《電解原理及其應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)反思教學(xué)應(yīng)用教學(xué)反思電解

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1、《電解原理及其應(yīng)用》教學(xué)設(shè)計(jì)和教學(xué)反思 福清一中 吳國海 1．教學(xué)內(nèi)容分析 本節(jié)課對應(yīng)內(nèi)容是蘇教版高中化學(xué)《化學(xué)反應(yīng)原理》（選修）專題一化學(xué)反應(yīng)與能量變化第二單元《化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化中電解的原理及應(yīng)用》中的一節(jié)內(nèi)容。該內(nèi)容是高中化學(xué)中電化學(xué)的重要組成部分，是高中化學(xué)教學(xué)的一個重點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了原電池的相關(guān)知識在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步學(xué)習(xí)電解知識符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，同時(shí)學(xué)習(xí)好該部分內(nèi)容，為進(jìn)一步學(xué)習(xí)電解的應(yīng)用提供良好的知識平臺。本節(jié)課安排四個活動，一是[交流與討論]電解熔融態(tài)氯化鈉；二是[活動與探究]電解氯化銅溶液；三是[交流和討論]電解飽和食鹽水；四是[觀察與思考]電鍍銀的工作原理。其目

2、的是幫助學(xué)生理解電能轉(zhuǎn)化化學(xué)能的條件和方法。 2．學(xué)生學(xué)習(xí)情況分析 高二學(xué)生求知欲望較強(qiáng)，邏輯思維正在日趨發(fā)展中，但理論知識學(xué)習(xí)上仍需借助感性材料的支持。對于一些相似原理，概念的辨別能力還不夠，容易產(chǎn)生混淆現(xiàn)象。 在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，通過實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生自主探究、通過對現(xiàn)象的觀察，問題的討論，促使學(xué)生主動獲取知識，同時(shí)消除學(xué)生對理論的抽象感和乏味感。學(xué)生在上一節(jié)學(xué)習(xí)了原電池的概念，掌握負(fù)極、正極的概念及其電極反應(yīng)的書寫，自然引出電解池的內(nèi)容，但學(xué)生學(xué)到電解池后和原電池比較容易搞混，所以應(yīng)注意強(qiáng)調(diào)：原電池的電極為正極、負(fù)極。電子流出的電極為負(fù)極，電子流入為正極；而電解池的電極稱為

3、陰極、陽極。無論電解池、原電池都發(fā)生氧化還原反應(yīng)，所在教學(xué)中要注意強(qiáng)調(diào)：負(fù)極和陽極發(fā)生氧化反應(yīng)而正極和陰極發(fā)生還原反應(yīng)，應(yīng)提醒學(xué)生注意辨析。 3．設(shè)計(jì)思想 中學(xué)化學(xué)課教學(xué)設(shè)計(jì)規(guī)范指導(dǎo)意見指出：“課堂教學(xué)要提供盡可能充足的實(shí)驗(yàn)或數(shù)據(jù)等化學(xué)事實(shí)”。本節(jié)主要使用實(shí)驗(yàn)探究法進(jìn)行教學(xué)。從教材的內(nèi)在聯(lián)系和學(xué)生認(rèn)知能力的實(shí)際出發(fā)，設(shè)定情景，提出問題；分析問題，提出假設(shè)；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假設(shè)；分析結(jié)果，得出結(jié)論。考慮到學(xué)生的現(xiàn)有水平，由教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案，明確重點(diǎn)觀察的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題、總結(jié)規(guī)律、獲得新知。本節(jié)整個教學(xué)過程要充分體現(xiàn)以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)的教學(xué)思想，教師只起導(dǎo)演的作用，放手讓學(xué)

4、生去探究；通過分組實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神。本人采用實(shí)驗(yàn)探究的教學(xué)模式，教學(xué)過程中注重為學(xué)生創(chuàng)設(shè)問題情境，注重引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。讓學(xué)生在動手親身體驗(yàn)中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中思考，真正做到轉(zhuǎn)變學(xué)生被動學(xué)習(xí)為主動去學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)以學(xué)生的科學(xué)探究能力為主的新課程教學(xué)理念。 4．教學(xué)目標(biāo) 1． 知識與技能： （1）理解電解的原理，掌握電解池的構(gòu)成條件及電極反應(yīng)的書寫。 （2）通過實(shí)驗(yàn)探究出離子的放電順序以及不同的電極材料，陰、陽極上產(chǎn)物的判斷。 2．過程與方法： 通過實(shí)驗(yàn)操作及對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析和推理，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，形成一定的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?，觀察能力、和思

5、維能力。 3． 情感態(tài)度與價(jià)值觀： 通過實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法，滲透由現(xiàn)象看本質(zhì)、由個別到一般、由一般到特殊的辯證唯物主義觀點(diǎn)。 5．教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn) 【教學(xué)重點(diǎn)】 電解池的工作原理 【教學(xué)難點(diǎn)】 離子放電順序，非惰性電極作陽極時(shí)產(chǎn)物的判斷 【教學(xué)方法】 多媒體輔助教學(xué)、分組實(shí)驗(yàn)探究法（分為28小組）、對比法、閱讀討論法 6．教學(xué)過程設(shè)計(jì) ［板書］一、電解池的工作原理 [設(shè)問]：我們知道常溫下，金屬鈉能和氯氣反應(yīng)；鋁也能和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成氯化鈉和氧化鋁。工業(yè)上用NaCl和Al2O3為原料生產(chǎn)金屬鈉和鋁，工業(yè)上是如何實(shí)現(xiàn)這個轉(zhuǎn)化的？ ［學(xué)生回憶］：用電解的

6、方法。 [介紹]：圖1-20 電解熔融態(tài)氯化鈉的原理圖； 通電前, Na+ Cl- 在無規(guī)則自由運(yùn)動. 通電后, Na+向陰極(與電源負(fù)相連)移動,Cl+向陽極(與電源正相連)移動. ［講述］：為了與原電池的兩電極區(qū)別，我們把與電源正極相連的電極稱為陽極，與負(fù)極相連的電極稱為陰極。 ［板書］： 陽極：與電源的正極相連。 陰極：與電源的負(fù)極相連。 ［學(xué)生活動］：寫出陽極和陰極的電極反應(yīng)式并分析電解過程中電流和電子流向。 陽極：2Cl-－2e-==Cl2↑ (失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)) 陰極：2Na＋＋2e-==2Na （得到電子發(fā)生還原反應(yīng)） 總反應(yīng)：2Na

7、Cl === 2Na＋Cl2↑ ［講述］:通過以上分析你能明白什么是電解，什么是電解池嗎？ ［板書］：1、電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極上引起氧化還原反應(yīng)的過程。 2、電解池：把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置。 ［設(shè)計(jì)意圖］：教會學(xué)生書寫電極反應(yīng)式，順理成章引出電解的概念 ［回憶］： 教師［投影］根據(jù)提供的儀器（燒杯、導(dǎo)線、靈敏電流計(jì)等）和藥品（鋅、石墨碳棒、氯化銅溶液等），你能否設(shè)計(jì)成原電池，若能，請組成一個原電池裝置并寫出電極反應(yīng)和總反應(yīng)。 ［設(shè)計(jì)意圖］：復(fù)習(xí)相關(guān)電化學(xué)舊知識，為學(xué)習(xí)新知識做好鋪墊與即將學(xué)習(xí)的新知識形成對比。學(xué)生：思考交流，得出結(jié)論，能組成原電

8、池：碳－鋅－氯化銅原電池。 ［學(xué)生活動］：上臺組裝，并書寫電極反應(yīng)碳－鋅－氯化銅原電池。 負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+ 正極：Cu2++2e-=Cu 總反應(yīng)：Zn+Cu2+== Cu+Zn2+ ［教師］：點(diǎn)評并與學(xué)生一起簡單回憶原電池的原理與構(gòu)成條件。 ［活動與探究］ ［投影］：思考題：若將組裝的原電池中的兩個電極都改為碳棒，同時(shí)外加一個直流電源組成一個閉合回路，請你預(yù)測一下可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 ［學(xué)生］：相互交流，討論并說出可能產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 ［設(shè)計(jì)意圖］：激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知的欲望，產(chǎn)生認(rèn)知方面的需求。 ［講述］：請大家完成實(shí)驗(yàn)1

9、-22，仔細(xì)觀察并記錄好實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 ［學(xué)生探究活動］：分組實(shí)驗(yàn)，教師逐組巡視，并為學(xué)生提供知識幫助，及時(shí)解決學(xué)生的有關(guān)問題。 ［學(xué)生］：認(rèn)真實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并開始思考，討論產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因。 ［教師］：點(diǎn)評實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的情況，描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 ［學(xué)生回答］：陰極石墨碳棒上有一層紅色物質(zhì)析出，說明有銅生成； 陽極石墨碳棒有刺激性氣體產(chǎn)生，該氣體可使?jié)駶櫟牡饣浀矸墼嚰堊兯{(lán)色，則說明有氯氣生成，同時(shí)溶液的顏色逐漸變淺。 ［設(shè)問］：通過觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，說明了什么問題？ ［師生小結(jié)］：投影，通過以上實(shí)驗(yàn)說明氯化銅溶液受到電流的作用，在導(dǎo)電的同時(shí)發(fā)生了化學(xué)變化，生成銅和氯氣。 ［講述

10、］：氯化銅溶液在電流的作用下會分解成銅和氯氣呢？ ［板書］：電解氯化銅溶液原理分析 ［投影］：請大家思考并討論如下問題： （1） 通電前，CuCl2溶液中存在那些離子？這些離子作如何的運(yùn)動？ （2） 通電后，溶液中的離子運(yùn)動有何變化？為什么？ （3） 電源接通后，電路中的電子流向如何？當(dāng)陰、陽離子移向電極表面時(shí)，哪些離子發(fā)生了變化？ （4） 你能寫出兩個電極上發(fā)生的反應(yīng)并指出反應(yīng)的類型嗎？總反應(yīng)如何呢？ ［設(shè)計(jì)意圖］:教師設(shè)計(jì)探究性的問題逐步層層引導(dǎo)學(xué)生思考，最終讓學(xué)生理解氯化銅在電流作用下發(fā)生變化的原因，從而理解電解的原理。 ［學(xué)生］：學(xué)生分組討論，老師及時(shí)點(diǎn)評。 ［教師］

11、：鏈節(jié)flash動畫，讓學(xué)生對以上問題分析加深感性認(rèn)識。 ［學(xué)生］：學(xué)生完成陰、陽兩極上的電極反應(yīng)，并指出反應(yīng)類型。 ［板書］：陽極：2Cl-－2e-=Cl2 ↑ (氧化反應(yīng)) 陰極：Cu2＋＋2e-=Cu （還原反應(yīng)） 總反應(yīng)：CuCl2===Cu＋Cl2↑ ［設(shè)問］：根據(jù)以上電解氯化銅的裝置，以及對比原電池的構(gòu)成條件，你能否總結(jié)出電解池的一般構(gòu)成條件？ ［學(xué)生］：學(xué)生相互討論，學(xué)生回答。 ［板書］：3、電解池的構(gòu)成條件 （1） 有兩個電極（活性可相同，也可不同） （2） 有電解質(zhì)溶液 （3） 有外加直流電源，并形成閉合回路 ［設(shè)計(jì)意圖］：通過教師的誘導(dǎo)，使問

12、題逐層分解開來，最終完成電解原理的探究的學(xué)習(xí)。 ［啟發(fā)思維］：其它條件不變，若將CuCl2溶液換成NaCl溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，你能預(yù)測可能的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象嗎？ ［學(xué)生回答］：思考回答，陽極上應(yīng)該有氯氣生成，溶液中由于Na+濃度比H+大，陰極上應(yīng)有金屬鈉生成。 ［講述］：結(jié)論到底怎樣，請大家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 ［學(xué)生探究］：學(xué)生實(shí)驗(yàn)，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。 ［學(xué)生回答］：陽極上生成可使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{(lán)的氣體是氯氣，陰極上產(chǎn)生的氣體是氫氣。） ［板書］：陽極：2Cl-－2e-=Cl2↑ (氧化反應(yīng)) 陰極：2H＋＋2e-= H2↑ （還原反應(yīng)） 總反應(yīng)：2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+

13、H2↑＋Cl2↑ ［講述］：根據(jù)以上兩個實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)的結(jié)論你能得出離子的放電先后又主要決定于什么嗎？ ［學(xué)生回答］：離子的放電先后應(yīng)是由離子的氧化性強(qiáng)弱決定的，因?yàn)镹a＋、H＋、Cu2+三者的氧化性逐漸增強(qiáng)，所以最先放電是Cu2+其次是H＋。 ［設(shè)計(jì)意圖］：讓學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知上的沖突，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生積極思考，讓學(xué)生在問題的解決中建構(gòu)新知識。 ［師生小結(jié)］：共同總結(jié)離子放電的先后順序。 ［板書］：離子的放電順序 陰極上放電順序（得電子能力）Cu2+﹥H+﹥Na+ 陽極上放電順序（失電子能力）Cl-﹥OH-﹥（含氧酸根） ［講述］：教師對上述離子放電順序作簡單得說明。 ［ 提升認(rèn)識

14、］ ［投影］：問題討論：以上得出的放電順序都是以石墨為電極，若改用其它的電極材料（如銅或鋅），電解CuCl2溶液實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象會相同嗎？請大家通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步探究說明。 ［學(xué)生探究活動］分2組完成，統(tǒng)一匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 電解質(zhì)溶液 電極名稱 電極材料 現(xiàn) 象 CuCl2溶液 陰極 C 陽極 Cu CuCl2溶液 陰極 Cu 陽極 Zn ［學(xué)生］：實(shí)驗(yàn)結(jié)論（陰極上的放電順序與電極材料無關(guān)，陽極上的放電先后與電極材料有關(guān)。 ［講述］：陽極上的放電情況與電極材料有關(guān)，當(dāng)電極材料為活動金屬電極（除Au、Pt、C）首先是電極材料自身受到電流的作

15、用溶解放電，溶液中的陰離子不失電子；當(dāng)活性電極作陰極時(shí)不會溶解放電。如果有興趣的同學(xué)，可上網(wǎng)查詢進(jìn)一步了解原因。 ［設(shè)計(jì)意圖］：通過探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生進(jìn)一步了解陽極材料的不同對陽極上放電的影響，為學(xué)習(xí)銅的精煉以及電鍍作好知識的鋪墊。 ［教師］：電鍍是應(yīng)用電解的原理在某些金屬和非金屬材料表面渡上一薄層其它金屬或合金的過程。 ［講述］：電鍍注意事項(xiàng)：（1）陽極：鍍層金屬。陰極：待鍍的金屬制品。電鍍液：用含有鍍層金屬離子的溶液。（2）陰極：必須可以導(dǎo)電，且表面潔凈、光滑。（3） 實(shí)質(zhì)：陽極參加反應(yīng)的電解 用硝酸銀做電解質(zhì)溶液在銅片表面鍍銀的實(shí)驗(yàn)： 陽極：Ag- e -== Ag+ 陰極：A

16、g++ e -== Ag 陽極的銀（鍍層金屬）不斷減少，陰極的銀（鍍件）不斷增加，減少的銀和增加的銀的年質(zhì)量相等。電解質(zhì)溶液中的硝酸銀含量保持不變。 [整理與歸納]原電池和電解池的比較： （1）電極名稱：原電池的電極叫正、負(fù)極，電解池叫陰、陽極。 （2）電極反應(yīng)：都是發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 （3）能量轉(zhuǎn)化形式：原電池是將內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；而電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 [板書設(shè)計(jì)] 電解原理及其應(yīng)用 1、電解：使電流通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極上引起氧化還原反應(yīng)的過程。 2、電解池：把電能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能的裝置。 （1）電解熔融態(tài)氯化鈉的原

17、理 陽極：2Cl-－2e-==Cl2↑ (失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)) 陰極：2Na＋＋2e-==2Na （得到電子發(fā)生還原反應(yīng)） 總反應(yīng)：2NaCl =電解= 2Na＋Cl2↑ （2）電解氯化銅溶液原理分析： 陽極：2Cl-－2e-=Cl2 ↑ (氧化反應(yīng)) 陰極：Cu2＋＋2e-=Cu （還原反應(yīng)） 總反應(yīng)：CuCl2=電解=Cu＋Cl2↑ （3）電解氯化鈉溶液原理分析： 陽極：2Cl-－2e-=Cl2 ↑ (氧化反應(yīng)) 陰極：2H＋＋2e-= H2 ↑ （還原反應(yīng)） 總反應(yīng)：2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+ H2↑＋Cl2↑ 離子的放電順序：陰

18、極上放電順序（得電子能力）Cu2+﹥H+﹥Na+ 陽極上放電順序（失電子能力）Cl-﹥OH-﹥（含氧酸根） （4）用硝酸銀做電解質(zhì)溶液在銅片表面鍍銀的實(shí)驗(yàn)： 陽極：Ag- e -= Ag+ 陰極：Ag++ e -= Ag 3、原電池和電解池的比較： （1）電極名稱：原電池的電極叫正、負(fù)極，電解池叫陰、陽極。 （2）電極反應(yīng)：都是發(fā)生氧化還原反應(yīng)。 （3）能量轉(zhuǎn)化形式：原電池是將內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能；而電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 [教學(xué)反思]：本節(jié)課是在學(xué)生學(xué)完原電池的基礎(chǔ)上來學(xué)習(xí)電解的原理及其應(yīng)用，我在授課過程中主要采用了和原電池對比的方法，使學(xué)生在腦海里形成對兩種裝置的清晰認(rèn)識，使知識在學(xué)生頭腦里系統(tǒng)化、網(wǎng)絡(luò)化。同時(shí)采用實(shí)驗(yàn)探究的方法，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究的能力，培養(yǎng)發(fā)散思維和合作意識。 6