【教案】電化學(xué)中的“膜術(shù)”教學(xué)設(shè)計(jì)

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(jì)一.考試說(shuō)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(duì)離子遷移的限制，離子交換膜在實(shí)際生產(chǎn)、生活中的重要意義。二、課題設(shè)計(jì)的目的電化學(xué)的內(nèi)容是歷年高考重要考點(diǎn)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(dòng)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(jì)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(shí)點(diǎn)進(jìn)行了復(fù)習(xí)，但是沒(méi)有形成知識(shí)系統(tǒng)，尤其把膜用到新型的裝置就不會(huì)分析，因此，我們應(yīng)抓住核心知識(shí)，找準(zhǔn)合適載體，進(jìn)行知識(shí)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(jì)課題電化學(xué)中的“膜術(shù)”教學(xué)目標(biāo)知識(shí)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(huì)離子交換膜選擇的一般方法，了解離子交換膜的應(yīng)用。過(guò)程與方法1、通過(guò)實(shí)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(guò)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(jià)值觀通過(guò)對(duì)以離子交換膜的理論分析和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，感受化學(xué)原理在社會(huì)生活中的應(yīng)用與意義。重難點(diǎn)重點(diǎn)電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式的書寫難點(diǎn)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(guò)程環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)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(shuō)法正確的是()A．正極反應(yīng)為AgCl+e–=Ag+Cl–B．放電時(shí)，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(shí)，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(bǔ)充。以一道經(jīng)典的高考題做引課，引出今天課的重難點(diǎn)--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(guò)某些離子或阻止某些離子來(lái)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(shí)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(wèn)】此處陽(yáng)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(guò)氯堿工業(yè)這個(gè)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(shí)際生產(chǎn)所要考慮的安全、產(chǎn)品純度、生產(chǎn)效率的實(shí)際問(wèn)題由高考題回歸課本示例，強(qiáng)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(chǎng)的作用下，兩膜中間的Na+和SO42﹣可通過(guò)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(shí)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(guò)1mol電子的電量時(shí)，會(huì)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(qiáng)酸，具有較強(qiáng)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(yáng)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(yáng)膜1的主要作用是防止H2PO2-進(jìn)入陽(yáng)極室被氧化并允許H+通過(guò)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(shuō)法錯(cuò)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(guò)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(shí)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(guò)分析、推理等方法認(rèn)識(shí)研究對(duì)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(yùn)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(guó)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(shí)，下列敘述錯(cuò)誤的是()A．Ⅱ區(qū)的K+通過(guò)隔膜向Ⅲ區(qū)遷移B．Ⅰ區(qū)的SO42-通過(guò)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(dòng)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(lái)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(guò)電滲析法處理，同時(shí)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(shuō)法中正確的是（）A．陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為4OH－－4e－=2H2O+O2↑B．H+從陽(yáng)極通過(guò)陽(yáng)離子交換膜向陰極移動(dòng)C．A－通過(guò)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(shí)間后，濃度上升為145g·L－1(溶液體積變化忽略)不計(jì))，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(guò)改編具體的高考題來(lái)體會(huì)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(píng)”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(jì)電化學(xué)中的“膜術(shù)”解題思路：分