2)為一元中強酸，具有較強的還原性，可用電滲析法制備，四室電滲析法”工作原理如圖所示。下列敘述不正確的是(）A．陽極反應(yīng)為2H2O-4e-=O2↑+4H+B．產(chǎn)品室中發(fā)生反應(yīng)H++H2PO-=H3PO2，該法還可得副產(chǎn)品NaOHC．次磷酸H3PO2在水溶液中的電離可表示為：H3PO2==3H++PO2-D．陽膜1的主要作用是防止H2PO2-進(jìn)入陽極室被氧化并允許H+通過含膜原電池【2020年新課標(biāo)1卷】微生物電池，是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置．其工作原理如圖1所示下列有關(guān)微生物電池的說法錯誤的是A．正極反應(yīng)中有CO2生成B．微生物促進(jìn)了反應(yīng)中電子的轉(zhuǎn)移C．質(zhì)子通過交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D．電池總反應(yīng)為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O分析、思考、回答跟老師共同小結(jié)從“雙室”到“三室”，從單膜到雙膜，讓學(xué)生更好的理解離子交換膜在實際生產(chǎn)中的重要作用和地位，更好的理解離子交換膜的功能——“離子選擇性遷移”.知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識研究對象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立認(rèn)知模型，并且能運用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。圖1圖2【引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)解題思路】【真題練習(xí)】(2022·全國卷）一種水性電解液Zn-MnO2離子選擇雙隔膜電池如圖2所示[KOH溶液中，Zn2＋以Zn(OH)42-存在]。電池放電時，下列敘述錯誤的是()A．Ⅱ區(qū)的K+通過隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO42-通過隔膜向Ⅱ區(qū)遷移C．MnO2電極反應(yīng)：MnO2+2e-+4H+=Mn2++2H2OD.電池總反應(yīng)：Zn+4OH-+MnO2+4H+=【Zn(OH)4】2-+Mn2++2H2O總結(jié)歸納引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)這類題型的解題思路，離子交換膜選擇的一般方法。（電池總反應(yīng)式(目的）、電極反應(yīng)式、離子移動方向）回顧、綜合分析、歸納、提煉作答學(xué)生總結(jié)出依據(jù)總反應(yīng)式（目標(biāo)）和電極反應(yīng)式來選擇離子交換膜模擬練習(xí)綜合提升【課堂練習(xí)】廚房垃圾發(fā)酵液可通過電滲析法處理，同時得到乳酸的原理如圖所示(圖中HA表示乳酸分子，A－表示乳酸根離子，乳酸的摩爾質(zhì)量為90g·mol－1)。下列有關(guān)說法中正確的是（）A．陽極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O+O2↑B．H+從陽極通過陽離子交換膜向陰極移動C．A－通過陰離子交換膜從陰極進(jìn)入濃縮室D．400mL10g·L－1乳酸溶液通電一段時間后，濃度上升為145g·L－1(溶液體積變化忽略)不計)，陰極上產(chǎn)生的H2在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積約為4.48L觀看并思考，練習(xí)基本原理和題目信息通過改編具體的高考題來體會離子交換膜改變電池總反應(yīng)式（或達(dá)到反應(yīng)的目的）。小結(jié)離子交換膜在中學(xué)化學(xué)題中的目的和作用作業(yè)布置完成學(xué)案積極倡導(dǎo)“教、學(xué)、評”一體化，使得學(xué)生在能力方面得到不同程度的提高。板書設(shè)計電化學(xué)中的“膜術(shù)”解題思路：分