2019-2020年高中化学 1.2.3《电解法的工作原理及应用》同步教案 苏教版选修4.doc

2019-2020年高中化学 1.2.3电解法的工作原理及应用同步教案 苏教版选修4 【教学目标】1.使学生了解电解池的构造特点及工作原理；能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电池反应方程式；掌握放电顺序。2.通过对电解池的工作原理的探究，感悟科学探究的过程，训练观察、分析比较、归纳总结等科学方法。 3.通过戴维事迹介绍，激发学生学习化学知识的兴趣。通过实验培养学生求实的精神、合作学习的精神。 【教学重点】电解池的工作原理、放电顺序【教学难点】电解池的工作原理。【教学方法】诱思探究法、实验探究法【教学媒体】实验、多媒体、实物投影【教学过程】教师活动【引出】戴维故事1778年戴维出生在英国，是个淘气贪玩的学生。他常躲在顶楼学做实验，遭到别人的讥讽。22岁，制取了笑气（N2O）用于外科麻醉。但真正让他永载化学史册的是他成功制取了 K、Na 、Ca、Mg 、Ba 、Cs。写下化学史上光辉的一页。【设问】戴维是用什么方法取得了丰硕的成果呢？【板书】电解池的工作原理及应用【过渡】以稳定的NaCl ，Al2O3为原料生产Na和Al，常采用电解的方法。电解可以使许多不能自发进行的反应顺利进行。【投影】电解熔融态NaCl的装置【讲述】与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极。【引导讨论】1、通电前，熔融态NaCl存在哪些离子？这些离子运动情况如何？2、通电后，阴阳离子的运动情况有改变吗？各向哪个方向移动？为什么？3、通电后，外电路上电子是如何流动的？4、离子定向移动到电极表面时发生的是什么反应？属于什么反应类型？【多媒体动画】在直流电的作用下，NaCl在两极上分别发生氧化还原反应的过程。【讲述】打开电源，电子从电源负极到阴极， Na+定向移动到阴极，得电子，发生还原反应，生成钠原子。Cl-定向移动到阳极，失电子，发生氧化反应，生成氯原子，进而结合成氯分子。Cl-失电子，电子回到阳极，再回到电源正极。【板书】阳极：2Cl- -2e- =Cl2 氧化反应阴极：2Na+2e-=2Na 还原反应电解反应：2NaCl 2Na+Cl2【总结投影】在电流电的作用下，在阴、阳两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫电解。将电能转变为化学能的装置叫电解池。电解池的工作原理1、通电前，电解质电离出能自由移动的离子。2、通电后，自由移动的离子作定向移动。阳离子移向阴极，在阴极上得到电子而发生还原反应；阴离子移向阳极，在阳极上失去电子而发生氧化反应。【提问】1、电解前电解质先要电离产生离子，电离是电解的前提，除了熔融条件，还有什么条件能使电解质电离？ 2、电解质溶液中，除了电解质自身电离出的离子，还有其它离子吗？ 【设问】电解电解质溶液时，水中的氢离子和氢氧根离子会反应吗？【设问】当电极周围存在多种离子时，是一起反应，还是只有一种离子反应？如果只有一种离子反应，哪种先反应？有没有规律可循？【讲述】解决这些问题，让实验事实说话，实验前请思考、讨论完成学案。【投影】实验探究：将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入U型管内的CuCl2、NaCl、溶液中 ，再接通16V直流电源，观察现象。约3min后切断电源。【投影】观察实验现象，根据实验事实指出，在直流电的作用下，哪些离子优先在电极上反应。写出电极反应式和电解反应方程式。【演示实验】电解硫酸钾溶液，检验生成的气体。倒出少许溶液，滴加紫色石蕊试剂。【提问】电解硫酸钾溶液时，哪些离子优先在电极上反应？【小结】分析同学们实验的现象，我们知道当电极周围存在多种离子时，只有一种离子反应放电，且放电顺序是，阳极：Cl-OH-、OH- SO42- 阴极：Cu2+ H+ 、H+ Na+、H+ K+【提问】请同学分析以上数据进一步总结出阴极、阳极离子放电顺序规律。【讲述】阳离子在阴极反应的本质是得电子，发生还原反应。因此当离子氧化性越强，越容易得到电子。金属活动顺序表表示金属还原性强弱，金属越不活泼，对应阳离子的氧化性越强。同理阴离子还原性越强，越易失去电子，越易在阳极反应。【设问】上述实验的电极材料全是石墨。若阳极用铜，阴极用铁，电解CuCl2溶液，情况又如何呢？【讲述】还原性越强，越易在阳极反应。金属还原性很强，若阳极材料用金属，金属优先于溶液中的离子放电（金属铂、金除外）。氧化性越强，越易在阴极反应。金属没有氧化性，所以阴极是什么材料对电极反应无影响。【投影】常见阴极放电顺序：Ag+Fe3+Cu2+H+Fe2+Zn2+Al3+Mg2+Na+常见阳极放电顺序：金属S2- I- Br- Cl- OH-含氧酸根 F-【自主小结】1通过本节课的探究，你学到了哪些化学知识？2通过本节课的探究过程，你接触到了哪些化学学科的科学探究方法？【作业】1、离子放电的能力不完全取决于它的氧化性强弱，还与其他因素有关。与什么因素有关？课后请查阅资料。2、学习了电解池的工作原理，如何在锌片表面镀银呢?学生活动倾听，体验戴维成功的喜悦产生疑问，情绪高涨倾听讨论，回答观看倾听记忆回答思考自由讨论，猜测，设计、修改实验方案实验并观察现象，准确记录现象。汇报结果（略）观察现象回答问题思考讨论，归纳总结倾听记忆倾听、体会小结设计意图激发学生学习化学知识的兴趣使学生产生悬念，激发学生的求知欲，为探究新知识做铺垫设计问题引导学生思考使抽象知识形象化，更直观理解电解池工作原理使学生学会正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电池反应方程式加深记忆，为下面学生分析电解其他几种溶液奠定基础巧妙过渡，深化探究活动创造学生认知冲突，激发学习兴趣引导学生用已有知识解决问题培养学生动手能力，观察能力，及团结合作精神培养学生概括总结能力及口头表达能力通过演示实验，培养学生操作规范性创设问题使学生处于思考问题、探索问题的情境中，训练学生逻辑思维能力，培养学生总结归纳能力温故而知新，优化知识系统 教给学生科学的探究方法，并使他们有整体化清晰认识提供新探究课题，让学生自学去解决新问题；在学以致用中培养知识迁移能力【教学设计说明】在进行本节课教学设计时，充分体会到教材编写的递进思路，遵循由简单到复杂的原则进行教学设计。首先分析电解熔融盐的情况，然后分析电解水溶液，水不参与、参与电解过程的情况，进而分析金属电极参与电解过程的情况，最后总结放电顺序。采用这种方式有利于使学生深入认识电解原理，符合学生的认知规律。本节课教学重点，一是：电解池的工作原理。我设计了一些梯度小的问题，引导学生循序渐进掌握电解池的工作原理，并辅助多媒体动画播放电子流动及反应过程，从微观角度加深学生对电解池的工作原理的理解。并为下面学生分析电解其他几种溶液奠定基础。二是：放电的顺序。化学是以实验为基础的科学，我改教师演示实验为学生探究实验。这样设计，推迟结论呈现的时间，让学生有足够的时间思考、想象、动手动脑探索，最大限度地挖掘学生的潜能，使学生充分体会到成功的喜悦。本节课追求的目标，一是：通过“提出问题、设计实验、实验探究、得出结论、总结规律、(应用规律)”教学，使本节课一气呵成，让学生在获取知识的过程中，逐步掌握科学探究的一般方法，学会学习。二是：以学生活动为主，努力体现以学生为主体的教学思想。把课堂还给学生，使其成为真正的主人。教师努力追求学生的成功。三是：注重自主学习与合作探究。不仅激发学生学习积极性，而且提高学生思维水平。让学生在相互讨论、辨析中学会倾听别人的意见，取人之长补己之短，从而营造一个轻松民主共同提高的课堂氛围。