电解池教学设计
第四章第三节《电解池》教学设计
一、教学目标设计
根据本教材的结构和内容分析,结合着高二年级学生他们的认知能力及其心理特征,我制定了以下的教学目标:
【知识目标】
1.理解认识电解原理
2.正确书写阴阳两极的电极反应式及电解的化学方程式。
【能力目标】
通过学习,培养学生对实验的操作、观察、分析和推理能力,培养学生发现问题、分析问题和解决问题的科学探究精神和创新能力。
【情感目标】
调动学生参与教学过程的积极性和主动性;培养学生实际生活中保护环境的意识和态度。
【教学的重、难点】
1.教学重点:理解电解的基本原理。
2.教学难点:阴阳两极的电极反应式及电解的化学方程式的正确书写。
二、教学背景分析
电解原理是中学化学重要基本理论之一,它以高一所学的氧化还原反应为本质,以高二的原电池为基础,与实际生产生活密切相关(电解铝)的原理,是历年高考中的考点。通过对电解池的学习之后,学生会将高一和高二所学的知识联系起来形成系统的知识网络,对培养学生的认知规律有很大的提高。
三、教学策略制定
通过实验与多媒体的有机结合,进行问题探究、实验探究、分组讨论,归纳总结,体现“以问题为引导,学生为主体”的八步课堂教学法。指导学生运用实验观察、分析、比较、讨论、概括、练习等学习手段,通过亲自动手参与实验,分析讨论实验现象,得出结论的过程培养其探索精神及分析问题的能力。同时,也能够培养学生的主体性与合作精神。
四、教学过程设计
(一)创设情景,引入新课
回顾高二所学的原电池实验,加上导线能使电流通过,改装实验装置加上电池,大屏幕上演示电解氯化铜来生产铜和氯气来激发学生的求知欲,从而引出新课——电流是怎样使物质发生反应的呢?
(二)学习电解原理
【探究活动1】通过演示电解氯化铜实验回答下列问题
问题1:通电前,氯化铜溶液中含有哪些微粒?
问题2:在通电时这些微粒各向什么区移动?
问题3:通电后在阳极和阴极各发生什么样的电极反应?
【设计目的】培养学生归纳能力和逻辑思维能力,总结出电解原理,电极反应等概念。
【学生活动】阅读教材回答出下列几个问题
1.电解池的组成 2.离子的移向3.电子的流向4.电流的流向
【教师拓展】引导学生总结出原电池和电解池的组成与工作原理的区别
【设计目的】让学生运用比较的方法来掌握概念、理解规律。
【探究活动2】探究阴阳两极的放电顺序(分组实验)
实验器材:反应容器(U型管) 、直流电源、导线、 电极(碳棒或铜棒) 第一组:惰性电极电解NaCl溶液 第二组:铜作为阳极材料电解CuSO4溶液 第三组:惰性电极电解Na2SO4溶液
【学生活动】汇报实验结果
第一组:阳极:Cl2 阴极:H2
第二组:阳极:铜棒质量减轻 阴极:Cu
第三组:阳极:O2 阴极:H2
【设计目的】让学生总结出电解池的放电顺序:
阳极放电能力:金属单质>Ag>Cu>H>Fe>Zn > Al > Mg > Na> K阴极放电能力:S2->I ->Br ->Cl - >OH ->含氧酸根
【教师拓展】金属电极做阳极,金属本身被氧化(金、铂除外)
(三)、学习电解原理的应用
【探究活动1】通过实验电解饱和食盐水推测反应产物写出电极反应式和化学式。 +2++2+2+3+2++ +
【设计目的】了解氯碱工业--电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气的基本原理。锻炼学生独立写出电极反应式和化学式的能力。
【探究活动2】演示实验电解精炼铜
【设计目的】了解电解精炼铜的基本原理,掌握阳极泥的概念。
【学生活动】阅读教材关于电镀部分
【教师拓展】电镀的基本原理,阴阳极金属的选择,电镀在金属腐蚀方面的重要应用(牺牲阳极的阴极保护法)。
【学生活动】阅读教材关于电冶金部分。
【教师拓展】电冶金的基本原理,电冶金在冶炼活泼金属中的重要应用,电解熔融盐是冶炼像Na、Ca、Mg、Al等活泼金属的几乎是唯一可行的工业方法。
【思考与练习】习题
(四)总结对比电解池与原电池异同
(五)布置作业
五、教学评价设计
1.学生能否理解掌握电解原理及其应用,能否正确书写阴阳两极的电极反应式和化学式。
2.学生能否养成对实验的操作、观察、分析和推理能力,学生发现问题、分析问题和解决问题的科学探究精神和创新能力。
3.能否激起学生对于化学知识的热爱。
4.通过小测验、作业完成情况、与学生课上互动、课下交谈对教学效果进行评估,教学效果能否达到设定的教学目标,知识目标,能力目标,情感目标。
六、教案设计
第三节 电解池
一、电解原理
1.电解概念: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叫做电解。
2.电解池概念:把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。
3.电解池的组成条件:直流电源、电解质溶液、电极(常用惰性电极:Pt、Au或石墨)成闭合回路。
4.电极反应:
(以惰性电极电解CuCl2为例)
阴极:Cu2++2e-=Cu (还原反应)
阳极:2Cl- - 2e-=Cl2↑ (氧化反应)
电解总反应: CuCl2 Cu+Cl2↑
5、在电解过程中电子的流动方向:电子从电源负极流出,从正极流入,阴离子移向阳极,阳离子移向阴极。
6、电解时电极产物的判断(惰性电极):
放电顺序(常见)
阳极放电能力:金属单质>Ag+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+ > Al3+ > Mg2+ > Na+ > K+ 阴极放电能力:S2->I ->Br ->Cl - >OH ->含氧酸根
金属电极做阳极,金属本身被氧化(金、铂除外)。
二、电解原理的应用
1.电解饱和食盐水制烧碱、氯气和氢气——氯碱工业
2.电解精炼铜
(1)粗铜的溶解与纯铜的生成。
阳极(粗铜):Cu -2e- = Cu2+
阴极(纯铜): Cu2+ + 2e- = Cu
(2)比铜活泼的金属:Zn、Fe、Ni只溶解,不析出。
(3)比铜不活泼的金属:Au、Pt不溶解,而以单质沉积形成阳极泥。
(4)电解质溶液中CuSO4的浓度基本不变。
3.电镀
(1)利用电解的原理在金属表面上镀上一层其它金属或合金的过程。
(2)阳极:镀层金属。
阴极:待镀的金属。
电镀液:用含有镀层金属离子的溶液。[电镀过程中电镀液的浓度保持不变]
(3)实质:阳极参加反应的电解。
(4)阴极必须可以导电,且表面洁净、光滑。
(5)为了使镀层均匀、美观,电镀液中镀层离子的浓度时刻保持稳定,常制成点燃
络离子。
4.电冶金
钠的冶炼——电解熔融的NaCl 铝的冶炼——电解熔融的Al2O3