电解池
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文档简介
课程模块：选修4《化学反应原理》
课 题：第四章第三节第一课时
《电解原理》
第四章 电化学基础 第三节 电解池
第一课时——电解原理
【教材分析】 电解池是借助于电能，使不能自发进行的氧化还原反应能够发生，从而使电能转化为化学能的装置。它的应用相当广泛，由此形成的工业也很多，如电镀、电解、电冶金、电池充电等。本节课是学生学习“原电池”知识后的自然延伸，它有助于学生系统学习电化学知识，为后续学习电化学知识在生产生活和科研中的重要作用打好理论基础。
【学情分析】本课时内容位于选修4《化学反应原理》第四章第三节。在必修2第二章第二节中，学生已经接触过简单的原电池知识；在选修4《化学反应原理》第四章第一、二节中，学生已经具有借助氧化还原理论、金属活动顺序和物理学中的电学知识判断电池正、负极以及设计原电池和书写原电池电极反应的能力。因此，在本节课中，可利用原电池的原理逆向思考自然过渡到电解池的学习中去，并应用氧化还原相关知识拓展和延伸电化学理论。
【设计思路】由原电池原理的逆向应用，引出发明电解池的可能性；结合物理学中电子流向及化学中氧化还原相关知识，科学猜想两电极上的可能反应；然后让学生小组讨论以确定实验装置、动手实验以验证反应产物。使学生在探究中发现问题、在小结中提升理论。最后在“学会应用”中巩固知识、形成体系。
【教学目标】
知识与技能：
1．了解电解池工作原理。
2．学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。
过程与方法：
电解氯化铜溶液的实验采用学生猜想、实验验证、分组讨论、师生总结的方法，让学生感受电能转化为化学能的科学事实，体验“科学猜想——实验验证——归纳总结——形成理论”的研究过程，增强对电解池工作原理的了解。
情感态度价值观：
1．通过了解戴维发明电解法的化学史，感受科学家不畏艰难、勇于探索的科学精神。
2. 通过原电池工作原理到电解池工作原理的逆推，体验电化学知识间的相关性与渐进性，感受化学世界的奇妙与和谐。
3．通过石墨作电极电解CuCl2溶液的实验探究，体验科学猜想的重要意义，发展学习化学的兴趣，培养严谨细致、务实求真的科学态度。
【教学重难点】电解原理。
【实验准备】（预计分为8组）铁架台（带试管夹）、U形管、小烧杯（作废液缸用）、两个碳棒、两根带双头鳄鱼夹的导线、9V干电池一枚、棉花团、火柴、镊子、洗瓶、25％氯化铜溶液、淀粉碘化钾试纸、10%NaOH溶液。
【教学方法】启发讨论法、合作学习法、实验探究法。
【课堂教学】
教学环节 教师活动 学生活动 教学意图 备案
视频激疑 播放视频：电解法在元素发现过程中的重要地位。回忆：什么是原电池？以石墨、锌、稀硫酸形成的原电池为例，其电极反应式及总反应式如何书写？ 观看思考 通过知识的自然生长与过渡，激发学生的探究兴趣；赞赏化学家勇于探索的科学精神。
科学猜想 猜想一： Zn-2e-=Zn2+，那Zn2+如何变为Zn 这与原电池原理有何联系？谁来提供电子？ 猜想二：如果提供的电解质溶液是CuCl2溶液，电极均为石墨棒，请猜想并画出戴维装置的草图。利用这个装置，可能获得什么单质？这些单质分别在哪一个电极上生成？ 思考师生交流 通过“猜想一”完成电解池原理与装置的初步猜想；通过“猜想二”引发电解池原理与装置的深入思考。
台阶一：通电前，CuCl2溶液中存在哪些离子？它们在溶液中如何运动？ 台阶二：通电后，这些离子在溶液中的运动是否会发生变化？如何变化？台阶三：通电后，移向各区域的离子可能发生什么反应？谁先反应？为什么？ 通过两次猜想，明了学情；培养学生的逆向思维；培养学生发现问题的意识；培养学生独立思考的能力；培养学生交流和倾听的能力。 如果学生不能答出猜想二，再铺设思维台阶一、二、三。
实验探究 请利用桌面上的仪器和试剂，证明你的猜想。实验现象与你的猜想一致吗？你有新的结论和思考吗？请记录。 探究、观察、讨论、记录。 培养学生的实验动手能力；培养学生的观察能力；培养学生的环保意识。 用铅芯作电极，便于Cl2逸出，从而减少氯气产生量。
合作学习 1.阅读课本P79第一段到P80第四段结束。通过课本和学案上的相关资料合作学习。注意以下关键词：电解、电解池（或电解槽）、阳极、阴极、放电、惰性电极、活泼电极。2. 以石墨作电极电解CuCl2溶液的实验分析。（1）请在你的草图上标出：①电池的正、负极；②电解池各电极的名称；③电子流向； 阅读、思考、讨论。 通过小组合作学习，让学生在自己原有水平上均有提高和发展。培养学生快速阅读能力；培养学生重视课本基础概念的学习方法；培养学生从具体事实中抽象规律或理论的科学研
合作学习 （2）按“通电前”、“通电后”分析溶液中存在的离子及迁移情况（3）写出各电极反应式：3.回忆原电池原理，小组讨论并完成原电池与电解池的对比。 究方法。培养学生与人合作的团队意识。
总结交流 通过刚才的小组学习，同学们有哪些收获？有新问题吗？请小组代表进行交流。 总结反思、深化理论。 培养学生倾听及表达的能力；培养学生深入思考、及时总结与反思的习惯。
学会应用 下图是以石墨为电极，电解NaCl溶液的装置图。（1）请在图上标出：①电源各电极的名称；②电解池各电极的名称；③电子流向；（2）按“通电前”、“通电后”分析溶液中存在的离子及迁移情况（3）写出各电极反应式及总反应式。 思考回答 接收学生的学习反馈信息。肯定学生的努力和进步，激发学生学习热情。
知识升华 如果电极不是石墨棒，电极反应会改变吗？请调换电源的正负极，观察实验现象。 动手实验 培养学生深入探究、实事求是的态度，引入活泼电极的介绍。 备选：如学生接受能力有限，本节课不引入此项知识。
学会应用 这一调换电极的操作，竟然能够产生不同的现象！有时候，我们不妨把问题倒过来想想，它会给我们提供更广阔的思维空间。 观察思考 加强学生逆向思维的意识。
实践活动 请在以下练习中选做一题。1.今有两支黑色铅笔、两段导线、干电池、滤纸、培养皿、A、B、C三种溶液。请应用今天所学的知识，设计一个实验，让铅笔画出红线、蓝线。2．通过今天的学习，你有什么话想对戴维说吗？ ——告诉他电解装置的原理？谈谈实验改进的方法？还是精神感召、思维碰撞……请利用网络（http://baike./view/1837049.htm ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )等）、课外资料，整理所学知识，并给戴维写一封公开信。 记录思考 提高学生的人文素养；引导学生学以致用；为下一课时“电解原理的应用”作铺垫。两道练习分别侧重于“动手”和“动脑”，二选一的设置尊重学生个性差异，留给学生个性发展的空间。
【板书设计】
§4.3 电解池
一、实验分析
二、电解原理
1．概念
2．原电池与电解池的对比
课 题：第四章第三节第一课时
《电解原理》
第四章 电化学基础 第三节 电解池
第一课时——电解原理
【教材分析】 电解池是借助于电能，使不能自发进行的氧化还原反应能够发生，从而使电能转化为化学能的装置。它的应用相当广泛，由此形成的工业也很多，如电镀、电解、电冶金、电池充电等。本节课是学生学习“原电池”知识后的自然延伸，它有助于学生系统学习电化学知识，为后续学习电化学知识在生产生活和科研中的重要作用打好理论基础。
【学情分析】本课时内容位于选修4《化学反应原理》第四章第三节。在必修2第二章第二节中，学生已经接触过简单的原电池知识；在选修4《化学反应原理》第四章第一、二节中，学生已经具有借助氧化还原理论、金属活动顺序和物理学中的电学知识判断电池正、负极以及设计原电池和书写原电池电极反应的能力。因此，在本节课中，可利用原电池的原理逆向思考自然过渡到电解池的学习中去，并应用氧化还原相关知识拓展和延伸电化学理论。
【设计思路】由原电池原理的逆向应用，引出发明电解池的可能性；结合物理学中电子流向及化学中氧化还原相关知识，科学猜想两电极上的可能反应；然后让学生小组讨论以确定实验装置、动手实验以验证反应产物。使学生在探究中发现问题、在小结中提升理论。最后在“学会应用”中巩固知识、形成体系。
【教学目标】
知识与技能：
1．了解电解池工作原理。
2．学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。
过程与方法：
电解氯化铜溶液的实验采用学生猜想、实验验证、分组讨论、师生总结的方法，让学生感受电能转化为化学能的科学事实，体验“科学猜想——实验验证——归纳总结——形成理论”的研究过程，增强对电解池工作原理的了解。
情感态度价值观：
1．通过了解戴维发明电解法的化学史，感受科学家不畏艰难、勇于探索的科学精神。
2. 通过原电池工作原理到电解池工作原理的逆推，体验电化学知识间的相关性与渐进性，感受化学世界的奇妙与和谐。
3．通过石墨作电极电解CuCl2溶液的实验探究，体验科学猜想的重要意义，发展学习化学的兴趣，培养严谨细致、务实求真的科学态度。
【教学重难点】电解原理。
【实验准备】（预计分为8组）铁架台（带试管夹）、U形管、小烧杯（作废液缸用）、两个碳棒、两根带双头鳄鱼夹的导线、9V干电池一枚、棉花团、火柴、镊子、洗瓶、25％氯化铜溶液、淀粉碘化钾试纸、10%NaOH溶液。
【教学方法】启发讨论法、合作学习法、实验探究法。
【课堂教学】
教学环节 教师活动 学生活动 教学意图 备案
视频激疑 播放视频：电解法在元素发现过程中的重要地位。回忆：什么是原电池？以石墨、锌、稀硫酸形成的原电池为例，其电极反应式及总反应式如何书写？ 观看思考 通过知识的自然生长与过渡，激发学生的探究兴趣；赞赏化学家勇于探索的科学精神。
科学猜想 猜想一： Zn-2e-=Zn2+，那Zn2+如何变为Zn 这与原电池原理有何联系？谁来提供电子？ 猜想二：如果提供的电解质溶液是CuCl2溶液，电极均为石墨棒，请猜想并画出戴维装置的草图。利用这个装置，可能获得什么单质？这些单质分别在哪一个电极上生成？ 思考师生交流 通过“猜想一”完成电解池原理与装置的初步猜想；通过“猜想二”引发电解池原理与装置的深入思考。
台阶一：通电前，CuCl2溶液中存在哪些离子？它们在溶液中如何运动？ 台阶二：通电后，这些离子在溶液中的运动是否会发生变化？如何变化？台阶三：通电后，移向各区域的离子可能发生什么反应？谁先反应？为什么？ 通过两次猜想，明了学情；培养学生的逆向思维；培养学生发现问题的意识；培养学生独立思考的能力；培养学生交流和倾听的能力。 如果学生不能答出猜想二，再铺设思维台阶一、二、三。
实验探究 请利用桌面上的仪器和试剂，证明你的猜想。实验现象与你的猜想一致吗？你有新的结论和思考吗？请记录。 探究、观察、讨论、记录。 培养学生的实验动手能力；培养学生的观察能力；培养学生的环保意识。 用铅芯作电极，便于Cl2逸出，从而减少氯气产生量。
合作学习 1.阅读课本P79第一段到P80第四段结束。通过课本和学案上的相关资料合作学习。注意以下关键词：电解、电解池（或电解槽）、阳极、阴极、放电、惰性电极、活泼电极。2. 以石墨作电极电解CuCl2溶液的实验分析。（1）请在你的草图上标出：①电池的正、负极；②电解池各电极的名称；③电子流向； 阅读、思考、讨论。 通过小组合作学习，让学生在自己原有水平上均有提高和发展。培养学生快速阅读能力；培养学生重视课本基础概念的学习方法；培养学生从具体事实中抽象规律或理论的科学研
合作学习 （2）按“通电前”、“通电后”分析溶液中存在的离子及迁移情况（3）写出各电极反应式：3.回忆原电池原理，小组讨论并完成原电池与电解池的对比。 究方法。培养学生与人合作的团队意识。
总结交流 通过刚才的小组学习，同学们有哪些收获？有新问题吗？请小组代表进行交流。 总结反思、深化理论。 培养学生倾听及表达的能力；培养学生深入思考、及时总结与反思的习惯。
学会应用 下图是以石墨为电极，电解NaCl溶液的装置图。（1）请在图上标出：①电源各电极的名称；②电解池各电极的名称；③电子流向；（2）按“通电前”、“通电后”分析溶液中存在的离子及迁移情况（3）写出各电极反应式及总反应式。 思考回答 接收学生的学习反馈信息。肯定学生的努力和进步，激发学生学习热情。
知识升华 如果电极不是石墨棒，电极反应会改变吗？请调换电源的正负极，观察实验现象。 动手实验 培养学生深入探究、实事求是的态度，引入活泼电极的介绍。 备选：如学生接受能力有限，本节课不引入此项知识。
学会应用 这一调换电极的操作，竟然能够产生不同的现象！有时候，我们不妨把问题倒过来想想，它会给我们提供更广阔的思维空间。 观察思考 加强学生逆向思维的意识。
实践活动 请在以下练习中选做一题。1.今有两支黑色铅笔、两段导线、干电池、滤纸、培养皿、A、B、C三种溶液。请应用今天所学的知识，设计一个实验，让铅笔画出红线、蓝线。2．通过今天的学习，你有什么话想对戴维说吗？ ——告诉他电解装置的原理？谈谈实验改进的方法？还是精神感召、思维碰撞……请利用网络（http://baike./view/1837049.htm ( http: / / www.21cnjy.com / " \o "欢迎登陆21世纪教育网 )等）、课外资料，整理所学知识，并给戴维写一封公开信。 记录思考 提高学生的人文素养；引导学生学以致用；为下一课时“电解原理的应用”作铺垫。两道练习分别侧重于“动手”和“动脑”，二选一的设置尊重学生个性差异，留给学生个性发展的空间。
【板书设计】
§4.3 电解池
一、实验分析
二、电解原理
1．概念
2．原电池与电解池的对比