《电解原理的应用》教学设计

《电解原理的应用》教学设计
一、教学内容分析 本节内容位于选择性必修模块1化学反应原理的第一章第3节电能转化为化学能——电解《电解原理的应用》 1.内容要求 认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用； 了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用； 2.学业要求 本节内容的设置旨在让学生在建构电解池模型、把握电解原理的基础上，利用电解原理工具解决实际生产和生活的问题，以深化学生对电解原理的理解，培养学生的“证据推理与模型认知”学科素养；并使学生体会电解原理对人类社会的贡献，体会化学学科与生产生活密切相关，培养学生的“科学精神与社会责任”学科素养。 同时，旧版教材在本节末利用表格的形式对比原电池和电解池，新版教材删除了该表格，而是渗透到整个章节中进行比较，体现了大单元教学的整体性。
二、学情分析 1.在高一已经开始接触学习过氧化还原的的知识，并且通过上学期电化学部分的学习，学生已初步建立了电解池模型，把握了电解池的基本原理，为本次复习打下了还不错的基础。 2.学生对电解在现代科技领域的应用感兴趣，有助于提高学生的学习积极性。 3.经过两个多月选修三有机化学基础的学习，电解池这板块的知识相隔时间较远，遗忘较多。 4.学生对于特定情境下稍复杂的电解体系分析尚有不足，将电解原理结合于实际应用的能力尚有欠缺，对于电解原理对人类社会贡献的体会不深。
三、学习目标 总体目标通过高考题赏析，及高二期末考试特点，明确考向，对电解池基本常识进行回顾并查漏补缺。制定出本节课3个学习目标 1.通过做读背卷，做电解原理基础习题卷，并对集中错题进行深化巩固，回顾电解池基本原理； 2.结合氧化还原反应原理和电解池放电规律，正确书写电极反应和总反应方程式； 3.过对电解三大应用的回顾及依托高考题的膜技术分析，让学生感受电解原理应用于生活、生产的重要意义，让学生体会电解工业的社会效益和经济效益，培养环保意识。 重难点： 1.通过做读背卷，做电解原理基础习题卷，并对集中错题进行深化巩固，回顾电解池基本原理； 2.结合氧化还原反应原理和电解池放电规律，正确书写电极反应和总反应方程式；
四、评价任务 1.通过上课提问和课前作业本默写常见物质的电极反应方程式，诊断学生对电解原理掌握程度； 2.通过做电解基础反馈练习，诊断学生易混点，易错点，小组互相讨论，挑选中等层次学生讲解，教师补充，深化，变式题练习，诊断易混点，易错点掌握情况。 3.通过对高考真题应用情境下的电极反应式与总反应方程式的书写，诊断和发展学生证据推理能力和模型认知素养；
五、教学评活动过程 环节一：【课堂引入】 教师活动： (教学环节中呈现的学习情境、提出驱动性问 题、学习任务类型等) 分析近五年内高考真题，每年必考的电化学部分处在选择题第12或者第13题，有时也会在二卷再次呈现，比如20年第26题以氯气及其含氯化合物为背景考查电化学方程式书写和计算。 问题：电解池在高考真题中喜欢考查哪些方面呢？ 学生活动： (学生在真实问题情境中开展学习活动，与教的环 节对应) 学生：认真聆听，明确这块知识在高考中的考查题型。跟随高考题选项自行说出考查方向 答：阴阳极判断，电极反应式及总反应，转移电子数相关计算，离子浓度，Ph变化，溶液质量，交换膜分析。
环节二：展示考点，知识回顾 教师活动： 展示考点 问题1：电解池的构成条件是？ 追问1：由电解池模型图，请说出这里面的闭合回路是怎样形成的？ 问题2：电解池阴、阳极的判断方法？ 跟踪练习1： 问题3：阴阳极放电顺序？ 强调阳极关注电极材料，注意电极自身放电 学生活动： 答：(1)有外接直流电源 (2)有与电源相连的两个电极 (3)形成闭合回路 (4)电解质溶液或熔融电解质 答：外电路电子移动，内电路离子移动 答： 答：第一个装置：A为阴极，B为阳极 第二个装置：C为阳极，D为阴极 第三个装置：电极A为阴极， 电极B为阳极 答：阴极阳离子放电，Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋（酸）>Fe2＋>Zn2＋>H＋（水）>Al3＋>Mg2＋>Na＋>Ca2＋>K 阳极：活泼电极（Fe、Cu、Ag等），电极材料本身失电子，Fe-2e-=Fe2+ ；Cu-2e-=Cu2+ ；Ag-e-=Ag+ ，惰性电极（Pt、C等），溶液中的阴离子失电子 S2－>I－>Br－>Cl－>OH－(碱、水)>最高价含氧酸根离子（CO32- 、 NO3-、 SO42-）
环节三：电极反应式书写 教师活动： 过渡语：原理先行，但是解题更注重学以致用，不难发现，很多选项的考查都是依托于电极反应式来考察，现在我们找位同学回顾电极式书写方法： 例1：（2021·河北卷16题节选）以铝材为阳极，电解H2SO4溶液，在铝材表面形成氧化膜， 阳极反应式： ； 阴极反应式： ； 总反应方程式： ； 2. 用惰性电极电解饱和NaHSO4溶液可以制备过硫酸钠Na2S2O8。已知在阳极放电的离子主要为HSO4—，则阳极反应式为 。 教师对评价的学生进行点评，补充。 深化应用：结合《电解基础反馈卷》高频错题选择题7、8突破电解质复原问题。 7．用石墨电极电解溶液，当为时，停止电解，欲使电解质溶液恢复到原状态，应加入适量的 A． B． C． D． 8．用石墨电解电解硫酸铜溶液一段时间后，向所得溶液中加入0.1molCu2(OH)2CO3后，恰好使溶液恢复到电解前的浓度。则电解过程中转移电子的物质的量为 A．0.3mol B．0.4mol C．0.6mol D．0.8mol 【教师引导】根据“析出什么加什么”的电解液恢复原则，第7题加CuO，CuCO3都行，那第八题加入Cu2(OH)2CO3，你能从中提取哪些信息？ 学生活动 答：先非氢非氧元素守恒，O守恒，补H2O， H守恒，补H+ ， 电荷守恒，补得失多少电子 （若为碱性，补OH-，中和H+。） 挑选两个学生演板，其余学生写到作业本上，时间3分钟，做完学生纠错讲解评价，总结易错点同桌交换批改。 学生讨论2分钟对比两题不同点及解题思路，突破口，学生代表讲解第一道题。 学生根据分析，得出结论，为后面推出转移电子做铺垫，1分钟再讨论，学生讲解，补充。
环节四：电解原理应用 教师活动： 离子交换膜法电解饱和食盐水原理示意图 问题1：请说出装置进出口原料和产物？ 问题2：中间膜是什么膜？作用？ 问题：电镀和电解精炼铜的区别和相同点 学生活动 答： 离子交换膜作用：使特定离子通过，平衡电荷，使制备物质更纯净。 答：都为活性阳极，自身放电，阴极电极反应式为：Cu-2e-=Cu2+，电镀一段时间后，电解液浓度基本不变。电解精炼铜一段时间后，电解液浓度降低。
环节五：建立分析电解原理的思维模型 教师活动： 问题：分析电解原理题的思路？ 学生活动 答： 1.判断阴阳极 2.分析离子构成 3.确定放电顺序 4.书写电极反应 5.对应分析解题 学生质疑，讨论解决
环节五：课堂小结 教师活动： 通过本节课，我们对电解在实际生产中的应用已经有了一定认知，无论是膜技术，合适电极选择，都是服务于生产需要，使用电解来制备生产新物质这种途径已经在社会生产中发挥着巨大作用。回到解题方面我们需要进一步强化 电解原理思维模型 课堂升华： 由于这部分考题在高考中主要以选择题形式呈现，可以利用快速解题策略，面对这类型的单选题，先筛选出简单选项（工作原理类）和复杂选项（计算膜技术等）如果简单选项已经符合答案，快速解题，不再看复杂选项。 学生活动 当堂练习： 1．如图所示，甲池的总反应式为，下列关于该电池工作时的说法正确的是 A．该装置工作时，Ag电极上有气体生成 B．甲池中负极反应式为 C．甲池和乙池中的溶液的均减小 D．当甲池消耗时，乙池理论最多产生固体 2．高铁酸盐作为一种对环境友好和高效的强氧化剂，在水处理等方面展示了良好的应用前景。高浓度高铁酸钠溶液的制备可采用电合成的方法，如下左图，泡沫镍作阴极、铁丝网作阳极，电解液为2.0mol·L-1的NaOH溶液。下列说法正确的是 A．工作时，阳极附近的pH增大 B．交换膜为质子交换膜 C．阴极反应式：4OH-+4e-=2H2O+O2↑ D．阳极反应式：Fe-6e-+8OH-=+4H2O
六、板书设计 电解原理及应用 思维模型： 判断阴阳极 分析离子构成 确定放电顺序（注意活性阳极自身放电） 书写电极反应（环境） 对应分析解题
七、作业与拓展学习设计 碳酸二甲酯[]是一种具有发展前景的“绿色”化工产品。以液态和气体为原料，电化学合成碳酸二甲酯的工作原理如上右图所示。下列说法不正确的 A．左室电极与直流电源正极相连 B．H+由右室通过质子交换膜向左室移动 C．电解时，阴极和阳极消耗气体的物质的量之比为 D．左室电极上发生的电极反应为：
八、特色学习资源分析、技术手段应用说明 运用智慧白板和蒙层制作ppt，增加趣味性
九、教学反思与改进(教与学的经验性总结，基于学情分析和目标达成度进行对比反思，教学自我评估与 改进设想) ①通过本节课的教学，学生对电解的基本原理进行了知识回顾，查漏补缺，但仍需读背和滚动提问，及时复盘。 ②学生在运用基本原理解题的过程中，展现出了较强的证据推理和模型认知学科素养，但在碰到工业的电解生产制备新物质的真实新情境时，心理上有所畏惧。仍需要加强情境类对应习题训练。 ③教学过程中，学生的积极参与和讨论能力得到了提升，但在细节处理方面特别是临场快速解题策略方面仍需加强培训和指导。