2019-2020年高中化学《电能转化为化学能》教学设计 苏教版必修2.doc

2019-2020年高中化学电能转化为化学能教学设计 苏教版必修2一、设计思想新课程改革的重要特点之一就是改变学生的学习方式，要求学生学习方式由原有的单一的“接受式学习”转变为多元化学习方式，围绕具体的问题展开，教师在教学的整体过程中或是某些教学环节上有意识地创设良好的问题情境，有助于学生产生认知冲突，使学生产生想解决这种疑惑的求知欲，因此，以问题驱动是实现这一目标的有效教学手段。通过实验探究、问题讨论、分析比较等形式，并结合多媒体技术，让学生生成新知识，从而培养学生持续探究的学习及发现并解决问题的习惯。本课从学生已有的相关知识出发，紧紧围绕电解饱和食盐水与电解氯化铜溶液设计问题，从电解NaCl溶液氯化铜溶液NaCl和CuCl2混合液调换电解饱和食盐水的Fe、C电极，问题层层递进，引导学生从本质上认识电解原理。由于理论的学习较为抽象，适时结合实验及多媒体动画加以辅助教学，有助于学生从感性认识上升到理性认识。二、教材及学情分析电化学知识是中学化学重要基本理论之一，既涉及理论知识，又与元素化合物知识密切相关。电解原理的学习，是在学生已经学习和掌握了氧化还原反应、金属的性质、电解质溶液、离子反应、原电池原理等知识的基础上安排的，是电化学知识的深化和发展，具有一定的科学性。它可使学生在接受新知识中有旧知识作基础，缓解学习困难，体现知识梯度的合理性。学生已经知道一些重要的电解反应，如电解H2O、NaCl溶液等，但对电解反应还只有宏观、感性的认识，本节课将引导学生从微观层面进一步认识电解反应，为选修4电解的工作原理的学习打下基础，具有承上启下的作用。高一学生有一定观察、分析、综合、比较、分类、归纳和演绎的思维能力，但上述思维能力、研究方法和理论基础不够完备。三、教学目标知识与技能1.通过实验探究，认识电能可以转化为化学能，初步认识电解池的原理，并能书写电极反应式。2.了解电解和电镀的重要性及其应用，。过程与方法 1.运用实验探究、多媒体动画等方法，学习电解原理。2.能通过观察、实验等手段知道构成电解池的构成条件，并运用比较、分类、归纳、概括等方法得出电解的规律，知道原电池和电解池的异同点。情感态度与价值观通过化学能与电能的相互转化，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。四、教学重点难点1.初步了解电解的概念、原理、组成及应用。2.电极反应式的书写六、教学基本流程利用层层递进的问题链构建学科体系：【教学片断一 构成电解池的条件】设问：通过我们前面的学习，知道了化学能可以转化成电能，那么电能能转化成化学能吗？必修一中学过的电解饱和食盐水就能实现这种变化。今天我们要深入解析电能如何转化为化学能。板书：一、电解原理1、定义：在直流电作用下，在两极分别发生氧化反应和还原反应的过程问题：请你模仿电解饱和食盐水的装置设计一个装置电解氯化铜溶液。板书： 2、装置：教师：由于铁与氯化铜溶液会发生反应，用石墨代替铁棒演示实验：电解氯化铜溶液 （阳极：产生氯气 阴极：析出红色固体Cu）教师：通过电解，产生了新物质。从能量变化的角度来看，这里实现了怎样的变化？学生：电能转化为化学能投影：电解池：将电能转化为化学能的装置问题探究1：构成电解池的基本条件有哪些？学生：外接直流电源、阴阳两极、电解质溶液、形成闭合回路追问：它和原电池最大的不同点是什么？学生：有外接直流电源、电极的名称不同设计意图：通过电解氯化铜溶液和NaCl溶液的电解装置，得出构成电解池的条件，通过对实验现象的观察为理论的提升做准备。【教学片断二 电解原理的探究】问题探究2：为什么铜在阴极产生，氯气在阳极产生？而不是相反？点拨：1、氯化铜溶液中含有哪些微粒？（Cu2+、H+、Cl-、OH-）2、在直流电的作用下，离子会定向迁移，分别向哪极移动？（电源负极电子流出到阴极，阳离子向阴极迁移，得到电子，发生还原反应；阴离子向阳极移动，失去电子，发生氧化反应）板书：3、电极反应：阳极-失去电子-氧化反应 阴极-得到电子-还原反应练习：写出电解CuCl2溶液的电极反应式及总反应式阳极: 2Cl- 2e- = Cl 2 阴极: Cu2+ 2e- = Cu CuCl2 Cu + Cl2设计意图：透过现象看本质，感受现象升华成理论的过程，反馈学生对知识的理解程度。问题探究3：试分析电解NaCl溶液的阴阳极反应？学生：H+向阴极迁移，在阴极得到电子析出H2；Cl-向阳极迁移，在阳极失去电子产生Cl2。练习：写出电解NaCl溶液的电极反应式及总反应式阳极: 2Cl- 2e- = Cl 2 阴极: 2H+ 2e- =H2 总反应式：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+ Cl2 教师：电解饱和食盐水是氯碱工业的基础，这是电解原理的一个重要应用板书：二、应用：1、氯碱工业设计意图：电解饱和食盐水是高中阶段学习过的第一个重要的电解反应，必修一中只要求学生识记阴阳极产物，通过前面电解CuCl2溶液原理的分析，学生能够分析出两极的电极反应，进一步加深对电解原理的理解。问题探究4：电解NaCl+CuCl2混合液，阴阳极产物分别是什么？学生1：阳极产生氯气，阴极析出铜。追问：为什么你判断阴极析出铜，不产生氢气？学生1：电解氯化铜溶液时，溶液中也有氢离子，但实验结果是析出铜，没有产生氢气。点评：很好，这位同学用了“类比”的方法判断阴极析出铜，而不是氢气追问：本质是什么？学生1： Cu2+比H+更容易得电子。得电子体现什么性？（氧化性）投影：氧化性：Cu2+H+ 学生2：我觉得阴极先析出铜，后析出氢气。因为混合液的浓度没说，当铜离子完全析出后，氢离子就会得到电子，产生氢气。点评：说的有道理，这位同学的思维很严密！问题探究5：电解NaCl溶液有可能析出金属Na吗？如何制备得到金属Na？学生：不可能，因为Na+的氧化性比氢离子小投影：氧化性：Cu2+H+Na+学生：无水环境，电解熔融NaCl制备Na。教师：构成电解池的电解液不一定是电解质溶液，也可以是熔融电解质练习：请写出电解熔融NaCl的电极反应及总反应式阳极: 2Cl- 2e- = Cl2 阴极: 2Na+ 2e- = 2Na 2NaCl Na + Cl2教师：利用电解的原理可以冶炼Na、Mg、Al等活泼金属。板书：2、冶炼活泼金属教师：溶液中阴离子有氯离子和氢氧根离子，为什么阳极是氯离子放电？投影：还原性：Cl-OHFlash动画：感受电解的过程。（溶液中Cl-、OH-、Cu2+、H+自由移动，接通电源，阳离子往阴极移动，铜离子在竞争中获胜，得到了从电源负极流出的电子；阴离子往阳极移动，氯离子在与氢氧根离子的竞争中获胜，失去电子，产生氯气）设计意图：通过对NaCl与CuCl2混合溶液分析，将已学知识与新知识进行联系、对比，引发学生思考，问题层层递进，从现象到本质，巩固对电解原理的认识，通过Flash动画的呈现，更形象地呈现电解反应的过程，有助于学生对电解原理的理解。问题探究6：铁棒与碳棒互换会影响氯碱工业的生产吗？学生：会影响，（从阴阳极反应类型的角度去看）铁作阳极会失去电子。投影：还原性：金属（Pt、Au除外）Cl-OH 设计意图：以氯碱工业为载体，探究电极对电极反应的影响，为电镀的学习作铺垫。【教学片断三 电解原理的应用】问题探究7：根据电解原理设计实验装置，使铁的质量不减少，又在铁表面析出铜学生1：铜为阳极、铁作阴极、氯化铜溶液为电解质溶液学生2：石墨为阳极、铁作阴极、氯化铜溶液为电解质溶液教师：哪种方法更好，为什么？学生：第一种。第二种方法中，铜离子浓度不断下降（镀层速度改变，镀的不牢固）。投影：电镀：以镀层金属为阳极、镀件为阴极、含镀层金属离子的盐溶液为电解质溶液师：生活中，我们常常用到白铁皮（镀锌铁皮）它有不易生锈和耐腐蚀的优点。可用于制作屋面、卷管和各种容器。 问题：铁不能置换出锌，有什么方法在铁表面镀上锌？（电解的原理）实验展示：铁片上镀锌板书：3、电镀阅读：P45 拓展视野 铜的电解精炼学生：粗铜为阳极 纯铜为阴极 硫酸铜溶液为电解质溶液板书：4、电解精炼铜设计意图：巩固所学知识，学以致用。通过电镀实验的展示，让学生感受到化学的实用价值，提高学习化学的兴趣。化学史话：戴维是化学史上发现新元素最多的人，你知道他用的什么方法吗？（电解）。1799年伏打发明了世界上最早的电池伏打电池，一年后戴维采用伏打电池电解水获得成功，经过不断探究，他通过电解的方法制得了Na 镁 钙 硼 硅等八种元素,开启了人类发现元素的新时代。设计意图：通过化学史的教育，感受电解的学科价值及社会价值。投影：电解池与原电池的比较电解池原电池判断依据能量转换电极离子的迁移方向发生氧化反应的电极 发生还原反应的电极 相同点(从原理分析）课堂练习：1. 下列装置中属于原电池的是 （ ）属于电解池的是 （ ） 2下列有关电解的说法正确的是（D ） 电解是把电能转变成化学能 电解是把化学能转变成电能 电解质溶液导电是化学变化，金属导电是物理变化 不能自发进行的氧化还原反应，通过电解的原理可以实现 任何溶液被电解时，必将导致氧化还原反应的发生A B C D七、板书设计：电能转化为化学能一、 电解原理1、定义：在直流电作用下，在两极分别发生氧化反应和还原反应的过程2、装置：3、电极反应：阳极-失去电子-氧化反应 阴极-得到电子-还原反应二、应用1、氯碱工业 2、冶炼活泼金属 3、电镀 4、电解精炼铜副板书：1、电解CuCl2溶液：阳极: 2Cl- 2e- = Cl 2 阴极: Cu2+ 2e- = Cu 总反应：CuCl2 Cu + Cl22、电解NaCl溶液： 阳极: 2Cl- 2e- = Cl 2 阴极: 2H+ 2e- =H2 总反应：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2+ Cl2 3、电解熔融NaCl： 阳极: 2Cl- - 2e- = Cl 2 阴极: 2Na+ 2e- = 2Na 总反应：2NaCl Na + Cl2