《電化學(xué)基礎(chǔ)》單元復(fù)習(xí)課教學(xué)建議

選修4第四章《電化學(xué)基礎(chǔ)》單元復(fù)習(xí)課教學(xué)建議廣州市真光中學(xué)周斯筠新課標(biāo)要求1．體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程，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．通過查閱資料了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理，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。3．能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害，通過實(shí)驗(yàn)探究防止金屬腐蝕的措施。本復(fù)習(xí)課的教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能目標(biāo)（1）在氧化還原反應(yīng)的基礎(chǔ)上理解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。（2）能夠利用原電池和電解池的知識(shí)解答生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。2.過程與方法目標(biāo)（1）通過構(gòu)建原電池和電解池的模型，學(xué)生體會(huì)模型方法在學(xué)習(xí)中的運(yùn)用。（2）通過對原電池和電解池的比較，培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用對比等方法總結(jié)概括知識(shí)的能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)重視理論聯(lián)系實(shí)際，在解決生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題的過程中，讓學(xué)生深刻認(rèn)識(shí)到化學(xué)知識(shí)對人類生活和社會(huì)發(fā)展的重要作用，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，提高科學(xué)素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)復(fù)習(xí)重點(diǎn)：電池和電解池的工作原理復(fù)習(xí)難點(diǎn)運(yùn)用原電池和電解池的工作原理，分析新型電池的電極反應(yīng)以及生產(chǎn)和生活中的實(shí)際應(yīng)用。

教學(xué)策略學(xué)生常錯(cuò)點(diǎn)分析不少學(xué)生在解答電化學(xué)問題時(shí),常因不能正確判斷原電池的正負(fù)極、電解池的陰陽極、參加電極反應(yīng)的粒子及反應(yīng)類型而屢屢出錯(cuò)，學(xué)生普遍存在的問題是對電子流向、離子移動(dòng)方向搞不清,電極反應(yīng)類型記不住，電極方程式不會(huì)書寫,張冠李戴的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。究其原因是囫圇吞棗，死記硬背,僅用幾個(gè)常用的原電池和電解池例子代入來解決問題，而不是通過氧化還原的基本概念和理論去分析問題，缺乏對電化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的真正理解。為了使學(xué)生比較輕松而深刻地理解電化學(xué)知識(shí),提高分析問題和解決問題的能力,教師可引導(dǎo)學(xué)生抓住電化學(xué)知識(shí)的主線——電子。在氧化還原反應(yīng)知識(shí)基礎(chǔ)上，結(jié)合電學(xué)的知識(shí)，抓住電子的流動(dòng)方向進(jìn)行原電池和電解池原理分析。氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)就是電子的轉(zhuǎn)移，而學(xué)生從初中開始就接觸電學(xué)，對電路中電流的方向和電子流動(dòng)的方向有很深的記憶和理解，那么在復(fù)習(xí)電化學(xué)知識(shí)不妨從電子的流動(dòng)方向入手，分析得失電子，進(jìn)而得出電極類型、離子移動(dòng)方向、反應(yīng)類型、產(chǎn)物、電極方程式以及計(jì)算。模型構(gòu)建電極板電極板電解質(zhì)溶液電源電極板電極板電極板電極板電解質(zhì)溶液電源電極板電極板電解質(zhì)溶液

復(fù)習(xí)建議電化學(xué)知識(shí)點(diǎn)看似零散，如電極判斷、電極反應(yīng)式的書寫、離子的移動(dòng)、電解質(zhì)溶液的變化、新型電池的分析、金屬的腐蝕和防護(hù)、電鍍、電冶金、電解法制備某些物質(zhì)，裝置設(shè)計(jì)、環(huán)境保護(hù)等等，其實(shí)歸根結(jié)底所有的考點(diǎn)都是基本圍繞原電池和電解池的工作原理展開，只要深刻理解兩池的工作原理，這就能順利解決電化學(xué)的有關(guān)問題。單元復(fù)習(xí)課突出電化學(xué)方法的內(nèi)核（氧化還原反應(yīng)）和主線（電子），把零散的知識(shí)整合起來，學(xué)生掌握思考問題的一般步驟。原電池和電解池的工作原理立足氧化還原反應(yīng)，學(xué)生才能對原電池和電解池的工作原理有較深刻的理解。復(fù)習(xí)時(shí)可先復(fù)習(xí)有關(guān)氧化還原反應(yīng)的基本概念，然后以“典例→模型→應(yīng)用”模式展開學(xué)習(xí)。⑴典例簡單的雙液電池和電解池裝置分析，引導(dǎo)學(xué)生從得失電子的角度確定氧化劑和還原劑，逐步理清兩種裝置的區(qū)別、電子流動(dòng)方向與電極名稱、離子移動(dòng)方向、電極反應(yīng)式書寫、反應(yīng)類型、反應(yīng)產(chǎn)物等問題之間的關(guān)系。（2）模型經(jīng)過對各種典型的原電池和電解池的分析，抽象為模型圖，教師讓學(xué)生在原電池和電解池模型圖中標(biāo)出裝置名稱、電極材料、電極名稱、電子流動(dòng)方向、離子移動(dòng)方向、電極反應(yīng)、能量轉(zhuǎn)變等問題，并列表比較。學(xué)生在抽象模型和表格歸納對比中可清晰認(rèn)識(shí)原電池和電解池之間的關(guān)系。這樣有助于學(xué)生形成規(guī)律，往后再遇到新型的電池，問題也能迎刃而解。（3）應(yīng)用原電池和電解池的應(yīng)用范疇很廣，包括新能源、化學(xué)電源設(shè)計(jì)、金屬的腐蝕與防護(hù)、電鍍、電冶金、物質(zhì)的制備等等。練習(xí)題中不妨選擇一些有時(shí)代氣息的新型電池，與工業(yè)生產(chǎn)相聯(lián)系的題目。分析題目時(shí)，可引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用氧化還原反應(yīng)知識(shí)結(jié)合原電池和電解池的工作原理解決問題，并總結(jié)出分析電化學(xué)題目的一般步驟。電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式的書寫正確書寫電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式，首要的是清楚哪些粒子放電。這其實(shí)歸根結(jié)底就是氧化還原反應(yīng)的問題。作為氧化劑，得電子能力越強(qiáng)的粒子越先放電；作為還原劑，失電子能力越強(qiáng)的粒子越先放電。當(dāng)學(xué)生知道這些問題后就能判斷電極反應(yīng)的反應(yīng)物。關(guān)于放電順序，學(xué)生還是需要記憶某些粒子的放電規(guī)律。電解池：陽離子在陰極的放電順序正好與金屬活動(dòng)順序相反。順序突出記?。篈g＋、Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Na＋。在陽極陰離子的放電順序突出記?。航饘匐姌O(除Au、Pt)＞I>Br->Cl－＞OH－(堿、水)＞NO3－即可。同時(shí)要注意電極的種類不同造成不同的產(chǎn)物。判斷酸堿鹽水溶液的電解產(chǎn)物，首先讓學(xué)生自己寫電離方程式分析溶液中有哪幾種離子，根據(jù)放電順序判斷陽極、陰極應(yīng)出什么產(chǎn)物，然后自己寫電極反應(yīng)式、電解的化學(xué)反應(yīng)方程式?；A(chǔ)較好的學(xué)生，可建議他們歸納出有無氧氣或氫氣產(chǎn)生的四類電解質(zhì)水溶液電解規(guī)律，包括電解產(chǎn)物、方程式、適用范圍、溶液pH變化等。原電池：注意介質(zhì)，當(dāng)介質(zhì)不同時(shí)，電極反應(yīng)式不同，如鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕，燃料電池。燃料電池中一定是燃料作負(fù)極，氧氣做正極，且氧氣的電極反應(yīng)只有如下四種情況：①酸性介質(zhì)：O2＋4e－＋4H＋＝2H2O，②堿性或中性介質(zhì)：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，③固體氧化物熔融傳導(dǎo)O2－：O2＋4e－＝2O2－，④熔融碳酸鹽：負(fù)極O2＋4e－＋CO2＝CO32－（O2－與CO2反應(yīng)）。以上電極反應(yīng)式可讓學(xué)生結(jié)合具體例子書寫。除了根據(jù)原理分析，教師也可教授學(xué)生書寫電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式的方法：“一分為二（減），二合為一（加）”。題目給出電池總反應(yīng)式，學(xué)生只要書寫了較簡單的一極反應(yīng)的電極方程式，然后總反應(yīng)式減一極，可得另一極電極反應(yīng)式。反過來，知道電極反應(yīng)式，那么相加即可得電池總反應(yīng)式?；瘜W(xué)電源教學(xué)中應(yīng)把選修四第四章第2節(jié)給出的堿性鋅錳電池、鉛蓄電池、氫氧燃料電池的正負(fù)極材料、電極反應(yīng)及總反應(yīng)作為重點(diǎn)分析。課堂上分析一例，學(xué)生課后再對課本的例子逐一書寫電極反應(yīng)式，特別是燃料電池。近年的高考試題中也出現(xiàn)了實(shí)物圖電池，這類題設(shè)問方式很多，且靈活多變，這要求學(xué)生對原電池的工作原理有深刻的認(rèn)識(shí)，如2010年全國卷。雖然這些題命題材料很多很新穎，但殊途同歸，考查的內(nèi)容都是圍繞那幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行。課堂上有意識(shí)地涉及高考題，引導(dǎo)學(xué)生要充分利用實(shí)物圖，從實(shí)物圖獲取信息，提煉信息，例如電子流動(dòng)方向、離子移動(dòng)方向、電極反應(yīng)等等，從而正確解題，以后當(dāng)學(xué)生遇到背景新的題目時(shí)就不會(huì)覺得無從下手了。電化學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用電化學(xué)有關(guān)知識(shí)廣泛應(yīng)用在金屬腐蝕與防護(hù)、金屬冶煉、電鍍等方面。高考命題中，對于電化學(xué)專題，除了圍繞上述幾方面進(jìn)行，同時(shí)也會(huì)出既涉及新能源、環(huán)境保護(hù)、工業(yè)生產(chǎn)等熱點(diǎn)問題，以及利用電解原理實(shí)現(xiàn)用通常方法難以制備的物質(zhì)的制備等方面的內(nèi)容。將電化學(xué)有關(guān)知識(shí)應(yīng)用在化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷和分析、定量實(shí)驗(yàn)的操作要求、離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)問題分析、化學(xué)計(jì)算等方面，是高考命題的一個(gè)新的變化，復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)引起足夠的重視。例如：2010年四川理綜卷第27題，山東卷第29題。無論題目如何變化，形式如何新穎，只要學(xué)生對電化學(xué)的核心知識(shí)有正確的理解，那么就不難解答這些問題。課堂復(fù)習(xí)時(shí)可以結(jié)合具體例子展開，如比較鐵的腐蝕速度、防止鐵的生銹等，學(xué)生體會(huì)如何運(yùn)用電化學(xué)知識(shí)。習(xí)題選擇充分利用《學(xué)習(xí)與評(píng)價(jià)》的題目，學(xué)生水平比較好的可適當(dāng)增加一些高考題目。教學(xué)設(shè)計(jì)案例【環(huán)節(jié)一】本章知識(shí)系統(tǒng)梳理【引入】氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，而電化學(xué)就是利用氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)化。知識(shí)網(wǎng)絡(luò)圖【環(huán)節(jié)二】模型的建構(gòu)【回顧】那么如何利用氧化還原反應(yīng)分析電化學(xué)并應(yīng)用呢？氧化劑：反應(yīng)時(shí)化合價(jià)________，________電子，被________，發(fā)生________反應(yīng)；CuAgCuAgAgNO3溶液ONGYECuSO4溶液鹽橋（含瓊膠的

KCl飽和溶液）CCCCNaCl溶液⑴分析比較上述兩個(gè)裝置示意圖，指出裝置名稱。⑵標(biāo)出兩池電子流動(dòng)情況。⑶標(biāo)出兩池離子移動(dòng)情況。⑷分別標(biāo)出四個(gè)電極發(fā)生的反應(yīng)類型（氧化？還原？）。⑸分別標(biāo)出四個(gè)電極的名稱。（6）分析兩個(gè)裝置中能量的轉(zhuǎn)變（7）分別寫出以上兩個(gè)裝置的反應(yīng)現(xiàn)象（8）寫出以上兩個(gè)裝置的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式電極板電極板電解質(zhì)溶液電極板電極板電解質(zhì)溶液電極板電極板電解質(zhì)溶液電極板電極板電解質(zhì)溶液電源

[板書]歸納氧化還原反應(yīng)原電池（自發(fā)）電解池（外加電源）還原劑氧化反應(yīng)負(fù)極陽極（接正極）e—e—陰離子↑e—陰離子↑e—氧化劑還原反應(yīng)正極陰極（接負(fù)極）放電順序：作為氧化劑，得電子能力越強(qiáng)的粒子越先放電；作為還原劑，失電子能力越強(qiáng)的粒子越先放電【環(huán)節(jié)三】綜合應(yīng)用2010年我國《新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出“加強(qiáng)新能源、電動(dòng)汽車等低碳技術(shù)的開發(fā)和利用”。新型電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位，可用作節(jié)能環(huán)保電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池。錳酸鋰電池可用于電動(dòng)汽車。該電池充電時(shí)的工作原理如右圖所示。則下列說法正確的是（）A.充電時(shí)，錳酸鋰一極為陰極，接電源的負(fù)極B.可加入水溶液以提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性C.放電時(shí)，電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為

Li–e-==Li+D.放電時(shí)電池內(nèi)部Li+向石墨移動(dòng)（設(shè)計(jì)意圖：雖然該電池比較陌生，看似很難，但是通過讀圖，學(xué)生只要抓住兩個(gè)方面①該圖是充電過程原理，即電解池。②電極判斷，可通過電子的流動(dòng)方向或電極材料的性質(zhì)。即可順利判斷充電過程中電解池的陰極和陽極；從而判斷當(dāng)放電時(shí)電池的正極和負(fù)極、離子的移動(dòng)方向。通過已學(xué)的鋰的性質(zhì)得出電解液的性質(zhì)。）[投影]分析新型電池的一般步驟(1)判斷原電池還是電解池(2)確定電極(從電子流動(dòng)方向、化合價(jià)升降、電極材料等)(3書寫電極反應(yīng)式(注意介質(zhì))2.氫燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，而且對環(huán)境友好，所以具有廣闊的發(fā)展前途。氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)（電）能30％以上。在這種工藝設(shè)計(jì)中，相關(guān)物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關(guān)系如下圖所示，其中的電極未標(biāo)出，所用的離子膜都只允許陽離子通過。①圖中X、Y分別是、（填化學(xué)式），分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分?jǐn)?shù)a％與b％的大小；②分別寫出燃料電池B中正極、負(fù)極上發(fā)生的電極反應(yīng)正極：；負(fù)極：；③當(dāng)電路中有2mol電子通過時(shí)，生成的X的體積（標(biāo)準(zhǔn)狀況下）是。④這樣設(shè)計(jì)的主要節(jié)（電）能之處在于（寫出2處）、。（小結(jié)）分析步驟：判斷類別：A電解池，產(chǎn)生氫氣和氯氣；B燃料電池確定電極：B中氧氣為正極，則Y應(yīng)為負(fù)極，故Y為氫氣電極反應(yīng)式書寫：介質(zhì)時(shí)NaOH溶液，故正極：O2+4OH-+4e-==2H2O，負(fù)極電極反應(yīng)式可通過總反應(yīng)式-正極反應(yīng)式（設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生會(huì)寫在不同介質(zhì)下的燃料電池的電極反應(yīng)式。電解NaCl溶液與燃料電池相結(jié)合，學(xué)生體會(huì)在實(shí)際生產(chǎn)中節(jié)能環(huán)保的意識(shí)）3.我國近年大力發(fā)展水力發(fā)電。鋼鐵是水閘門、水輪機(jī)等的主要材料。鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材約占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。（1）鋼鐵在水溶液被腐蝕，你能用一個(gè)原理圖來表示這個(gè)過程嗎？（2）利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學(xué)防護(hù)。為減緩鐵的腐蝕，若開關(guān)K置于M處，則X可以選擇（）A、銅B、鈉C、鋅D、石墨其電極反應(yīng)式為。若開關(guān)K置于N處，也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應(yīng)該連接在直流電源的極上。（3）除了電化學(xué)腐蝕外，電鍍可使鐵與空氣、水等物質(zhì)隔離，防止鐵腐蝕。鍍銅可防止鐵制品腐蝕，請選擇以下藥品，設(shè)計(jì)一裝置在鐵上電鍍銅。藥品：鐵、銅、石墨