高中二年級(jí)上學(xué)期化學(xué)《電解原理》教學(xué)設(shè)計(jì)

《電解原理》教學(xué)設(shè)計(jì)一、課標(biāo)解讀1．內(nèi)容要求①認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。②了解電解池的工作原理，認(rèn)識(shí)電解在實(shí)現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和儲(chǔ)存能量中的具體應(yīng)用。2．學(xué)業(yè)要求能分析、解釋電解池的工作原理，能設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電解池。二、教材分析《電解原理》將帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)化學(xué)變化所遵循的基本原理，初步形成關(guān)于物質(zhì)變化的科學(xué)觀念。在了解化學(xué)反應(yīng)中能量轉(zhuǎn)化所遵循的規(guī)律的基礎(chǔ)上，贊賞運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)科學(xué)技術(shù)和人類社會(huì)文明所起的重要作用。同時(shí)基于電解池原型建構(gòu)電化學(xué)認(rèn)知模型，基于認(rèn)知模型認(rèn)識(shí)更多、更復(fù)雜的電解池裝置，分析、解決電化學(xué)真實(shí)問(wèn)題，理解物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化，發(fā)展“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的素養(yǎng)?；瘜W(xué)反應(yīng)中，化學(xué)能與其他形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化并遵循能量守恒定律?；瘜W(xué)能與電能的直接轉(zhuǎn)化需要通過(guò)氧化還原反應(yīng)在一定的裝置中才能實(shí)現(xiàn)，電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。電解池以發(fā)生在電子導(dǎo)體與離子導(dǎo)體接觸界面上的氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)。由以上分析可知，新教材強(qiáng)調(diào)構(gòu)成電化學(xué)體系的基本要素，即電極反應(yīng)、電極材料、離子導(dǎo)體、電子導(dǎo)體，重視對(duì)電化學(xué)過(guò)程的系統(tǒng)分析思路，力求提高學(xué)生對(duì)電化學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)。三、學(xué)情分析通過(guò)前面章節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了原電池的工作原理及電極反應(yīng)式的書寫，建立了原電池的認(rèn)知模型，對(duì)陌生原電池裝置有一定的分析思路和方法，但對(duì)于電能與化學(xué)能的轉(zhuǎn)化方式及離子的放電順序等還存在認(rèn)知局限。四、素養(yǎng)目標(biāo)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．了解電解、電解池的概念，認(rèn)識(shí)電解是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一種重要形式；2．形成系統(tǒng)分析電解池的一般思路和方法，能初步設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的電解池；3．初步了解在電解過(guò)程中，粒子的放電順序與其氧化性、還原性的關(guān)系，能解釋或預(yù)測(cè)電解反應(yīng)的產(chǎn)物，并能用電極反應(yīng)和總反應(yīng)進(jìn)行表征?！驹u(píng)價(jià)目標(biāo)】1．通過(guò)對(duì)電解池工作原理的討論和電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式的書寫，診斷學(xué)生對(duì)電解及電解池的掌握程度；2．通過(guò)對(duì)陌生電解池的組成、結(jié)構(gòu)及工作原理的分析，診斷并發(fā)生學(xué)生的證據(jù)推理與模型認(rèn)知的素養(yǎng)。五、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：電解原理；電極反應(yīng)的分析與表征難點(diǎn)：電解池思維模型的建構(gòu)；離子的放電順序六、教學(xué)方法任務(wù)促學(xué)：1．通過(guò)教材閱讀和實(shí)驗(yàn)演示，學(xué)生自主歸納電解和電解池的概念。2．通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的分析，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)電極判斷方法和電極反應(yīng)式的書寫方法。3．通過(guò)電解規(guī)律的探究，引導(dǎo)學(xué)生強(qiáng)化電極反應(yīng)式的書寫。習(xí)題診斷：通過(guò)課堂環(huán)節(jié)中的思考討論，及課堂練習(xí)診斷學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況。實(shí)驗(yàn)助學(xué)：完成電解CuCl2溶液的實(shí)驗(yàn)探究，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，利用分析、推理總結(jié)電解原理。七、教學(xué)過(guò)程環(huán)節(jié)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)新課引入：電解池的前世今生1799年，當(dāng)意大利人發(fā)明了最原始的電池——伏打電池之后，許多科學(xué)家對(duì)電產(chǎn)生了濃厚的興趣，好奇心驅(qū)使著人們?nèi)ミM(jìn)行各種嘗試。1807年，當(dāng)英國(guó)化學(xué)家戴維將鉑電極插入熔融的氫氧化鉀并接通直流電源時(shí)，奇跡終于產(chǎn)生了，在陰極附近產(chǎn)生一種銀白色的金屬，隨即形成紫色的火焰。這就是發(fā)現(xiàn)鉀元素的主要過(guò)程，當(dāng)時(shí)在社會(huì)上引起了轟動(dòng)。1833年法拉第通過(guò)把電流作用在氯化鈉的水溶液時(shí)，能夠獲得氯氣，這其中的奧妙是什么呢？電解時(shí)，物質(zhì)的變化是如何發(fā)生的呢？電能如何才能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能呢？學(xué)生感受化學(xué)發(fā)展的進(jìn)步，思考問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)需要不斷探索。實(shí)驗(yàn)展示與原理分析【教師演示】電解氯化銅溶液播放電解氯化銅溶液的視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀看視頻中關(guān)鍵現(xiàn)象，并描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?！窘處熞龑?dǎo)】分析氯化銅溶液的電解實(shí)驗(yàn)從視頻中我們可以看出，通電之后與直流電源正極相連的石墨棒上有氣泡產(chǎn)生，與直流電源負(fù)極相連的石墨棒上覆蓋了一層紅色物質(zhì)，當(dāng)老師打開(kāi)裝置時(shí)，還聞到了一股刺激性的氣味。這個(gè)有刺激性氣味的氣體是什么呢？紅色物質(zhì)又是什么呢？通電之后，氯化銅溶液發(fā)生了怎樣的變化呢？CuCl2在水溶液中完全電離生成Cu2+和Cl-；通電前，Cu2+和Cl－在溶液里自由運(yùn)動(dòng)；通電后，在電場(chǎng)的作用下，帶負(fù)電的Cl－移向陽(yáng)極，并失去電子被氧化成氯原子，進(jìn)而結(jié)合成Cl2放出，帶正電的Cu2+移向陰極，并得到電子被還原成銅原子，覆蓋在陰極上。觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象聆聽(tīng)分析電解原理建立模型概念總結(jié)與電解池模型辨識(shí)老師通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程總結(jié)相關(guān)概念。電解：在電流作用下，電解質(zhì)在兩個(gè)電極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過(guò)程。電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置總結(jié)電解池的構(gòu)成條件。認(rèn)識(shí)電解相關(guān)概念總結(jié)電解池構(gòu)成條件電極反應(yīng)方程式的書寫教師引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑：學(xué)習(xí)了電解的基本原理，我們?nèi)绾未_定陰陽(yáng)極的產(chǎn)物呢？陰、陽(yáng)極應(yīng)該如何判斷，電極反應(yīng)式又該如何書寫呢？1、陰、陽(yáng)極的判斷(1)根據(jù)外接電源的正、負(fù)極判斷電源正極連接陽(yáng)極，電源負(fù)極連接陰極。(2)根據(jù)電極產(chǎn)物判斷電極溶解、逸出O2(或電極區(qū)變酸性)或逸出Cl2的一極為陽(yáng)極；析出金屬或逸出H2(或電極區(qū)變堿性)的一極為陰極。2、電極反應(yīng)式的書寫步驟(1)分析電解質(zhì)水溶液的組成：找全離子并分陰、陽(yáng)兩組(不要忘記水溶液中的H＋和OH－)。(2)排出陰、陽(yáng)兩極的放電順序①陽(yáng)極活性電極：金屬做陽(yáng)極(Pt、Au除外)，金屬本身被電解；惰性電極(Pt、Au、石墨等)：還原性強(qiáng)的離子先放電，放電順序?yàn)镾2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根離子。②陰極(放電順序與電極材料無(wú)關(guān))氧化性強(qiáng)的離子先放電，放電順序?yàn)锳g＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水中)。學(xué)生記憶電極判斷方法和嘗試對(duì)比實(shí)驗(yàn)過(guò)程書寫電極反應(yīng)式。惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律探究類型實(shí)例溶液pH變化溶液復(fù)原方法電解水型含氧酸H2SO4減小加水強(qiáng)堿NaOH增大活潑金屬含氧酸鹽KNO3不變電解電解質(zhì)型無(wú)氧酸(氫氟酸除外)HCl增大通入HCl氣體不活潑金屬無(wú)氧酸鹽CuCl2－加CuCl2固體放氫生堿型活潑金屬的無(wú)氧酸鹽NaCl增大通入HCl氣體放氧生酸型不活潑金屬的含氧酸鹽AgNO3減小加入Ag2O固體學(xué)生跟隨老師節(jié)奏逐一分析各種類型電解過(guò)程的電極反應(yīng)式。課堂小結(jié)【教師講授】課堂小結(jié)這節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了電解和電解池，電解就是使電流通過(guò)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陽(yáng)極、陰極引起氧化還原反應(yīng)的過(guò)程。把這一過(guò)程的裝置叫做電解池，電解池實(shí)現(xiàn)了電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，電解池由四個(gè)部分