電解池優(yōu)質(zhì)課教學(xué)設(shè)計
作為一名人民教師，總不可避免地需要編寫教學(xué)設(shè)計，教學(xué)設(shè)計是一個系統(tǒng)化規(guī)劃教學(xué)系統(tǒng)的過程。一份好的教學(xué)設(shè)計是什么樣子的呢？下面是小編幫大家整理的電解池優(yōu)質(zhì)課教學(xué)設(shè)計，希望對大家有所幫助。
電解池優(yōu)質(zhì)課教學(xué)設(shè)計1
一、教材分析
電解池是選修四《化學(xué)反應(yīng)原理》的重要內(nèi)容之一，它和原電池一起構(gòu)成電化學(xué)基礎(chǔ)。在教材中，先學(xué)原電池，讓學(xué)生對電極反應(yīng)，電子、離子移動方向，能量轉(zhuǎn)化有所了解之后，再學(xué)電解池，這樣的教材編排順序是非常合理的，它符合學(xué)生用已有的知識學(xué)習(xí)新知識的認(rèn)知規(guī)律，有利于學(xué)生了解新舊知識之間的聯(lián)系。
一般情況下，“電解池”內(nèi)容教學(xué)分五個課時：第一課時是電解池的基本原理和放電順序;第二課時是電解池的四種基本類型和電解總反應(yīng)的書寫;第三課時是活性電極和電解原理的應(yīng)用;第四課時是原電池和電解池的對比;第五課時是金屬的腐蝕和防護，即電化學(xué)的綜合運用。
原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，而電解池是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，其中電解池的能量轉(zhuǎn)化原理是最為基本的，因此，“電解池”第一課時在整個章節(jié)中的地位是很重要的。本節(jié)課的重點應(yīng)是讓學(xué)生理解電解的基本原理，其中包括：陰陽兩極的確定，陰陽離子、電子的移動方向，電極反應(yīng)，電解過程中的現(xiàn)象分析，放電順序等。其中難點：兩極反應(yīng)、電極總反應(yīng)的書寫，陰陽離子放電順序的應(yīng)用。
二、“電解池”第一課時常用的教學(xué)方法及缺點分析
1、教師演示電解CuCl2溶液實驗，一般用U形管和大的碳棒，電源為16V的直流電源。實驗裝置如圖1所示：圖1這樣的教學(xué)設(shè)計不利于學(xué)生觀察，如果讓學(xué)生做隨堂實驗，則實驗藥品的用量會很多，且Cl2的毒性污染會很大。
2、分析放電順序時，只限于陽離子的中的Cu2+、H+;陰離子中的OH-、CI-放電順序比較，各離子的放電順序主要還是直接告訴學(xué)生，讓學(xué)生記住，然后學(xué)會應(yīng)用。
3、由于整個一節(jié)課就一個演示實驗，所以在后面(包括第二課時)，在寫電解NaCl溶液、CuSO4溶液、NaSO4溶液的電極總反應(yīng)時，就顯得非常困難，需要教師反復(fù)分析、講解、強調(diào)，而且死記硬背的成分也很大。
三、兩個改進后的微型實驗
總的優(yōu)點是：①兩人一組，易于操作，便于觀察，節(jié)約環(huán)保;
�、谑箤W(xué)生更易掌握電解的基本原理;
�、鄞藢嶒炑b置也適用于第二課時，有助于分析四類電解反應(yīng)陰陽兩極的現(xiàn)象和產(chǎn)物，并且使部電極反應(yīng)的書寫也變得非常簡單。具體改進措施為：
1、改電解CuCl2溶液的演示實驗為學(xué)生隨堂實驗：
�、儆眯〉呐囵B(yǎng)皿代替U形管，用小鐵夾夾住小的鉛筆芯做電極，電源可用實驗室學(xué)生電源，也可以用兩節(jié)干電池做電源，其實驗裝置如圖2所示。
圖2 ②在小培養(yǎng)皿中加入2mL的CuCl2溶液，將電源和電極插入溶液中，陽極立刻產(chǎn)生氣泡，用濕潤的淀粉碘化鉀試紙檢驗時，會變藍色;陰極半分鐘之內(nèi)也會出現(xiàn)紅色固體。
�、壅麄�實驗過程現(xiàn)象明顯，除實驗本人能聞到少許刺激性氣味外，其他人基本沒有感覺到有CI2放出。
�、芡瑫r多媒體課件演示陰陽離子和電子的流動方向。
⑤這樣可以在教師的引導(dǎo)下，讓學(xué)生自己分析得出電解的基本原理，即接電源正極的一極叫陽極，陽極一般吸引陰離子，陰離子化合價一般處于低價，較易失電子，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng);接電源負(fù)極的一極叫陰極，陰極一般吸引陽離子，陽離子化合價一般處于高價，較易得電子，被還原，發(fā)生還原反應(yīng)。
板書為：陽極(失e-)：吸引CI-被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng);陰極(得e-)：吸引Cu2+被還原，發(fā)生還原反應(yīng)。
2、設(shè)計一個既能應(yīng)用、鞏固前面得出的電解原理，又能探討離子放電順序的微型隨堂實驗。
具體的設(shè)計思路為：
(1)由第一個實驗中陽離子有Cu2+、H+;陰離子有OH-、CI-，引出當(dāng)溶液中有不同陰陽離子時，會有陰陽離子的先后放電順序;
(2)讓學(xué)生在另一塊培養(yǎng)皿中加入NaI、NaCI混合溶液，于是陽離子就有Na+、H+;陰離子就有CI-、I-、OH-，引導(dǎo)學(xué)生猜測陰陽離子的放電順序，并按如圖3所示實驗裝置驗證：
圖3 (3)用淀粉溶液檢驗陽極產(chǎn)物，用酚酞檢驗陰極產(chǎn)物(顯堿性，有利于總反應(yīng)的分析和書寫);
(4)根據(jù)實驗現(xiàn)象，應(yīng)用第一個實驗已得出的電解原理，分析陰陽離子的移動方向和電極反應(yīng);
(5)探索陰陽離子放電順序的規(guī)律及特點，由學(xué)生自己得出：陽極(失e-)：S2->I->Br->CI->OH->中心原子處最高價的含氧酸根;陰極(得e-)：Ag+>Hg2+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>AI3+>Mg2+>Na+ (6)根據(jù)現(xiàn)象分析電極總反應(yīng)：2KI+2H2O = 2KOH+H2↑+I2
(7)練習(xí)題：分析電解HCI溶液、NaCI溶液的電極反應(yīng)和總反應(yīng)，鞏固所學(xué)的內(nèi)容，并對比兩題電極反應(yīng)和總反應(yīng)的異同，得出它們的電極反應(yīng)完全相同，但總反應(yīng)差距卻很大，讓學(xué)生了解到書寫電極總反應(yīng)，關(guān)鍵是分析微粒的來源。
電解池優(yōu)質(zhì)課教學(xué)設(shè)計2
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知識目標(biāo)：了解電解池工作原理，能寫出電極反應(yīng)式以及總反應(yīng)方程式，了解溶液中陰陽離子的放電順序。
2.能力目標(biāo)：利用三個探究實驗，層層遞進來探究電解原理以及放電順序。通過觀察、實驗獲取信息，運用科學(xué)方法對信息進行分析和推理，提高科學(xué)探究能力，體驗科學(xué)探究的過程。 3.情感目標(biāo)：
(1)學(xué)會在思考分析過程中相互討論，相互啟發(fā)，體會到小組合作交流的重要性。 (2)通過電解裝置的改進以及對裝置的評價深刻體會綠色化學(xué)的思想。
(3)通過實驗探究，體會由現(xiàn)象看本質(zhì)、由個別到一般、由一般到特殊的思想。
二、教學(xué)重難點
�、烹娊獬氐墓ぷ髟�
�、齐x子放電順序、非惰性電極作陽極時產(chǎn)物的判斷
三、教學(xué)策略
本教學(xué)設(shè)計使用的教學(xué)方法是實驗探究法和啟發(fā)式教學(xué)法，設(shè)置了三個微型探究實驗，首尾呼應(yīng)，引導(dǎo)學(xué)生進行探究，有利于學(xué)生理解電解池的工作原理以及離子放電順序、非惰性電極作陽極時產(chǎn)物的判斷。
四、教學(xué)過程
【引課】大家在物理中學(xué)過電能生磁，磁能生電，化學(xué)中也同樣存在這種相互轉(zhuǎn)換!這是手機和筆記本中的電池，這種電池既能充電又能放電，放電時是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，是原電池裝置，而電能也能向化學(xué)能轉(zhuǎn)化，這就是我們今天所要學(xué)習(xí)的電解池!
【板書】電解池
【回顧】回憶初中電解水的實驗裝置，今天我們把水換成氯化銅溶液來看一看!
設(shè)計意圖：由學(xué)生學(xué)過的高中物理知識引入，引導(dǎo)學(xué)生重視學(xué)科聯(lián)系;回顧初中熟悉的電解水的實驗，使之與探究實驗1的實驗結(jié)果形成鮮明對比。
【探究實驗1】以石墨為電極，接通直流電源，電解CuCl2溶液，把濕潤的碘化鉀淀粉試紙放在與直流電源正極相連的電極附近。如圖
【教師】同學(xué)們在動手實驗之前，先來看一下友情提示：1.檢驗氯氣時將濕潤的淀粉碘化鉀試紙置于側(cè)面的出氣口! 2.認(rèn)真觀察兩極表面和試紙顏色的變化并記錄實驗現(xiàn)象! 3 .注意基本操作的規(guī)范性
4.當(dāng)試紙和兩極出現(xiàn)明顯變化時再斷開電源，并將塑料帽重新套回到出氣口上。
【學(xué)生實驗】學(xué)生連接儀器，動手實驗。
【教師】好，同學(xué)們來說一下你們小組的實驗現(xiàn)象!
根據(jù)實驗現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生得出電極反應(yīng)式以及總反應(yīng)式，引出電解池的定義。
【板書】
一、電解池：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
陽極：2Cl- -2e-=Cl2 ↑(氧化反應(yīng))陰極：Cu2++2e-=Cu(還原反應(yīng))總：CuCl2Cu+Cl2↑
【問題1】電子如何流動?通電后，溶液中的陰離子、陽離子如何移動?
【動畫演示】微觀動畫演示電子的流動方向以及陰陽離子的移動方向，使學(xué)生理解起來更直觀更形象!
【問題2】CuCl2溶液中的離子：Cu2+、Cl-、H+、OH-，氯化銅溶液通電后，為什么沒有生成氫氣和氧氣?
設(shè)計意圖：通過實驗現(xiàn)象和有目的的設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生得出得失電子能力，向?qū)W生滲透由現(xiàn)象看本質(zhì)的思想。
【學(xué)生】經(jīng)過思考、小組討論得出：失電子能力：Cl->OH-;得電子能力：Cu2+>H+
【教師】我們把在陰陽兩極得失電子的過程稱為放電。
【板書】
二、放電順序：陽極：Cl->OH-
陰極：Cu2+>H+
【過渡】剛才我們電解了氯化銅溶液，現(xiàn)在我們來電解一下硫酸鈉溶液。
【探究實驗2】在培養(yǎng)皿中放入pH試紙，用硫酸鈉溶液潤濕，以石墨作電極，接通直流電源，觀察pH試紙的顏色變化!
設(shè)計意圖：通過實驗現(xiàn)象引導(dǎo)學(xué)生得出實驗結(jié)論即得失電子能力的順序，并由此向?qū)W生滲透由現(xiàn)象看本質(zhì)的思想。
【問題1】你的實驗現(xiàn)象是…..
【學(xué)生】匯報實驗現(xiàn)象：陽極試紙變紅，陰極試紙變藍。
【問題2】你的解釋是…..
【學(xué)生】經(jīng)過思考、小組討論得出：陽極是水電離出來的OH-放電，陰極是水電離出來的H+放電，促進了水的電離平衡，導(dǎo)致陰陽兩極的酸堿性不同。
【教師】所以電解硫酸鈉溶液就是在電解水。
【板書】陽極：4OH- -4e-=O2↑+2H2O (氧化反應(yīng))陰極：4H++4e-=2H2↑(還原反應(yīng))總：2H2O2H2↑+O2↑
【問題3】你的結(jié)論是…..
【學(xué)生】經(jīng)過思考得出：失電子能力：OH->SO42-，得電子能力：H+>Na+
【板書】陽極：Cl->OH->SO42-
陰極：Cu2+>H+>Na+
【教師】初中電解水時，我們檢驗了出來的.氫氣和氧氣，而今天我們換一種方法，檢驗了剩下的離子!兩種角度、兩種方法!
【小組合作】請將以下簡單離子，按放電能力由強到弱的順序排列，并說出你編排的理論基礎(chǔ)或?qū)嶒炇聦嵤鞘裁?
Na+、OH-、Cl-、Br-、H+、SO42-、Cu2+、Ag+、I-設(shè)計意圖：引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)出判斷離子放電順序的一般規(guī)律：判斷的理論依據(jù)是離子得失電子的能力以及實驗事實;向?qū)W生滲透由個別到一般的思想。
【教師】下面根據(jù)我們得出的結(jié)論我們把放電順序補充完整：陰極：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>H+水>Al3+>Mg2+>Na+
陽極: S2- > I- > Br -> Cl- > OH- > SO42-等含氧酸根> F-
大家注意到了，當(dāng)H+的濃度小到和水中的H+一樣時，它的位置就從前面挪到了后面，說明什么呢?
【學(xué)生】得出結(jié)論：離子得失電子的能力和離子濃度共同影響離子的放電順序!
【探究實驗3】繼續(xù)電解CuCl2溶液，當(dāng)紅色物質(zhì)析出明顯時將電源反接，注意觀察電極上的變化、認(rèn)真記錄實驗現(xiàn)象!!
【問題1】你的實驗現(xiàn)象是…..
【問題2】對照〈探究實驗一〉的現(xiàn)象這個實驗說明了什么…..
設(shè)計意圖：①通過實驗探究得出結(jié)論：金屬銅失電子的能力大于溶液中的Cl-，向?qū)W生滲透由一般到特殊的思想;②由金屬銅擴展到所有的金屬(除Pt、Au之外)失電子的能力大于溶液中的一切陰離子，再次向?qū)W生滲透由個別到一般的思想;③并為下一節(jié)課電解原理的應(yīng)用—電鍍作好鋪墊。
【學(xué)生】得出結(jié)論：金屬銅失電子的能力大于溶液中的Cl-
【教師引導(dǎo)】其實，所有的金屬(除Pt、Au之外)失電子的能力大于溶液中的一切陰離子。那么完整的陽極放電順序應(yīng)該是：
陽極：金屬(除Pt、Au外)> S2- > I- > Br -> Cl- > OH- > SO42-等含氧酸根> F-
也就是說：離子濃度、電極材料、得失電子的能力是影響電極產(chǎn)物的三大因素!
【總結(jié)】這節(jié)課我們親身體驗了電能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)換，銅和氯氣可以生成氯化銅，而氯化銅呢，在電解的條件下也能生成銅和氯氣。所以說：電解是最強有力的氧化還原手段;電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電過程就是電解質(zhì)溶液的電解過程。
【課后作業(yè)】我探究、我設(shè)計：利用生活中常見材料，自行設(shè)計一套電解NaCl溶液的裝置并進行電解實驗!
設(shè)計意圖：利用教材中的科學(xué)探究引出下節(jié)課電解原理的應(yīng)用—氯堿工業(yè)。
五、教學(xué)反思
1.微型實驗的意義：把電解實驗改為微型實驗，利用生活中學(xué)生熟悉的簡單物品代替專用的化學(xué)實驗儀器，進行分組實驗，使更多的學(xué)生能夠動手做實驗，便于觀察實驗現(xiàn)象，加深對知識的理解。改進后的實驗?zāi)軌蚬?jié)約藥品，減少污染，符合綠色環(huán)保要求，使化學(xué)更加貼近生活，充分體現(xiàn)新課程的創(chuàng)新理念。
2.突破重難點的策略——三個微型化學(xué)實驗的設(shè)計
三個微型探究實驗層層遞進、環(huán)環(huán)相扣、首尾呼應(yīng)，最后完整的呈現(xiàn)了整個知識體系，很好的突破了本節(jié)教學(xué)的難點!在每個實驗設(shè)計后有目的地層層設(shè)疑，創(chuàng)設(shè)問題情境，將感性認(rèn)識提升到理性認(rèn)識，提高學(xué)生的歸納推理、演繹推理能力，滲透由現(xiàn)象看本質(zhì)、由個別到一般、由一般到特殊的思想，使這節(jié)課的難點(即離子的放電順序尤其是活性金屬作陽極時產(chǎn)物的判斷)通過實驗設(shè)計得到了很好的突破!
3.教學(xué)過程中需要師生重視學(xué)科間的聯(lián)系：在教學(xué)實施過程中，存在著這樣兩種情況：
�、訇P(guān)于電子流動方向和離子移動方向的判斷時我發(fā)現(xiàn)有的同學(xué)很快做出正確判斷，而有些同學(xué)則百思不得其解!在學(xué)生中經(jīng)過調(diào)查，我發(fā)現(xiàn)快速做出判斷的同學(xué)是根據(jù)物理當(dāng)中規(guī)定的電流方向做出的判斷!
�、谠趯嶒瀸嵤┻^程中還發(fā)現(xiàn)了另外一種現(xiàn)象：電解液發(fā)熱。大部分學(xué)生沒有發(fā)現(xiàn)，或者有個別學(xué)生發(fā)現(xiàn)了卻不會解釋。暴露的問題：很多學(xué)生不會應(yīng)用物理知識來解釋化學(xué)問題，使物理知識和化學(xué)知識在頭腦中各成體系、相互獨立，所以在以后的教學(xué)中我們老師首先要打破這種界限，重視學(xué)科之間的聯(lián)系!
4.再談電解水實驗
初中的電解水實驗和在PH試紙上電解硫酸鈉溶液的實驗，表面上看都是在電解同一種物質(zhì)——水，但實際上后者的實驗意義重大，它提供了氫氣和氧氣檢驗的另外一種方法!兩個實驗的檢驗角度不同，前者是檢驗出去的氣體，而后者是檢驗電解后溶液中剩下的離子，所以說后者是前者的間接證明!但電解硫酸鈉溶液的實驗設(shè)計是對水的電離平衡、溶液的酸堿性等知識的綜合運用，對學(xué)生的能力要求較高.
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