高中化学人教版选修1《化学反应原理》化学反应与电能《电解池》单元教学设计.pdf

《高中化学人教版选修1《化学反应原理》化学反应与电能《电解池》单元教学设计.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学人教版选修1《化学反应原理》化学反应与电能《电解池》单元教学设计.pdf（41页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、探究电解之物质变化和能量转化 单元学习基本信息学科化学实施年级高二课程标准模块模 块1化学反应原理主题1：化学反应与能量使用教材人教版选择性必修1单元名称第四章第二节电解池单元课时3【单元学习主题的生成】本单元的主题“电解池”，源于人教版选择性必修1第四章化学反应与电能。本单元以“电解池工作模型”为核心，按以下思路设计教学：初步认识和构建电解模型（电解氯化铜溶液）f设计和完善电解模型（物质变化角度）f深入理解和运用电解模型（能量转化角度）。选取恰当的真实情境，设置合适的学习活动梯度，引导学生由浅入深的掌握电解的原理及应用。原电池主题单元电解池主JH单元金属的腐愎与防护解 过 气 心 分 析.杓

2、a电 解 检工作侵更.”*电 统 分 析 电 网池妁一餐名路也才金.以木的电“力/，黑文电“色小的点用-X tttH电 解 过 程 中 能 用 牛，履4俺 科 用 今 的#痣.电 化学中版量的“化及就令“用.认识和，构模里 过时斌4kZaU电的电F心工件根里，迷一多完4收豆.械和应用模型从教材编排看，本部分内容是在必修2教材“化学能与电能”内容基础上的进一步拓展和加深，是对已有的氧化还原反应、离子反应、电解质溶液等知识的应用和内化，该知识点蕴含丰富的化学学科核心素养，是培养学生学科核心素养的重要知识载体。从学生学习方面看，有很多学生在解答具体电化学问题时经常思路不清、无从下手，原因是不理解电化

3、学知识之间的联系，未能构建电化学原理的认知模型，不能较好的实现知识迁移。从教师方面看，现有的教学设计更多的是以电解氯化铜溶液为例学习电解池工作原理，结合电解饱和食盐水、电镀和点冶金介绍电解原理的实际应用，不能很好的拓展和加深学生对物质变化和能量转化相互联系的认识和理解。本单元以电解池这一主题单元小切口入手，教师通过“氯碱工业中的物质转化和高能耗”“航天器中的能量转化”“新能源汽车电池”“固体聚合物水电解池”等情境创设，体现时代要求。开发适切的课堂活动，加强化学实验设计，如：“百变白酒”“电解小果冻 影响电解水速率因素的探究”“如何提高水电解过程能量利用率”，实验探究、理论分析、知识应用并重，力

4、求建构电解模型核心基础，让学生在真实情境中发现问题、解决问题，理解物质变化和能量转化、促进学生发展和社会进步。【单元学习内容分析】电解池是 化学反应与电能 的重要组成部分，是实现物质转化和能量转化的重要途径。普通高中化学课程标准新旧版本课标和人教版新旧版本教材对“电解”的内容编排分析对比如下表所示。新旧版本课程标准中 电解池内容要求比较旧 课 标（2007版）新 课 标（2017版）内容要求内容要求学业要求1.体验化学能与电能的的相互转化，原电池与电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2.认识化学能与电能相互转化的实际意义及重要作用。1.1体系与能量认识化学能可以与热能、电能等其他

5、形式能量之间相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。1.3化学能与电能认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。了解电解池工作原理，认识电解在实现物质转化和能量储存中的具体应用。1.能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。3.能举例说明化学在解决能源危机中的重要应用，能分析能源的利用对自然环境和社会发展的影响。对比新旧两个版本的课标会发现:新课标在电解原理的应用上，不局限于实现物质转化,还要求掌握在能量储存中的应用，同时特别强调“能举例说明化学在解决能源危机中的重要应用”。新课标要求更高，更关注社会发展的需求、彰显化学学科价值、培养学生的社会责任感。新旧版本教材中“电解”的内容编

6、排比较旧版教材（2 007）新版教材（2 01 9）1 .电解原理（电解C u C k 溶液）2 .电解原理的应用氯碱工业电镀电冶金1.电解原理（电解C u C k 溶液）方法导引：电化学过程的系统思想与方法2.电解原理的应用氯碱工业电镀电冶金两个版本的教材编排相似，均将这节内容划分为两部分：一、电解原理，以电解C u C b溶液为例，根据实验现象分析装置中的物质变化与能量转化情况，介绍电解的概念、离子放电、电极反应和电解池的构成条件，从而构建电解池的工作模型。二、电解原理的应用，以氯碱工业、电镀、粗铜的电解精炼、电冶金为例，介绍电解原理在化工生产中的应用。只是在新教材中特别添加了“方法导引一

7、一电化学过程中的系统思想与方法”。由此可见，新教材不仅注意原电池和电解池的区别，更注重二者的联系，这有利于学生对电化学本质的理解。【单元学情分析】1 .学生通过高一化学必修内容的学习，对氧化还原反应、微粒氧化性、还原性以及常见物质的性质、用途都有一定的了解，为学生从物质变化角度了解电解池原理，以及电解池微粒的放电顺序，电解池具体应用中出现的问题的解决奠定了基础。2 .学生在九年级物理课程中学习了电功、电功率的概念，在高二上学期物理课程中又进一步学习了焦耳定律，对电能与其它形式能量的转化有了一定的了解。所以，在电解池教学中，可以结合物理电学知识，用实验探究电解过程中的能量转化率及其影响因素。不同

8、学科知识的融合，实验的创新也有利于学生综合素养的提升。4 .学生知道在电解过程中同时有物质变化和能量变化，但对能量变化有什么具体应用、如何去用却知之甚少，同时学生关心国家的节能减排政策，但电化学在其中可以发挥什么作用也是不甚了解。所以，在教学中有必要就电解过程中能量的转化、利用适当拓展，这有利于学生多角度、更全面的认识电解，让学生了解化学在解决能源危机、实现社会可持续发展上的作用。3.学生在高二的选择性必修1 第四章第一节又进一步深入学习了原电池原理及其应用（如二次电池），学生对电极反应有了更深的理解，但同时又有了新的困惑，二次电池如何实现充电？化学能能转化为电能，电能可以转化为化学能么？电对

9、化学反应有影响么？这正是学生进一步学习电解知识的内在驱动力。为了凸显单元任务的进阶性和梯度感，设计本单元教学的情境、模型、认识、素养进阶任务如下:谭时2：电修拳及:物及文化津 用：网欢电解班附3:电一席发f t量的第化和彳 境 曲/博 逊*认 际 遗*情境、模型、认知、素养单元教学进阶【核心知识结构化】化学反应与电能电解池从物质和能量变化连个角度认识电解【情境创设】真实、具体的问题情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会。因此，本单元在教学中，教师通过“氯碱工业中的物质转化和高能耗”、“航天器中的能量转化”、“新能源汽车电池”、“固体聚合物水电

10、解池”等真实而又富有价值的问题情境的创设和“电解与元素的发现”、“氯碱工业发展简史”、“氯碱工业隔膜的发展史”等化学史实情境素材的使用，促进学生化学学科核心素养的形成和发展。具体的单元整体情境创设活动如下:电解原理在生产生活中有着广泛的应用，为了更好的应用电解原理，必须了解电解。第一课时，通 过“百变白酒”趣味性实验，引发学生兴趣，在分组电解K I溶液的实验中引发学生的认知冲突，通过设置进阶性问题启迪学生进行解释，并利用所学来解密魔术，整体连贯自然，体 现了在“做中学”、“学中用”的教学思想，促进了学生化学学科核心素养的全面发展。第二课时，以“电解与元素的发现”“氯碱工业发展简史”“氯碱工业隔

11、膜发展史”“全氟离子交换膜”等化学史为教学情境，激发学生的求知欲，感受科学家进行科学探究的思维历程，帮助学生领悟解决问题的方法，体会化学的应用价值。第三课时，以中国空间站引入，通 过“航天器中的能量转化”、“新能源汽车电池”、“固体聚合物水电解池”等真实又富有时代性的问题情境，探讨提高能源利用效率的方法，让学生了解到电化学在节能减排、解决能源危机以实现社会可持续性发展所发挥的作用，体现化学的学科价值，彰显社会责任感。【教学目标】表3“电解池”单元教学目标单元学习目标课时课时教学目标评价目标1.初步建构电解认知模型，知道从装置和原理两个角度分析电解工作原理。课 时11.1通过对CuCk溶液电解过

12、程的分析，深入宏观辨识与微观探析等核心素养。L 2了解电解、电解池等概念，认识电解是电能转化为化学能的一种重要形式。1.3 形成系统分析电解池的一般思路和方法，能初步设计简单的电解池。1.4 初步了解在电解过程中，粒子的放电顺序与其氧化性及还原性的关系，能解释或推测用惰性电极电解时的产物，并能用电极反应和总1.1通过对电解CuC12溶液的实验分析及交流讨论，诊断并发展学生探究物质性质的水平和认识原理的水平（基于经验水平、孤 立 水 平、系统水平）。1.2通过对电解池模型的建构及与原电池模型的对比分析，诊断并发展学生对电解池本质的认识进阶和认识思路的结构化 水 平（视角水平、孤立水平、系统水平）

13、。1.3通过对电解原理在魔术解密、生产、生活及航空等领域的应用探讨与展望，诊断并发展学生对2.通过电冶金、反应进行表征。化学价值的认识水平（学科价值视角、社会价值视角、学科和社会价值视角）。氯碱工业、电镀等工业应用，进一步完善和优化电解认知模型，体会电解技术在生产生活中的巨大应用价值。课时22.1通过对熔融氯化钠电解过程的分析，进一步巩固电解模型，初步体会电解原理的应用。2.2通过氯碱工业原理探究，学会从微观角度分析电解池的工作原理，通过氯碱工业隔膜的发展历程，建构有膜的电解模型；通过了解氯碱工业化学史，让学生体会科研的艰辛，并为我国成为氯碱强国而感到骄傲。2.3通过实验探究活泼电极对电解产物

14、的影响，进一步完善电解模型。2.4知道电极材料不同，电解液不同，电解产物不同，感受物质变化是有条件的，体会电解对人类社会进步的重要贡献。2.1通过从微观角度分析电解熔融氯化钠的产物，诊断学生电解模型认知和应用能力，以及符号表征电极反应式的能力。2.2通过应用电解模型，分析电解饱和食盐水的微观行为，诊断将微粒氧化性、还原性强弱运用于电极反应的能力以及实验设计能力。2.3通过解决氯碱工业中氢氧化钠纯度问题，发展学生的思辨能力和认识水平。通过探究活泼电极对电解产物的影响，诊断学生的实验，提升学生证据推理能力，拓展学生认知方式和认识思路。3.通过电解水定量检测电解过程中的能量利用率，探讨提高能量利用率

15、的措施、电化学中的能量转化及综合应用。课时33.1 了解水电解原理以及电解技术在储能中的应用；3.2通过定量检测电解过程中的能量利用率，探究提高能量利用率的措施；3.3 了解电化学中能量的转化及综合应用；3.4能够将提高能量利用率的理念和方法应用在其它电解行业中；3.5感受化学在节能减排，实现社会可持续性发展中所做出的贡献，增强社会责任感。3.1通过对水的电解原理的分析，诊断并发展学生对电解池工作模型认识水平。3.2通过定量检测电解能量利用率的实验数据的分析，诊断并发展学生实验探究、数据分析的水平。3.3通过电解后，再断电，实 验“异常现象”的分析及设计实验验证，诊断并发展学生的科学探究及实验

16、创新的水平。3.4通过探讨电化学在能量转化、提高能源的综合利用效率上所起的作用及措施，诊断并发展学生解决实际问题的能力水平及其对化学价值的认知水平。【单元教学整体规划】课时安排：3课时课时主题：“依据教学内容，结合课时总量和教参建议，基于学生的基本情况，确定本单元教学课时为3课时。第1课时，主要从电解装置和原理两个角度初步建构电解模型；第2课时，基于学生对电解理论有了初步认知后，引导学生分析真实情境下的电解工作原理,如氯碱工业，进一步优化模型，建构有膜的电解模型，实现从理论到实际应用的跨越；第3课时，由于新课标中增加了“认识电解在能量储存中的应用”及“能举例说明化学在解决能源危机中的重要应用”

17、，而学生仅知道电解过程中电能不完全转化为化学能，但却不知道如何提高能量利用率，但是电解是实现物质转化和能量转化的重要手段，所以在课时2主要实现物质转化的基础上，安排第三课时，让学生利用电解模型，从电压、电极截面积、电极间距探究电解水的能量转化效率，探讨提高能量利用率的措施。课时任务：如 表4所示表4“电解池”专题单元整体教学课时设计框架表课时教学任务单元教学内容安排第一课时 电解的工作原理电解池的构成条件以及工作原理第二课时电解原理的应用一一物质的转化电解原理在电冶金、氯碱工业、电镀等工业中的应用第三课时电解原理的应用一一能量的转化、利用以“水的电解”为例着重介绍电解在储能中的应用。通过定量实

18、验测出电解过程中能量利用率，分析探讨提高能量利用率的方法。通过实验探究原电池、电解池的内在联系，进一步发掘电化学在能量转化、提高能源综合利用效率方面的应用。让学生了解到电化学在节能减排、解决能源危机以实现社会可持续性发展所发挥的作用，体现化学的学科价值，彰显社会责任感。【教学环境】物理环境：录播教室、实验教室、多媒体设备、实验仪器及试剂化学实验：演示实验、分组实验、数字化实验虚拟环境：实验视频【教学设计】第 1课时一.课标呈现1.内容标准认识化学能与电能相互转化的实际意义及重要应用。初步认识和了解电解池的工作原理,建构电解池的工作模型。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

19、能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。能综合考虑化学变化中的物质变化和能量变化来分析、解决实际问题。二.教学分析1.内容分析本节课位于人教版选择性必修1 第四章第二节，是学生学习“原电池”知识后的延伸，它有助于学生系统学习电化学知识，为后续学习电化学应用打好基础。电解池与氧化还原反应、化学反应与能量等知识密切相关。电解是最强有力的氧化还原手段，借助电流可使不能自发进行的氧化还原反应能够发生，同时使电能转化为化学能。它的应用相当广泛，如氯碱工业、电镀、电冶金等。2.学情分析学习本节课内容之前，学生具备了氧化还原反应理论、金属活动性顺序、物理电学知识和原电池原理知识。对电解有所了解但未

20、曾深入，可以判断电池正、负极，有进一步设计原电池、书写原电池电极反应的能力。面临的主要困难为动手改进实验和建立电解池模型。基于以上分析，电解池第一课时教学重心是认识电解原理，自主建构电解池模型，初步运用电解原理进行模型分析。3.素养分析化学现象体现的是物质的宏观性质，进一步通过微观探究可分析原理。通过分组实验CuCL溶液的电解过程引导学生进行预测(P redict)、观 察(Observe)和 解 释(Explain),最后总结建模并将所学知识应用到日常生活、生产中，从而发展学生“变化观念”、“证据推理与模型认知”、“科学探究与创新意识”、“科学态度与社会责任”等化学学科核心素养和关键能力。借

21、 助“宏观一一实验现象、微观一一微观探析、符号一一半反应式、图像一一原理、装置及能量图”四重表征的利用，将化学教学与多媒体等电子信息技术融为一体，既突出了化学学科的思维方式，又体现了化学学科教学方法的多样性。三.教学与评价目标1.教学目标(1)通过魔术“百变白酒”和电解CuCl2溶液的实验分析,了解电解池的概念及原理，认识电解是电能直接转化为化学能的一种重要形式；(2)逐步建构电解池模型，并注意与原电池模型的对比，能初步设计简单的电解池；(3)通过电解KI溶液的分析及实践，学会应用模型解决实际问题，展望电解原理在生产、生活及航空等领域的应用，感受化学的魅力与价值；2.评价目标(1)通过对电解C

22、uCl?溶液的实验分析及交流讨论，诊断并发展学生探究物质性质的水平和认识原理的水平(基于经验水平、孤立水平、系统水平)。(2)通过对电解池模型的建构及与原电池模型的对比分析，诊断并发展学生对电解池本质的认识进阶和认识思路的结构化水平(视角水平、孤立水平、系统水平)。(3)通过对电解原理在魔术解密、生产、生活及航空等领域的应用探讨与展望，诊断并发展学生对化学价值的认识水平(学科价值视角、社会价值视角)。3.教学与评价思路【宏观现象】化学科学实践科学探究与创新意识实证验结据论分分析析推能理力能诊力断,四.实验仪器和试剂【理论形成】化学科学思维证据推理与模型认知在分析中概念逐渐形成I在矛盾中不断发展

23、认知J师生共同完成魔术，观察现象还记得电解水吗？电解池的构成需要 哪 些 条 借助电解CuCh 溶液，深化电解池的构 科学探究宏观辨识模型认知件？成条件环节二：建构电解池模型CuCL溶液通电前后各种粒子是如何运动的？探 讨 电 解池 的 基 本工作原理-，逐 步 完 成电解池模型的装置一原理二维图 微观探析变化观念证据推理模型认知根据电解分组实验，学以致用，科学探究环节三：原理，电解结合三种了解惰性社会责任电解池K I溶液有方 案 电 解电极电解宏观辨识模型的何现象？K I溶液并时粒子的微观探析应用记录分析放电顺序证据推理i分组讨论，从系统角环节四：原电池和从装置、原度，装置构证据推理模型对比

24、，电解池有理和能量成基本相模型认知总结深化何异同？转 化 三 个同，能量转创新精神角度对比化不同七.教学过程环节一电解池的构成【导入】今天，我要化身魔术师,和大家共历一段奇妙之旅!【过渡】借助电源，我们看到了不同的奇妙变化！其实，这个过程就是“电解”！这些装置呢，我们称之为“电解池”！【问题1】说到这，你还记得电解水吗？电解池的构成需要哪些条件呢？【活动1】结合电解水装置图，小组交流讨论后回答【评价1教师根据学生的回答情况评价学生自主构建知识体系的能力。【设计意图】借助电源和铅笔芯使“白酒”发生的不同变化，引发兴趣；再从宏观角度，结合电解水装置使学生初步总结电解池的构成条件。【问题2】电解池中

25、各部分有什么作用？【活动2】学生分组讨论，师生互动、生生互动探讨构成电解池的各部分的作用。【评价2根据学生互动回答情况评价学生的微观探析能力和逻辑推理能力。【设计意图】通过从微观角度分析电解装置中各部分的作用，让学生透过现象看本质，为下一步实验活动做准备。【问题3】这是电解CuCL溶液的装置图，你认为会生成什么？【活动3】学生预测现象，讨论后利用所给仪器和试剂开展实验并记录现象。（阴极：析出红色固体：阳极:有气泡产生，使湿润的KI-淀粉试纸变蓝）【评价3】通过分析讨论及动手操作，评价学生的实验创新能力和探究精神。【设计意图】在具体方案优化过程的探讨中，帮助学生提高发现问题、分析问题以及解决问题

26、的能力；引导学生在预测、操作和观察实验的过程中进一步熟悉电解池。环 节 二 建 构 电 解 池 模 型【过渡】以上新物质是如何产生的？这得从溶液通电前后微粒的变化说起。【问题4 你能结合宏观现象，从微观角度分析CuCb溶液中各种粒子通电前后的各种行为吗？【活动4】微观探析，结合动画，分析CuCh溶液通电前后微粒的变化。【评价4】依据学生实验及情况分析，评价其宏观一微观一符号的三重表征能力及对相关知识的掌握情况。【设计意图】发展学生从微观角度解释宏观现象的能力，在实验和课堂教学的有效融合中,将现象上升到本质，在逻辑推理中引导学生初步自主构建电解池模型。【过渡】电解其实就是电流通过电解质溶液或熔融

27、电解质时，分别在两极上引发氧化还原反应的过程！结合以上分析，我们一起深化下电解池装置构成的四要素。（直流电源、阴极与阳极、电子导体、离子导体）【问题5】电解池的基本工作原理是什么？【活动5】学生回答相关问题，尝试自主完成电解池的原理一装置二维图。【评价5】通过学生分析电解池中电子流向、离子流向等情况，评价学生概括整合以及归纳整理能力。【设计意图】分析归纳电解池的工作原理，深化四要素的重要作用，构建电解池模型。环 节 三 电 解 池 模 型 的 应 用【问题6根据电解原理，设计电解K I溶液的并预测现象。【活动6】学生分组实验，并总结分析现象。（方案一：电解湿润的淀粉K I试纸；方案二：电解浸有

28、K I溶液的p H 试纸；方案三：电解K I溶液）【过渡】有没有发现我们的实验现象和之前的魔术有什么关联？现在你能结合所学为魔术解密吗？【评价6】根据学生的回答，评价学生自主调用电解池模型分析解决实际问题的能力，感受电解的魅力。【设计意图】从装置到原理再到分析真实电解池，拓展电解原理的应用思路。让学生初步了解在用惰性电极电解过程中部分粒子的放电顺序。【过渡】其实除了解密魔术，电解池在生活、生产中的应用更为广泛，如氯碱工业借助电解饱和食盐水，衍生出一系列产品；生活中的一些电镀产品，利用的也是电解原理；还有在 400公里外的神十四乘组赖以生存的环控生保系统，就包含了电解制氧子系统，具体且听第二、第

29、三课时！环 节 四 模 型 对 比，总 结深化【问题7】最后，我们把电解池和之前所学的原电池做一个对比，有哪些异同？电极产物过程电极反应物蝌运动-耐 才 赢【活动7】学生分组讨论后回答。【评价7】根据学生的回答，评价学生小组合作和对比归纳能力。【小结】原电池和电解池各自都可以看做一个系统，对比发现，装置构成基本相同，都是以发生在电子导体和离子导体接触界面上的氧化还原反应为基础，故有时也统称为电化学装置：不同之处在于，原电池是系统发生化学反应对环境做电功，化学能直接转化成电能；电解池则是环境对系统做电功并使其发生化学反应，那能量是如何转化的呢？（对,电能直接转化成化学能！）八.板书设计电解池（一

30、）电解CuCh Cu+Cb个阴极：Cu2+2e=Cu 还原反应阳极：2Cr-2e=C b t 氧化反应九.作业设计1.下列装置工作时，将电能转化为化学能的是（）A.风力发电机 B.硅太阳能电池C.纽扣式银锌电池 D.电解熔融氯化钠2.某同学将电解池工作时电子、离子流动方向及电极种类等信息表示在图中，下列有关分析完全正确的是（）直 流 电 源 d3.关于如图所示装置的叙述正确的是（）选项ABCDa 电极阳极阴极阳极阴极b 电极正极正极负极负极Q 离子阳离子阳离子阴离子阴离子A.甲乙装置中的锌片都作负极B.甲乙装置中的溶液内的H+在铜片上被还原C.甲乙装置中锌片上发生的反应都是还原反应D.甲装置中

31、铜片上有气泡生成，乙装置中的铜片质量增加4.水是生命之源。请结合如图所示的空间站水、气整合循环系统，回答下列问题:水|较 气 生 最 系 统I氢 4空 气 一 三 变丝逐蛆还啮急然 已 帝 尔反 应 器-甲 烷 水（1）萨巴蒂尔反应器”内保持300400 C,并放有催化剂。该装置中发生反应的化学方程式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _（2）萨巴蒂尔反应器”生成的水可以电解，实现氧气的再生，电解水的化学方程式5.如果用惰性电极持续电解CuCl2溶液，会出现什么

32、现象？习题与教学目标对于关系如下：十.教学反思1.本课时教学设计遵循“教-学-评一体化”思想，由四个环节7 个问题引发，通过学生活动和过程性评价可以看出，圆满的达成了预设的教学目标。2.本课时特色：创设真实且富有价值的魔术情境，引发学生兴趣，P0E教学策略的使用，既体现了化学学科中科学探究、证据推理、微观探析的学科素养，又利于突破教学重难点。随后在分组电解K I溶液的实验中引发学生的认知冲突，通过设置进阶性问题启迪学生进行解释，并利用所学来解密魔术，整体连贯自然，体现了在“做中学”、“学中用”的教学思想，促进了学生化学学科核心素养的全面发展。3.核心素养背景下的课堂教学更加重视知识获取的途径、

33、知识的形成过程以及在此过程中形成的思维模式和方法，本 课 时 采 用“四重表征法”（宏观一实验现象；微观一微观探析;符号一电极反应式；图像一原理、装置、能量图）力求实现生长课堂，不仅锻炼了学生四重表征间相互拓展和互相切换的能力，更加增强了其对电解池的理解和应用，感受到了化学学科独特的魅力与价值！第 2课时一、课标要求了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化的具体应用。认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。二、教材分析1.内容分析本节内容选自人教版选择性必修1 化学反应原理第 四 章 化学反应与电能第二节电解池。电解池的应用是中学化学基本理论的重要组成部分，是电化学的基础知识。电化

34、学原理在生产生活中应用十分广泛，因此教材编写过程中选择了冶炼金属钠、氯碱工业、电镀工业等与生产生活关系密切的知识加以介绍。本节课重点在于电解原理及其应用，电极反应的分析与表征，难点在于从电极材料和离子导体等角度，进一步完善电解池思维模型，因此本节课从剖析制钠原理，以问题形式分析电解饱和食盐水获得不同电解产物来拓展学生的认识方式和认识思路，自然过渡到氯碱工业及其应用，赞赏运用电解池对人类社会文明所起的重要作用，发展化学学科核心素养。2.素养呈现运用电解模型，从微观角度分析电解熔融氯化钠,发展的是宏观辨识和微观探析的素养:预测电解饱和食盐水的产物，并设计实验验证，体现了证据推理、模型认知、科学探究

35、等素养；通过实验探究电极对电解产物的影响，培养学生严谨求实的科学态度，并形成物质变化是有条件的化学理念；通过化学史，了解我国氯碱工业，体现创新意识、科学态度和社会责任等素养的培养。三、学情分析1.已有基础从知识层面看，学生已经掌握了离子反应、氧化还原反应、原电池、电解池的相关知识,该安排符合化学学科知识逻辑性和学生的认知规律，有利于学生展开本节课的学习；从能力层面看，学生初中已经熟悉了电解水的实验，具备以此为原型分析简单电解过程的能力，通过第一课时的学习，初步建构电解认知模型，具有根据模型分析化学问题的能力。2 .潜在困难此部分内容涉及微观的化学过程，内容比较抽象，学生学习存在一定的难度。四、

36、教学目标和评价目标1 .教学目标(1)通过对熔融氯化钠电解过程的分析，进一步巩固电解模型，初步体会电解原理的应用。(2)通过氯碱工业原理探究，学会从微观角度分析电解池的工作原理，通过氯碱工业隔膜的发展历程，建构有膜的电解模型；通过了解氯碱工业发展简史，让学生体会科研的艰辛，并为我国成为氯碱强国而感到骄傲。(3)通过实验探究活泼电极对电解产物的影响，进一步完善电解模型。(4)知道电极材料不同，电解液不同，电解产物不同，感受物质变化是有条件的，体会电解对人类社会进步的重要贡献。2 .评价目标(1)通过从微观角度分析电解熔融氯化钠的产物，诊断学生电解模型认知和应用能力,以及符号表征电极反应式的能力。

37、(2)通过应用电解模型，分析电解饱和食盐水的微观行为，诊断将微粒氧化性、还原性强弱运用于电极反应的能力以及实验设计能力。(3)通过解决氯碱工业中氢氧化钠纯度问题，发展学生的思辨能力和认识水平。(4)通过探究活泼电极对电解产物的影响，诊断学生的实验，提升学生证据推理能力，拓展学生认知方式和认识思路。3 .教学与评价思路1宏观现象化学科学实践科学探究与创新意识实验设计、实验探究,诊断学生的实脸设计、操作能力11微观本质化.期维-、证据推理与模型认知1-/宏观辨识与微观探析变化观念与平衡思想；发展学生的思辨能力利认识水平.in 问题解决化学科学价值)科学态度与社会责任诊断并发展学生对化学价值的认识水

38、平4.教学重点和难点重点：进一步完善电解模型，体会电解的应用难点：电解池思维模型的完善5.教学方法问题驱动、实验探究、小组合作6.实验仪器和试剂纽扣电池、5号电池，导线、注射器、2B铅笔笔芯、回形针、酚酷溶液、饱和食盐水、淀粉-K I试纸、铁氟化钾溶液五、教学流程情境E问题/任务活动 知识 素养k._J电解熔融的氯化钠 根据图示分析电解法制钠的原理 电解熔融的氯化钠的微观分析电解原理在金属冶炼中的应用 微观探析模型认知社会责任、电解饱和食盐水 分 析电解饱和食盐水的工作原理 如 何制得纯度较高的氢氧化钠 教师演示实验氯碱工业发展简史全氟离子交换膜视频氯碱工业的原理和应用实验设计需注意的问题：安

39、全性一宏观辨识微观探析社会责任学科价值/探究不同电极对电解产物的影响 活泼金属做阳极能参与反 应 吗？做阴极能反应吗？分组实验：阴极碳棒，阳极铁 阴阳极均以铁，电解 饱和食1 了解阳极放电顺序与还原性的关系电镀 科学探究科学态度社会责任、电解原理的应用 电解原理有哪些应用？归纳电解原理的应用电解产物因电极材料、电解液不同而不同模型认知,变化观念平衡思想六、教学过程环节一电解熔融的氯化钠【导入】上节课我们学习了电解的原理，电解就是在电流的作用下，使电子导体与离子导体在接触面上发生氧化还原反应，从而实现物质和能量的转化。那么电解是如何实现物质转化的呢？这节课我们一起来探究。【问题1 同学们，你们还

40、记得在必修课的学习中，我们用电解的方法，制备了什么物质？我们是电解什么物质制得金属钠的？【活动1】根据电解模型，学生分析电解熔融氯化钠的工作原理。【评价1】根据电解模型，分析电解熔融氯化钠制钠的原理，评价学生的微观推理和符号表征的能力。【过渡】与电解熔融氯化钠获得金属钠一样，人们还可以通过电解各种矿石，使矿石中的金属离子获得电子变成金属单质。这就是电冶金。【化学史1】电解与元素的发现。【设计意图】复习回顾电解模型，并利用电解模型，分析电解熔融的氯化钠的工作原理；通过化学史，初步体会电解的价值。环节二电解饱和的氯化钠溶液【问题2】电解饱和食盐水也能得到金属钠吗？【活动2】学生根据电解模型，分析预

41、测电解饱和食盐水的产物。【过渡】现在我们通过实验来验证我们的预测吧。【问题3 如何验证阳极产物Cl2?如何检验阴极产物H2?能用此简易装置来进行实验吗？如何改进？请画出改进后的实验装置图。【活动3】思考交流讨论，得出检验方案，并从安全性和环保的角度改进实验装置。【评价2】根据电解模型分析产物，并设计实验验证，评价学生设计实验的能力。【演示实验】利用改进后的装置，演示电解饱和食盐水的实验，检验阴、阳极产物。【过渡】用石墨做电极电解饱和食盐水可获得氯气和烧碱，习惯上把电解饱和食盐水的工业称之为氯碱工业。【化学史2】氯碱工业的发展简史【问题4】如要你是工程师，负责设计生产氯碱工业的设备，主要解决哪些

42、方面的问题？如何解决？【活动4】思考交流。从安全、环保、物质纯度等方面得出解决问题的方案。【化学史3】氯碱工业隔膜发展史【视频】全氟离子交换膜【问题5】全氟离子交换膜是哪种离子交换膜？它有什么功效呢？【活动5】学生观看视频，了解全氟离子交换膜。【问题6】因为阳离子交换膜阻止了 0H-向阳极迁移，为了平衡阳极室和阴极室的电荷，阳极的Na+向阴极迁移，在阴极区就可以得到N aO H,为得到纯净的N aO H,还需注意什么？【活动6】思考得出阴极反应物加有少量氢氧化纳的水。【评价3】通过解决氯碱工业的问题，评价学生的探究精神和分析能力。【设计意图】利用电解模型，分析并通过实验验证：惰性电极电解饱和食

43、盐水的产物有氯气和烧碱，通过氯碱工业隔膜的发展历程，构建有膜的电解模型；通过化学史，让学生体会科研的艰辛，并为我国成为氯碱强国而感到骄傲。环节三探究不同电极对电解产物的影响【过渡】我们知道，除了石墨，金属也是可以做电极的，目前氯碱工业，阳极使用金属钛网;阴极用碳钢网（涂有镶涂层）。【活动7】学生分组实验：以碳棒为阴极，以铁为阳极电解饱和食盐水阴阳极均以铁为电极，电解饱和食盐水【实验现象】阴极：铅笔芯迅速产生大量气泡，滴有酚酥的溶液变红；阳极：回形针无明显现象，既没有气泡，湿润的淀粉碘化钾试纸也无变化。【问题7】阳极无明显现象，是什么物质发生了失电子反应？如何检验？【活动7】分析预测并通过实验验

44、证阳极产物，体会电极可以参与反应。【问题8你们觉得还有哪些金属做阳极也会放电？铁做阴极，会反应吗？【活动8】分析归纳：活泼金属做阳极可以参与反应；做阴极不参与反应。【问题9如果以铁为阴极，以石墨为阳极电解氯化铜溶液，又会发生什么呢？【活动9】学生利用电解模型分析产物【评价4】依据学生实验以及现象分析，评价学生实验能力以及分析问题的能力。【问题10如果我想在铁表面镀上一层均匀致密的铜，怎么做？如何操作？【活 动10思考得出利用活泼金属做阳极可以参与反应而得出最佳方案。【评价5】通过问题“如何镀上一层均匀致密的铜？”，评价学生运用所学知识，合理解决问题的能力。【过渡】如果把阳极换成铜，Cu-2e=

45、C u,溶液中的Cu*浓度基本保持不变，在铁表面生成一层均匀致密的铜，像这样，应用电解原理在某些金属或非金属材料表面镀上一薄层其他金属或合金的过程，称之为电镀，电镀可以使金属更加美观耐用，抗腐蚀性能增强。【设计意图】通过实验探究电极对电解产物的影响，体会活泼电极做阳极是可以参与反应的，并利用这一性质，体会电解原理的应用一一电镀。环节四 小结提炼，原理应用一一促进知识结构系统、应用化【课堂总结】通过刚才的学习，我们知道以石墨为电极电解熔融的氯化钠，可以得到金属钠；电解饱和食盐水可以得到氯气、氢气、氢氧化钠；如果以铁为阳极，电解饱和食盐水，可以生成Fe?+；以铜为阳极，电极氯化铜，可以在阴极电极上

46、生成一层均匀致密的铜.我们发现，可以通过更换电极材料、使用不同的电解液、改变电解液的浓度等方式，从而实现物质的转化，使电解在工业生产上有广泛的应用，我们刚才学了哪些应用呢？【师生活动】电冶金，氯碱工业，电镀，除此之外，还有初中学过的电解水；以铁为阳极电解饱和食盐水的实验在工业上可以用来除含铝废水；还可以用于电有机合成；电解精炼铜；金属防护；电池充电.【结课】虽然电解在很多领域有着广泛的应用，但电解是高耗能产业，有什么办法能降低能耗，请听下节课。【设计意图】通过回顾小结，体会电极材料、离子导体不同电极产物不同，认识物质变化是有条件的，不同条件下会发生不同的化学反应。七、板书设计电解原理的应用一一

47、物质的转化离子导体熔 融NaCI饱 和NaCI溶液饱 和NaCI溶液氯化铜溶液阳极材料石墨石墨铁铜反应2Cl-2e=Cl22Cl-2e=Cl2Fe-2e-=Fe2+Cu-2e=Cu2+阴极材料石墨石墨石墨铁反应2Na+2e=2Na2H2O+2e-=H2+2OH-2H2O+2e=H2+2OHCu2+2e=2Cu用途电冶金氯碱工业污水处理电镀八、作业设计1.某同学设计如图所示装置，探究氯碱工业原理，下列说法正确的是（）电源Cu?l 墨A.石墨电极与直流电源负极相连饱和食盐水B.用湿润的淀粉K I 试纸在铜电极附近检验气体，试纸变为蓝色C.氢氧化钠在阳极区附近产生，N a,向石墨电极迁移D.铜电极的

48、反应式为2 H 2 O+2 e-=H 2 f+2 0 H2 .在铁制品上镀一层一定厚度的锌层，以下方案设计正确的是（）A.锌作阳极,镀件作阴极，溶液中含有锌离子B.伯作阴极，镀件作阳极，溶液中含有锌离子C.铁作阳极，镀件作阴极，溶液中含有亚铁离子D.锌作阴极，镀件作阳极，溶液中含有亚铁离子3 .利用如图所示装置模拟电解原理在工业生产上的应用。下列说法正确的是（）A.氯碱工业中，X电极上反应式2 H 2。-4 e =O 2 T+4 H+B.电解精炼铜时，Z溶液中的CM卜浓度不变C.在铁片上镀铜时，Y是纯铜D.制取金属镁时，Z是熔融的氯化镁直流电源4 .金属银有广泛的用途。粗银中含有少量F e、Z

49、 n、C u、P t 等杂质，可用电解法制备高纯度的银，下列叙述正确的是（已知：氧化性F e 2 N i 2+C u 2）（）A.阳极发生还原反应，其电极反应式为N i 2+2 b=N iB.电解过程中，阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C.电解后，溶液中存在的金属阳离子只有F e 2+和Z n?+D.电解后，电解槽底部的阳极泥中有C u 和 P t5 .某兴趣小组设计如图微型实验装置。实验时，先断开K 2,闭合K i,两极均有气泡产生；一段时间后，断开K i,闭合K 2,发现电流表A指针偏转。下列有关描述正确的是（）电解A.断开K 2,闭合K i 时，总反应的离子方程式为：2 H+2 C 一

50、C L T +H 2 TB.断开K2,闭合KI时，石墨电极附近溶液变红C.断开K”闭合K2时，铜电极上的电极反应式为：Cb+2e=2CrD.断开K i,闭合K2时，石墨电极做正极习题与教学目标对应关系九、教学反思本节课最大特色是教学过程中采用逐步递进的方式，让学生深入地理解电解原理，通过回顾并应用电解模型，分析电解熔融氯化钠的工作原理，然后借助问题“电解饱和食盐水能得到金属钠吗？”自然过渡到氯碱工业，之后引导学生思考：在安全可行性下，为了得到纯度较高的氢氧化钠，应该怎么做？逐步建构有膜的电解模型；再介绍目前氯碱工业的电极材料，引导学生通过实验探究，从电极材料角度进一步完善电解模型，明确物质变化