《电解原理及其应用》教学设计和教学反思教学应用教学反思电解

电解原理及其应用教学设计和教学反思福清一中 吴国海1教学内容分析 本节课对应内容是苏教版高中化学化学反应原理（选修）专题一化学反应与能量变化第二单元化学能与电能转化中电解的原理及应用中的一节内容。该内容是高中化学中电化学的重要组成部分，是高中化学教学的一个重点和难点。学生已经学习了原电池的相关知识在此基础上进一步学习电解知识符合学生的认知规律，同时学习好该部分内容，为进一步学习电解的应用提供良好的知识平台。本节课安排四个活动，一是交流与讨论电解熔融态氯化钠；二是活动与探究电解氯化铜溶液；三是交流和讨论电解饱和食盐水；四是观察与思考电镀银的工作原理。其目的是帮助学生理解电能转化化学能的条件和方法。 2学生学习情况分析高二学生求知欲望较强，逻辑思维正在日趋发展中，但理论知识学习上仍需借助感性材料的支持。对于一些相似原理，概念的辨别能力还不够，容易产生混淆现象。 在本节课的学习中，通过实验引导学生自主探究、通过对现象的观察，问题的讨论，促使学生主动获取知识，同时消除学生对理论的抽象感和乏味感。学生在上一节学习了原电池的概念，掌握负极、正极的概念及其电极反应的书写，自然引出电解池的内容，但学生学到电解池后和原电池比较容易搞混，所以应注意强调：原电池的电极为正极、负极。电子流出的电极为负极，电子流入为正极；而电解池的电极称为阴极、阳极。无论电解池、原电池都发生氧化还原反应，所在教学中要注意强调：负极和阳极发生氧化反应而正极和阴极发生还原反应，应提醒学生注意辨析。 3设计思想中学化学课教学设计规范指导意见指出：“课堂教学要提供尽可能充足的实验或数据等化学事实”。本节主要使用实验探究法进行教学。从教材的内在联系和学生认知能力的实际出发，设定情景，提出问题；分析问题，提出假设；设计实验，验证假设；分析结果，得出结论。考虑到学生的现有水平，由教师引导学生设计好实验方案，明确重点观察的实验现象，发现问题、总结规律、获得新知。本节整个教学过程要充分体现以学生为主体，教师为主导的教学思想，教师只起导演的作用，放手让学生去探究；通过分组实验，培养学生的合作精神。本人采用实验探究的教学模式，教学过程中注重为学生创设问题情境，注重引导学生去发现问题、解决问题。让学生在动手亲身体验中学习，在学习中思考，真正做到转变学生被动学习为主动去学习，提高学生的科学素养，培养以学生的科学探究能力为主的新课程教学理念。4教学目标1 知识与技能：（1）理解电解的原理，掌握电解池的构成条件及电极反应的书写。 （2）通过实验探究出离子的放电顺序以及不同的电极材料，阴、阳极上产物的判断。2过程与方法：通过实验操作及对实验现象的观察、分析和推理，让学生体验科学探究的过程，形成一定的实验能力，观察能力、和思维能力。3 情感态度与价值观：通过实验探究，培养学生良好的科学态度和科学方法，渗透由现象看本质、由个别到一般、由一般到特殊的辩证唯物主义观点。 5教学重点和难点【教学重点】 电解池的工作原理【教学难点】 离子放电顺序，非惰性电极作阳极时产物的判断【教学方法】 多媒体辅助教学、分组实验探究法（分为28小组）、对比法、阅读讨论法6教学过程设计板书一、电解池的工作原理设问：我们知道常温下，金属钠能和氯气反应；铝也能和氧气发生反应生成氯化钠和氧化铝。工业上用NaCl和Al2O3为原料生产金属钠和铝，工业上是如何实现这个转化的？学生回忆：用电解的方法。介绍：图1-20 电解熔融态氯化钠的原理图；通电前, Na+ Cl- 在无规则自由运动.通电后, Na+向阴极(与电源负相连)移动,Cl+向阳极(与电源正相连)移动.讲述：为了与原电池的两电极区别，我们把与电源正极相连的电极称为阳极，与负极相连的电极称为阴极。板书： 阳极：与电源的正极相连。 阴极：与电源的负极相连。学生活动：写出阳极和阴极的电极反应式并分析电解过程中电流和电子流向。阳极：2Cl-2e-=Cl2 (失去电子发生氧化反应)阴极：2Na2e-=2Na （得到电子发生还原反应）总反应：2NaCl = 2NaCl2讲述:通过以上分析你能明白什么是电解，什么是电解池吗？板书：1、电解：使电流通过电解质溶液而在阴阳两极上引起氧化还原反应的过程。 2、电解池：把电能转化成化学能的装置。设计意图：教会学生书写电极反应式，顺理成章引出电解的概念回忆： 教师投影根据提供的仪器（烧杯、导线、灵敏电流计等）和药品（锌、石墨碳棒、氯化铜溶液等），你能否设计成原电池，若能，请组成一个原电池装置并写出电极反应和总反应。设计意图：复习相关电化学旧知识，为学习新知识做好铺垫与即将学习的新知识形成对比。学生：思考交流，得出结论，能组成原电池：碳锌氯化铜原电池。学生活动：上台组装，并书写电极反应碳锌氯化铜原电池。 负极：Zn-2e-=Zn2+ 正极：Cu2+2e-=Cu 总反应：Zn+Cu2+= Cu+Zn2+教师：点评并与学生一起简单回忆原电池的原理与构成条件。活动与探究投影：思考题：若将组装的原电池中的两个电极都改为碳棒，同时外加一个直流电源组成一个闭合回路，请你预测一下可能的实验现象。学生：相互交流，讨论并说出可能产生的实验现象。设计意图：激发学生的学习兴趣和求知的欲望，产生认知方面的需求。讲述：请大家完成实验1-22，仔细观察并记录好实验现象。学生探究活动：分组实验，教师逐组巡视，并为学生提供知识帮助，及时解决学生的有关问题。学生：认真实验，仔细观察实验现象，并开始思考，讨论产生此现象的原因。教师：点评实验进行的情况，描述实验现象。学生回答：阴极石墨碳棒上有一层红色物质析出，说明有铜生成；阳极石墨碳棒有刺激性气体产生，该气体可使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝色，则说明有氯气生成，同时溶液的颜色逐渐变浅。设问：通过观察到的实验现象，说明了什么问题？师生小结：投影，通过以上实验说明氯化铜溶液受到电流的作用，在导电的同时发生了化学变化，生成铜和氯气。讲述：氯化铜溶液在电流的作用下会分解成铜和氯气呢？板书：电解氯化铜溶液原理分析投影：请大家思考并讨论如下问题：（1） 通电前，CuCl2溶液中存在那些离子？这些离子作如何的运动？（2） 通电后，溶液中的离子运动有何变化？为什么？（3） 电源接通后，电路中的电子流向如何？当阴、阳离子移向电极表面时，哪些离子发生了变化？（4） 你能写出两个电极上发生的反应并指出反应的类型吗？总反应如何呢？设计意图:教师设计探究性的问题逐步层层引导学生思考，最终让学生理解氯化铜在电流作用下发生变化的原因，从而理解电解的原理。学生：学生分组讨论，老师及时点评。教师：链节flash动画，让学生对以上问题分析加深感性认识。学生：学生完成阴、阳两极上的电极反应，并指出反应类型。板书：阳极：2Cl-2e-=Cl2 (氧化反应)阴极：Cu22e-=Cu （还原反应）总反应：CuCl2=CuCl2设问：根据以上电解氯化铜的装置，以及对比原电池的构成条件，你能否总结出电解池的一般构成条件？学生：学生相互讨论，学生回答。板书：3、电解池的构成条件（1） 有两个电极（活性可相同，也可不同）（2） 有电解质溶液（3） 有外加直流电源，并形成闭合回路设计意图：通过教师的诱导，使问题逐层分解开来，最终完成电解原理的探究的学习。启发思维：其它条件不变，若将CuCl2溶液换成NaCl溶液进行实验，你能预测可能的实验现象吗？学生回答：思考回答，阳极上应该有氯气生成，溶液中由于Na+浓度比H+大，阴极上应有金属钠生成。讲述：结论到底怎样，请大家进行实验。学生探究：学生实验，仔细观察实验现象。学生回答：阳极上生成可使湿润的淀粉碘化钾试纸变蓝的气体是氯气，阴极上产生的气体是氢气。）板书：阳极：2Cl-2e-=Cl2 (氧化反应)阴极：2H2e-= H2 （还原反应）总反应：2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+ H2Cl2讲述：根据以上两个实验现象和实验的结论你能得出离子的放电先后又主要决定于什么吗？学生回答：离子的放电先后应是由离子的氧化性强弱决定的，因为Na、H、Cu2+三者的氧化性逐渐增强，所以最先放电是Cu2+其次是H。设计意图：让学生产生认知上的冲突，进一步激发学生积极思考，让学生在问题的解决中建构新知识。师生小结：共同总结离子放电的先后顺序。板书：离子的放电顺序阴极上放电顺序（得电子能力）Cu2+H+Na+阳极上放电顺序（失电子能力）Cl-OH-（含氧酸根）讲述：教师对上述离子放电顺序作简单得说明。 提升认识投影：问题讨论：以上得出的放电顺序都是以石墨为电极，若改用其它的电极材料（如铜或锌），电解CuCl2溶液实验现象会相同吗？请大家通过实验进一步探究说明。学生探究活动分2组完成，统一汇报实验结果电解质溶液电极名称电极材料 现 象CuCl2溶液阴极C阳极CuCuCl2溶液阴极Cu阳极Zn学生：实验结论（阴极上的放电顺序与电极材料无关，阳极上的放电先后与电极材料有关。讲述：阳极上的放电情况与电极材料有关，当电极材料为活动金属电极（除Au、Pt、C）首先是电极材料自身受到电流的作用溶解放电，溶液中的阴离子不失电子；当活性电极作阴极时不会溶解放电。如果有兴趣的同学，可上网查询进一步了解原因。设计意图：通过探究实验，让学生进一步了解阳极材料的不同对阳极上放电的影响，为学习铜的精炼以及电镀作好知识的铺垫。教师：电镀是应用电解的原理在某些金属和非金属材料表面渡上一薄层其它金属或合金的过程。讲述：电镀注意事项：（1）阳极：镀层金属。阴极：待镀的金属制品。电镀液：用含有镀层金属离子的溶液。（2）阴极：必须可以导电，且表面洁净、光滑。（3） 实质：阳极参加反应的电解用硝酸银做电解质溶液在铜片表面镀银的实验：阳极：Ag- e -= Ag+阴极：Ag+ e -= Ag阳极的银（镀层金属）不断减少，阴极的银（镀件）不断增加，减少的银和增加的银的年质量相等。电解质溶液中的硝酸银含量保持不变。整理与归纳原电池和电解池的比较： （1）电极名称：原电池的电极叫正、负极，电解池叫阴、阳极。（2）电极反应：都是发生氧化还原反应。（3）能量转化形式：原电池是将内部的化学能转化为电能；而电解池是将电能转化为化学能。 板书设计 电解原理及其应用1、电解：使电流通过电解质溶液而在阴阳两极上引起氧化还原反应的过程。 2、电解池：把电能转化成化学能的装置。（1）电解熔融态氯化钠的原理阳极：2Cl-2e-=Cl2 (失去电子发生氧化反应)阴极：2Na2e-=2Na （得到电子发生还原反应）总反应：2NaCl =电解= 2NaCl2（2）电解氯化铜溶液原理分析：阳极：2Cl-2e-=Cl2 (氧化反应)阴极：Cu22e-=Cu （还原反应）总反应：CuCl2=电解=CuCl2（3）电解氯化钠溶液原理分析：阳极：2Cl-2e-=Cl2 (氧化反应)阴极：2H2e-= H2 （还原反应）总反应：2NaCl+2H2O=电解=2NaOH+ H2Cl2离子的放电顺序：阴极上放电顺序（得电子能力）Cu2+H+Na+阳极上放电顺序（失电子能力）Cl-OH-（含氧酸根）（4）用硝酸银做电解质溶液在铜片表面镀银的实验：阳极：Ag- e -= Ag+ 阴极：Ag+ e -= Ag3、原电池和电解池的比较： （1）电极名称：原电池的电极叫正、负极，电解池叫阴、阳极。（2）电极反应：都是发生氧化还原反应。（3）能量转化形式：原电池是将内部的化学能转化为电能；而电解池是将电能转化为化学能。教学反思：本节课是在学生学完原电池的基础上来学习电解的原理及其应用，我在授课过程中主要采用了和原电池对比的方法，使学生在脑海里形成对两种装置的清晰认识，使知识在学生头脑里系统化、网络化。同时采用实验探究的方法，培养学生的实验探究的能力，培养发散思维和合作意识。6