高中化學人教版化學反應原理第四章電化學基礎第三節(jié)電解池【全國一等獎】

第三節(jié)電解原理北京市第十中學楊義100072教材分析本節(jié)內容主要包括電解原理、電極的判斷和電極名稱、電極反應、放電的順序、電解原理的應用、電解池與原電池的區(qū)別等。這節(jié)內容與前面所學的原電池結合起來，就構成了中學化學中的電化學知識。而電化學知識是中學化學重要基礎理論之一，是無機化學中很重要的知識，它既涉及到理論知識，又與元素化合物知識密切相關。本節(jié)分兩課時完成，其中第一課時按教材的編排體系，為電解原理的研究,第二課時是電解原理的應用。教學目標：知識與技能：（1）理解電解原理和判斷電解池的陰、陽極以及兩電極的反應式和總反應；（2）掌握惰性材料做電極時，離子的放電順序。過程與方法：（1）通過設計、動手實驗，培養(yǎng)學生的觀察能力，加強基本操作訓練。（2）通過電解原理的分析、推理、研究、培養(yǎng)學生從現(xiàn)象到本質、從宏觀到微觀、從實踐到理論的自然科學思維方法。情感態(tài)度價值觀:（1）培養(yǎng)分析綜合的思維能力和求實、創(chuàng)新、合作的優(yōu)良品質。（2）了解科學研究和探索的基本思路，讓學生進行研究性學習。學情分析（1）學生的閱讀、理解能力一般，分析問題的能力、解決問題的能力和靈活運用知識的能力、遷移能力比較薄弱。從知識結構上看，學生已經(jīng)學習了原電池，因此學習電解原理，可以有效地進行實驗探究。（2）根據(jù)本節(jié)課的教學內容和教學特點，采用的是提出問題—探索分析—解決問題—遷移發(fā)展（再提出問題）的方法展開探索的過程。根據(jù)本節(jié)課的教學內容和教學特點，在教學中將電解氯化銅演示實驗改為學生探究實驗，將陰、陽極的放電順序設計為學生探究實驗，潛移默化地受到自然科學方法論思想的熏陶。教學重、難點：電解的基本原理和離子放電順序。教材的處理：為了使教學具有更強的邏輯性，體現(xiàn)探究精神，突出教學重點內容，對教材在教學程序上進行了調整：根據(jù)原電池的形成條件和學生以前學過的電解水的實驗，給出電解池的概念，讓學生自己總結電解池的形成條件，將演示實驗改為學生實驗探究電解原理。并且在講解放電順序時，以前都都是直接給出，這次改為學生自己設計實驗證明陰、陽極的放電順序。教學過程設計教師活動學生活動設計意圖（一）復習、提出問題階段【復習】請將氧化還原反應：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+，設計成原電池?！緦胄抡n】我們前面知道H2、O2和一定電解質溶液可組成燃料電池，生成水，在初中學過通過電解水又可得到H2、O2，那么電能如何能轉變成化學能呢？這就是本節(jié)課要共同探討的問題。學生獨立思考完成負極：Fe-2e-=Fe2+正極：Cu2++2e-=Cu電解質溶液：CuCL2、CuSO4【學生總結】原電池是把化學能轉化為電能的裝置。學生傾聽復習原電池的原理。培養(yǎng)設計實驗能力。為電解實驗做對照。提出學習方向。（二）知識學習階段【板書】第三節(jié)電解原理一、電解原理1、電解池：把電能轉化為化學能的裝置。【提問】（1）形成電解池的條件？（2）如何將上圖改裝成電解池？（3）如果只研究電流對電解質溶液的影響采用何種電極？【過渡】首先我們從以下探究實驗來探討電解原理?！咎骄繉嶒?】在剛才的實驗中連接電源電極均為碳電極，觀察現(xiàn)象。思考出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因。學生討論，總結：（1）形成條件：1）電源；2）電極；3）電解質溶液；4）閉合回路。（2）可連接電源，（3）可選擇惰性電極?！緦W生實驗】讓學生獨立完成電解氯化銅的演示實驗，觀察記錄實驗現(xiàn)象，并指出實驗操作中的一些錯誤操作加以糾正?，F(xiàn)象：與負極相連的電極上有紅色物質覆蓋。培養(yǎng)學生概括總結能力及口頭表達能力。培養(yǎng)學生動手能力，調動學生學習積極性，培養(yǎng)觀察能力，準確記錄實驗能力及團結合作精神?！究偨Y】電流通過電解質溶液時，在陰陽兩極發(fā)生了氧化還原反應?！景鍟?、電解：使電流通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應的過程，叫做電解?！締l(fā)引導】請大家根據(jù)實驗現(xiàn)象和氯化銅溶液的組成成分以及原有知識分析推斷兩極生成物的名稱?！居懻摗?．通電前溶液中存在哪些離子？這些離子是如何運動的？【討論】2．接通直流電后，原來的離子運動發(fā)生了怎樣的改變？3．有關離子在兩極發(fā)生何反應？【板書】3、電極的規(guī)定和電極反應式的書寫陽極：與電源正極相連的一極2Cl--2e=Cl2氧化反應陰極：與電源負極相連的一極Cu2++2e=Cu還原反應總反應化學方程式：CuCl2Cu+Cl2【概括】通俗記法，利用諧音。陽（極）—氧（化反應）與正極相連的電極產(chǎn)生大量有刺激性氣味的氣體，并能使?jié)駶櫟牡矸垲嵒浽嚰堊兯{。學生思考：產(chǎn)物為氯氣和銅討論分析、回答：1．通電前溶液中Cu2+、Cl-、H+、OH-，自由移動。2．通電后帶正電的Cu2+、H+向陰極移動；帶負電的Cl-、OH+向陽極移動。3．Cu2+在陰極得電子變成了單質Cu，Cl-在陽極失電子變成了Cl2學生記錄調動學生思維，分層次思考，有利于激發(fā)學習興趣，分析方法在教學中潛移默化地滲透。實現(xiàn)感性認識到理性認識的過程。加深記憶，培養(yǎng)興趣。【理論探究】CuCl2溶液中有自由移動的Cu2+、Cl-、H+、OH-，為什么只有Cu2+、Cl-得失電子，而H+、OH-卻不能在兩極得失電子呢？【設計實驗】根據(jù)所學知識設計實驗判斷下列粒子的還原性強弱。Cu、Cl-、Br-、I-、SO42-、OH-【教師分組】將學生分為兩大組做探究實驗2、3【探究實驗2】將實驗一中的陽極用銅電極代替，觀察現(xiàn)象?！咎骄繉嶒?】將實驗一中的溶液改為CuSO4溶液。觀察現(xiàn)象?！緦W生活動】思考。認為與離子的氧化性、還原性強弱有關。【學生活動】學生討論，分析可將銅電極代替石墨電極電解CuCl2溶液；和均用石墨電極電解硫酸銅溶液。學生動手實驗：實驗2：現(xiàn)象陽極無氣體產(chǎn)生，銅電極溶解；實驗3：兩電極均產(chǎn)生無色無味的氣體。調動學生處于積極思考狀態(tài)，培養(yǎng)思維能力創(chuàng)設問題情境激發(fā)學生求知欲望，培養(yǎng)學生設計實驗的能力、動手能力?！局v述】電解質溶液中離子在兩極上得失電子有一定順序，我們稱之為放電順序，放電順序涉及多種因素，在中學階段只要求掌握常見的一些物質或離子的放電順序。學生總結：陰極放電順序：按金屬活動性順序越不活潑的金屬其陽離子越容易得電子。陽極放電順序：金屬（除Pt、Au）>S2->I->Br->Cl>OH->含氧酸根。培養(yǎng)學生語言表達能力、協(xié)調能力和總結能力。【質疑】在電解過程中，電子是如何形成閉合電路的？【歸納】電子的方向與電流的方向相反從電源負極流出，流向電解池的陰極，陰極附近的Cu2+在陰極得電子被還原為銅，溶液中的陰離子定向移動，陽極附近的Cl-在陽極失電子被氧化為氯原子。氯原子結合形成氯氣分子，失去的電子從陽極流回電源的正極，從而形成閉合電路。看課本第64頁，歸納電子流動方向：電源負極→電解池陰極→電解質溶液→電解池陽極→電源正極創(chuàng)設問題情境激發(fā)學生求知欲望，使學生處于思考問題，探索問題的情境中，有利于訓練學生思維，調動學習積極性。【思考】我們知道金屬、電解質溶液都能導電，那么是由于什么原因？【小結】電解概念及電解的原理，理順知識，要求會判斷電解池的陰陽兩極，寫電極反應方程式，判斷發(fā)生氧化還原反應?；卮穑航饘賹щ娍孔杂呻娮拥亩ㄏ蛞苿?，移動過程不發(fā)生化學變化。電解質溶液導電是陰陽離子的定向移動，在兩極發(fā)生氧化還原反應。明確應該掌握的內容?！咀鳂I(yè)】學案相應習題。鞏固所學知識教學后記本課時主要采用了實驗、比較、探究等教學方法。這樣做的理由是：1.可使學生對原電池和電解池的反應原理理解得更深入，更透徹，可有效地避免學生對二者的混淆。2.用實驗做為理論的依據(jù)，可直觀、形象地說明抽象的道理。在本講中用電腦、投影等模仿溶液中離