《電解原理及其應用》教學設計和教學反思教學應用教學反思電解

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1、《電解原理及其應用》教學設計和教學反思 福清一中 吳國海 1．教學內容分析 本節(jié)課對應內容是蘇教版高中化學《化學反應原理》（選修）專題一化學反應與能量變化第二單元《化學能與電能轉化中電解的原理及應用》中的一節(jié)內容。該內容是高中化學中電化學的重要組成部分，是高中化學教學的一個重點和難點。學生已經(jīng)學習了原電池的相關知識在此基礎上進一步學習電解知識符合學生的認知規(guī)律，同時學習好該部分內容，為進一步學習電解的應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、的是幫助學生理解電能轉化化學能的條件和方法。 2．學生學習情況分析 高二學生求知欲望較強，邏輯思維正在日趨發(fā)展中，但理論知識學習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)課的學習中，通過實驗引導學生自主探究、通過對現(xiàn)象的觀察，問題的討論，促使學生主動獲取知識，同時消除學生對理論的抽象感和乏味感。學生在上一節(jié)學習了原電池的概念，掌握負極、正極的概念及其電極反應的書寫，自然引出電解池的內容，但學生學到電解池后和原電池比較容易搞混，所以應注意強調：原電池的電極為正極、負極。電子流出的電極為負極，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，所在教學中要注意強調：負極和陽極發(fā)生氧化反應而正極和陰極發(fā)生還原反應，應提醒學生注意辨析。 3．設計思想 中學化學課教學設計規(guī)范指導意見指出：“課堂教學要提供盡可能充足的實驗或數(shù)據(jù)等化學事實”。本節(jié)主要使用實驗探究法進行教學。從教材的內在聯(lián)系和學生認知能力的實際出發(fā)，設定情景，提出問題；分析問題，提出假設；設計實驗，驗證假設；分析結果，得出結論?？紤]到學生的現(xiàn)有水平，由教師引導學生設計好實驗方案，明確重點觀察的實驗現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)問題、總結規(guī)律、獲得新知。本節(jié)整個教學過程要充分體現(xiàn)以學生為主體，教師為主導的教學思想，教師只起導演的作用，放手讓學

4、生去探究；通過分組實驗，培養(yǎng)學生的合作精神。本人采用實驗探究的教學模式，教學過程中注重為學生創(chuàng)設問題情境，注重引導學生去發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。讓學生在動手親身體驗中學習，在學習中思考，真正做到轉變學生被動學習為主動去學習，提高學生的科學素養(yǎng)，培養(yǎng)以學生的科學探究能力為主的新課程教學理念。 4．教學目標 1． 知識與技能： （1）理解電解的原理，掌握電解池的構成條件及電極反應的書寫。 （2）通過實驗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： 通過實驗操作及對實驗現(xiàn)象的觀察、分析和推理，讓學生體驗科學探究的過程，形成一定的實驗能力，觀察能力、和思

5、維能力。 3． 情感態(tài)度與價值觀： 通過實驗探究，培養(yǎng)學生良好的科學態(tài)度和科學方法，滲透由現(xiàn)象看本質、由個別到一般、由一般到特殊的辯證唯物主義觀點。 5．教學重點和難點 【教學重點】 電解池的工作原理 【教學難點】 離子放電順序，非惰性電極作陽極時產(chǎn)物的判斷 【教學方法】 多媒體輔助教學、分組實驗探究法（分為28小組）、對比法、閱讀討論法 6．教學過程設計 ［板書］一、電解池的工作原理 [設問]：我們知道常溫下，金屬鈉能和氯氣反應；鋁也能和氧氣發(fā)生反應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)上是如何實現(xiàn)這個轉化的？ ［學生回憶］：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)則自由運動. 通電后, Na+向陰極(與電源負相連)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：與電源的負極相連。 ［學生活動］：寫出陽極和陰極的電極反應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) 陰極：2Na＋＋2e-==2Na （得到電子發(fā)生還原反應） 總反應：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：使電流通過電解質溶液而在陰陽兩極上引起氧化還原反應的過程。 2、電解池：把電能轉化成化學能的裝置。 ［設計意圖］：教會學生書寫電極反應式，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、導線、靈敏電流計等）和藥品（鋅、石墨碳棒、氯化銅溶液等），你能否設計成原電池，若能，請組成一個原電池裝置并寫出電極反應和總反應。 ［設計意圖］：復習相關電化學舊知識，為學習新知識做好鋪墊與即將學習的新知識形成對比。學生：思考交流，得出結論，能組成原電

8、池：碳－鋅－氯化銅原電池。 ［學生活動］：上臺組裝，并書寫電極反應碳－鋅－氯化銅原電池。 負極：Zn-2e-=Zn2+ 正極：Cu2++2e-=Cu 總反應：Zn+Cu2+== Cu+Zn2+ ［教師］：點評并與學生一起簡單回憶原電池的原理與構成條件。 ［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，同時外加一個直流電源組成一個閉合回路，請你預測一下可能的實驗現(xiàn)象。 ［學生］：相互交流，討論并說出可能產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象。 ［設計意圖］：激發(fā)學生的學習興趣和求知的欲望，產(chǎn)生認知方面的需求。 ［講述］：請大家完成實驗1

9、-22，仔細觀察并記錄好實驗現(xiàn)象。 ［學生探究活動］：分組實驗，教師逐組巡視，并為學生提供知識幫助，及時解決學生的有關問題。 ［學生］：認真實驗，仔細觀察實驗現(xiàn)象，并開始思考，討論產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因。 ［教師］：點評實驗進行的情況，描述實驗現(xiàn)象。 ［學生回答］：陰極石墨碳棒上有一層紅色物質析出，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{色，則說明有氯氣生成，同時溶液的顏色逐漸變淺。 ［設問］：通過觀察到的實驗現(xiàn)象，說明了什么問題？ ［師生小結］：投影，通過以上實驗說明氯化銅溶液受到電流的作用，在導電的同時發(fā)生了化學變化，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動？ （2） 通電后，溶液中的離子運動有何變化？為什么？ （3） 電源接通后，電路中的電子流向如何？當陰、陽離子移向電極表面時，哪些離子發(fā)生了變化？ （4） 你能寫出兩個電極上發(fā)生的反應并指出反應的類型嗎？總反應如何呢？ ［設計意圖］:教師設計探究性的問題逐步層層引導學生思考，最終讓學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。 ［學生］：學生分組討論，老師及時點評。 ［教師］

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

12、題逐層分解開來，最終完成電解原理的探究的學習。 ［啟發(fā)思維］：其它條件不變，若將CuCl2溶液換成NaCl溶液進行實驗，你能預測可能的實驗現(xiàn)象嗎？ ［學生回答］：思考回答，陽極上應該有氯氣生成，溶液中由于Na+濃度比H+大，陰極上應有金屬鈉生成。 ［講述］：結論到底怎樣，請大家進行實驗。 ［學生探究］：學生實驗，仔細觀察實驗現(xiàn)象。 ［學生回答］：陽極上生成可使?jié)駶櫟牡矸鄣饣浽嚰堊兯{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) 陰極：2H＋＋2e-= H2↑ （還原反應） 總反應：2NaCl+2H2O=電解=2NaOH+

13、H2↑＋Cl2↑ ［講述］：根據(jù)以上兩個實驗現(xiàn)象和實驗的結論你能得出離子的放電先后又主要決定于什么嗎？ ［學生回答］：離子的放電先后應是由離子的氧化性強弱決定的，因為Na＋、H＋、Cu2+三者的氧化性逐漸增強，所以最先放電是Cu2+其次是H＋。 ［設計意圖］：讓學生產(chǎn)生認知上的沖突，進一步激發(fā)學生積極思考，讓學生在問題的解決中建構新知識。 ［師生小結］：共同總結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溶液實驗現(xiàn)象會相同嗎？請大家通過實驗進一步探究說明。 ［學生探究活動］分2組完成，統(tǒng)一匯報實驗結果 電解質溶液 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 ［學生］：實驗結論（陰極上的放電順序與電極材料無關，陽極上的放電先后與電極材料有關。 ［講述］：陽極上的放電情況與電極材料有關，當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；當活性電極作陰極時不會溶解放電。如果有興趣的同學，可上網(wǎng)查詢進一步了解原因。 ［設計意圖］：通過探究實驗，讓學生進一步了解陽極材料的不同對陽極上放電的影響，為學習銅的精煉以及電鍍作好知識的鋪墊。 ［教師］：電鍍是應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：（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：必須可以導電，且表面潔凈、光滑。（3） 實質：陽極參加反應的電解 用硝酸銀做電解質溶液在銅片表面鍍銀的實驗： 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量相等。電解質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、負極，電解池叫陰、陽極。 （2）電極反應：都是發(fā)生氧化還原反應。 （3）能量轉化形式：原電池是將內部的化學能轉化為電能；而電解池是將電能轉化為化學能。 [板書設計] 電解原理及其應用 1、電解：使電流通過電解質溶液而在陰陽兩極上引起氧化還原反應的過程。 2、電解池：把電能轉化成化學能的裝置。 （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) 陰極：2Na＋＋2e-==2Na （得到電子發(fā)生還原反應） 總反應：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) 陰極：Cu2＋＋2e-=Cu （還原反應） 總反應：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) 陰極：2H＋＋2e-= H2 ↑ （還原反應） 總反應：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）用硝酸銀做電解質溶液在銅片表面鍍銀的實驗： 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、負極，電解池叫陰、陽極。 （2）電極反應：都是發(fā)生氧化還原反應。 （3）能量轉化形式：原電池是將內部的化學能轉化為電能；而電解池是將電能轉化為化學能。 [教學反思]：本節(jié)課是在學生學完原電池的基礎上來學習電解的原理及其應用，我在授課過程中主要采用了和原電池對比的方法，使學生在腦海里形成對兩種裝置的清晰認識，使知識在學生頭腦里系統(tǒng)化、網(wǎng)絡化。同時采用實驗探究的方法，培養(yǎng)學生的實驗探究的能力，培養(yǎng)發(fā)散思維和合作意識。 6