4.2 电解池 教学设计 高中化学 人教版（2019） 选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.2 电解池 教学设计 高中化学 人教版（2019） 选择性必修1 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 74.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-05-01 11:51:59 | ||
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文档简介
第四章第三节电解池教学设计
一、教材分析
本节内容是人教版选修4《化学反应原理》第四章电化学基础第三节电解池，教材主要介绍了电解原理以及电解原理的应用。电解是中学化学理论体系不可缺少的一部分，是氧化还原反应、原电池、电离等知识的综合运用。
本节内容分为三个部分：电解原理、电解反应规律和电解原理的应用。我把本节内容安排为三课时完成，本设计为第一课时。
二、学情分析
学生已经掌握了电解质溶液导电、氧化还原理论、原电池的相关知识，明确了如何利用能够自发进行的氧化还原反应将化学能转变为电能。所以学生学习电解原理在分析问题时有一定的知识储备。但是对于理解电解池工作原理可能存在着一定的困难。
三、教学目标
1．理解电解原理；
2．掌握阴阳离子放电顺序；
3．能书写石墨电极条件下电解的电极反应式及总反应式。
4．通过电解实验的宏观现象引导学生分析微观电解原理；
5．通过分析惰性电极电解氯化铜溶液探究放电顺序。
教学重点：阴、阳离子的放电顺序和书写简单的电极反应。
教学难点：电解原理。
教学设计思路：依据教材，结合学生的实际情况，为了突出重点，突破难点，更好的完成本节教学目标，我设计了五个教学环节，四个思考讨论。使学生对电解原理的认识由初步认识——进一步认识——正确理解——电解原理应用，由浅入深，层层深入，符合学生的认知规律。
教学过程
环节1创设情景，引入新课。（2分钟）
投影展示：1799年，当意大利人发明了最原始的电池——伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。1807年，当英国化学家戴维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时，奇迹终于发生了，在阴极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色的火焰。这就是发现钾元素的主要过程，当时在社会上引起了轰动。他随后用电解法又相继发现了钠、钙、锶、钡、镁、硼、硅等元素，戴维成为发现化学元素最多的人。这其中的奥妙是什么呢？电解时，物质的变化是如何发生的呢？……”
设计意图：调动学生学习的积极性，激发学生求知欲望。
要想学会、学好电解原理，还需要一定基础知识，共同回顾一下和本节联系较广的知识：
复习巩固，新旧衔接。（3分钟）
1．什么是电离？写出氯化铜、水的电离方程式。
2．原电池及构成条件？
3．原电池电子的流动方向？
设计意图：共同回顾和本节联系较广的知识，查明学情，了解学生基础，为电解池的学习提前做好知识的衔接和铺垫。
环节2实验探究，发现问题 （10分钟）
投影展示：
［实验目的］通过电解氯化铜溶液，探究电解原理。
［实验用品］U形管、镊子、小试管、碳棒、导线、直流电源、氯化铜溶液、KI—淀粉试纸、蒸馏水。
目 的 实验步骤及内容 实验现象
探究反应条件 1．在盛有CuCl2溶液的U型管内插入两根碳棒，并用导线相连，观察现象。
2．将两根碳棒分别跟8V～10V直流电源的两极相连，接通电源，观察现象。
【演示实验】
【思考讨论1】
1、推测探究1、探究2可能的实验现象及原因。
2、演示实验验证，通过实验验证推测的结论。
3、KI—淀粉试纸的作用？
4、分组讨论，回答下列问题
离子在电极上发生了什么反应？请结合实验现象写出相应的电极反应。
阴极： ，反应类型： 反应。
阳极： ，反应类型： 反应。
总反应： 。
设计意图：在探究电解池工作原理的实验中，增加一个对比实验，以突出电流对阴、阳两极发生化学反应的影响，并区别于原电池。通过猜测—实验验证，学生对实验现象的观察、思考、分析、归纳，能够正确写出电极方程式，对电解的原理形成初步的认识。教师进一步引导学生发现问题：溶液中有多个离子，为什么阴极只有Cu2+得电子，而不是H+；阳极上是Cl－失电子，而不是OH－呢？这与什么因素有关？
环节3理论分析，突破难点 （15分钟）
请同学们带着下面问题，阅读教材P79-80，然后分组讨论交流。
【思考讨论2】
1．通电前，溶液中存在哪些离子？离子如何运动？
2．通电后，离子如何运动？
3．通电后，电子如何运动？
4．电解氯化铜溶液时如何形成闭合回路的？
5．什么是电解、什么是电解池？
学生活动：学生阅读并讨论交流
教师活动：总结提升，得出结论，强调Cu2+得电子能力（氧化性）强于H+，Cl－失电子能力（还原性）强于OH－。同时引导学生画出电解氯化铜电子和离子的移动方向平面图。
设计意图：通过对电解氯化铜溶液微观实验分析，培养学生透过现象看本质的哲学思想。学生对电解原理有了进一步的理解。同时进一步引导学生发现新的疑问：如果把氯化铜溶液换成其他电解质溶液时，放电顺序和电极反应又是怎样的？
【思考讨论3】在石墨电极条件下，如果溶液里有多个阴、阳离子，谁先放电？
学生活动：学生通过已有的氧化还原反应知识，举例说明常见阳离子Fe3+ 、Cu2+、 H+、 Fe2+氧化性的强弱，常见阴离子S2-、 I- 、Br- 、Cl- 还原性强弱。
教师活动：引导学生用自己熟悉的氧化还原反应方程式，理解得失电子的能力。教师要强调放电顺序是在石墨电极条件下，其中OH－等其他离子的放电难度较大，需要教师补充并重点讲解。
总结放电顺序（一般规律）
阳离子：
阴离子：
设计意图：通过创设渐进式问题情境，拓展知识，由点到面，学生能够真正理解电解的原理。通过此环节的教学设计，培养学生由个别到一般的辩证唯物主义观点。
环节4理论应用，练习巩固 （8分钟）
例1．石墨电极条件下，电解氢氧化钠溶液、硫酸溶液时，写出电极反应。
阴极： 阳极： 总方程式：
阴极： 阳极： 总方程式：
【思考讨论4】分析石墨电极电解条件下写电极反应的思路
师生相互交流，总结提升。
明确溶液中存在哪些离子 判断阴阳两极附近离子种类及放电顺序 根据阴极还原、阳极氧化分析得出产物
例2：判断下列装置属于电解池： 属于原电池
设计意图：通过此环节教学设计，帮助学生练习放电顺序，巩固电极反应的书写。应用电解原理，在已有知识基础上总结提升。培养学生理论来自实践，理论又能指导实践的哲学思想。
环节5对比分析，总结归纳。（5分钟）
【投影】电解池和原电池的对比
装置类别 电解池 原电池
构成条件
电极名称
电极反应类型
能量转变
反应是否自发
设计意图：对比记忆，梳理要点，建立知识网络。
学生小结：引导学生总结本节课学会了什么？能否用第一人称来总结本节课内容？
教师小结：一个中心：以电解原理为中心
两个基本点：电极反应和放电顺序
【课后作业】练习以石墨为电极电解硝酸溶液、盐酸、硫酸钠、氯化钠、硫酸铜溶液电极反应；并分析电解后溶液浓度、PH变化。
板书设计
教学反思：
本节课可能存在的问题：
电离和电解个别学生易混淆；
正、负极和阴、阳极判断分不清；
电子和离子移动方向易混淆。
C
C
CH3CH2OH
稀HCl
Cu
C
稀H2SO4
Feee
C
稀H2SO4
玻璃棒
玻璃棒
阳离子放电顺序：
阴离子放电顺序：
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3
一、教材分析
本节内容是人教版选修4《化学反应原理》第四章电化学基础第三节电解池，教材主要介绍了电解原理以及电解原理的应用。电解是中学化学理论体系不可缺少的一部分，是氧化还原反应、原电池、电离等知识的综合运用。
本节内容分为三个部分：电解原理、电解反应规律和电解原理的应用。我把本节内容安排为三课时完成，本设计为第一课时。
二、学情分析
学生已经掌握了电解质溶液导电、氧化还原理论、原电池的相关知识，明确了如何利用能够自发进行的氧化还原反应将化学能转变为电能。所以学生学习电解原理在分析问题时有一定的知识储备。但是对于理解电解池工作原理可能存在着一定的困难。
三、教学目标
1．理解电解原理；
2．掌握阴阳离子放电顺序；
3．能书写石墨电极条件下电解的电极反应式及总反应式。
4．通过电解实验的宏观现象引导学生分析微观电解原理；
5．通过分析惰性电极电解氯化铜溶液探究放电顺序。
教学重点：阴、阳离子的放电顺序和书写简单的电极反应。
教学难点：电解原理。
教学设计思路：依据教材，结合学生的实际情况，为了突出重点，突破难点，更好的完成本节教学目标，我设计了五个教学环节，四个思考讨论。使学生对电解原理的认识由初步认识——进一步认识——正确理解——电解原理应用，由浅入深，层层深入，符合学生的认知规律。
教学过程
环节1创设情景，引入新课。（2分钟）
投影展示：1799年，当意大利人发明了最原始的电池——伏打电池之后，许多科学家对电产生了浓厚的兴趣，电给世界带来了太多的不可思议，好奇心驱使着人们去进行各种尝试，想看看它还能否出现什么奇特的现象。1807年，当英国化学家戴维将铂电极插入熔融的氢氧化钾并接通直流电源时，奇迹终于发生了，在阴极附近产生一种银白色的金属，随即形成紫色的火焰。这就是发现钾元素的主要过程，当时在社会上引起了轰动。他随后用电解法又相继发现了钠、钙、锶、钡、镁、硼、硅等元素，戴维成为发现化学元素最多的人。这其中的奥妙是什么呢？电解时，物质的变化是如何发生的呢？……”
设计意图：调动学生学习的积极性，激发学生求知欲望。
要想学会、学好电解原理，还需要一定基础知识，共同回顾一下和本节联系较广的知识：
复习巩固，新旧衔接。（3分钟）
1．什么是电离？写出氯化铜、水的电离方程式。
2．原电池及构成条件？
3．原电池电子的流动方向？
设计意图：共同回顾和本节联系较广的知识，查明学情，了解学生基础，为电解池的学习提前做好知识的衔接和铺垫。
环节2实验探究，发现问题 （10分钟）
投影展示：
［实验目的］通过电解氯化铜溶液，探究电解原理。
［实验用品］U形管、镊子、小试管、碳棒、导线、直流电源、氯化铜溶液、KI—淀粉试纸、蒸馏水。
目 的 实验步骤及内容 实验现象
探究反应条件 1．在盛有CuCl2溶液的U型管内插入两根碳棒，并用导线相连，观察现象。
2．将两根碳棒分别跟8V～10V直流电源的两极相连，接通电源，观察现象。
【演示实验】
【思考讨论1】
1、推测探究1、探究2可能的实验现象及原因。
2、演示实验验证，通过实验验证推测的结论。
3、KI—淀粉试纸的作用？
4、分组讨论，回答下列问题
离子在电极上发生了什么反应？请结合实验现象写出相应的电极反应。
阴极： ，反应类型： 反应。
阳极： ，反应类型： 反应。
总反应： 。
设计意图：在探究电解池工作原理的实验中，增加一个对比实验，以突出电流对阴、阳两极发生化学反应的影响，并区别于原电池。通过猜测—实验验证，学生对实验现象的观察、思考、分析、归纳，能够正确写出电极方程式，对电解的原理形成初步的认识。教师进一步引导学生发现问题：溶液中有多个离子，为什么阴极只有Cu2+得电子，而不是H+；阳极上是Cl－失电子，而不是OH－呢？这与什么因素有关？
环节3理论分析，突破难点 （15分钟）
请同学们带着下面问题，阅读教材P79-80，然后分组讨论交流。
【思考讨论2】
1．通电前，溶液中存在哪些离子？离子如何运动？
2．通电后，离子如何运动？
3．通电后，电子如何运动？
4．电解氯化铜溶液时如何形成闭合回路的？
5．什么是电解、什么是电解池？
学生活动：学生阅读并讨论交流
教师活动：总结提升，得出结论，强调Cu2+得电子能力（氧化性）强于H+，Cl－失电子能力（还原性）强于OH－。同时引导学生画出电解氯化铜电子和离子的移动方向平面图。
设计意图：通过对电解氯化铜溶液微观实验分析，培养学生透过现象看本质的哲学思想。学生对电解原理有了进一步的理解。同时进一步引导学生发现新的疑问：如果把氯化铜溶液换成其他电解质溶液时，放电顺序和电极反应又是怎样的？
【思考讨论3】在石墨电极条件下，如果溶液里有多个阴、阳离子，谁先放电？
学生活动：学生通过已有的氧化还原反应知识，举例说明常见阳离子Fe3+ 、Cu2+、 H+、 Fe2+氧化性的强弱，常见阴离子S2-、 I- 、Br- 、Cl- 还原性强弱。
教师活动：引导学生用自己熟悉的氧化还原反应方程式，理解得失电子的能力。教师要强调放电顺序是在石墨电极条件下，其中OH－等其他离子的放电难度较大，需要教师补充并重点讲解。
总结放电顺序（一般规律）
阳离子：
阴离子：
设计意图：通过创设渐进式问题情境，拓展知识，由点到面，学生能够真正理解电解的原理。通过此环节的教学设计，培养学生由个别到一般的辩证唯物主义观点。
环节4理论应用，练习巩固 （8分钟）
例1．石墨电极条件下，电解氢氧化钠溶液、硫酸溶液时，写出电极反应。
阴极： 阳极： 总方程式：
阴极： 阳极： 总方程式：
【思考讨论4】分析石墨电极电解条件下写电极反应的思路
师生相互交流，总结提升。
明确溶液中存在哪些离子 判断阴阳两极附近离子种类及放电顺序 根据阴极还原、阳极氧化分析得出产物
例2：判断下列装置属于电解池： 属于原电池
设计意图：通过此环节教学设计，帮助学生练习放电顺序，巩固电极反应的书写。应用电解原理，在已有知识基础上总结提升。培养学生理论来自实践，理论又能指导实践的哲学思想。
环节5对比分析，总结归纳。（5分钟）
【投影】电解池和原电池的对比
装置类别 电解池 原电池
构成条件
电极名称
电极反应类型
能量转变
反应是否自发
设计意图：对比记忆，梳理要点，建立知识网络。
学生小结：引导学生总结本节课学会了什么？能否用第一人称来总结本节课内容？
教师小结：一个中心：以电解原理为中心
两个基本点：电极反应和放电顺序
【课后作业】练习以石墨为电极电解硝酸溶液、盐酸、硫酸钠、氯化钠、硫酸铜溶液电极反应；并分析电解后溶液浓度、PH变化。
板书设计
教学反思：
本节课可能存在的问题：
电离和电解个别学生易混淆；
正、负极和阴、阳极判断分不清；
电子和离子移动方向易混淆。
C
C
CH3CH2OH
稀HCl
Cu
C
稀H2SO4
Feee
C
稀H2SO4
玻璃棒
玻璃棒
阳离子放电顺序：
阴离子放电顺序：
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