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2019-2020年高中化學(xué) 1.2.3《電解法的工作原理及應(yīng)用》同步教案 蘇教版選修4 【教學(xué)目標(biāo)】 1.使學(xué)生了解電解池的構(gòu)造特點(diǎn)及工作原理；能正確書寫電解池的陰、陽極的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式；掌握放電順序。 2.通過對電解池的工作原理的探究，感悟科學(xué)探究的過程，訓(xùn)練觀察、分析比較、歸納總結(jié)等科學(xué)方法。 3.通過戴維事跡介紹，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的興趣。通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生求實(shí)的精神、合作學(xué)習(xí)的精神。 【教學(xué)重點(diǎn)】電解池的工作原理、放電順序 【教學(xué)難點(diǎn)】電解池的工作原理。 【教學(xué)方法】誘思探究法、實(shí)驗(yàn)探究法 【教學(xué)媒體】實(shí)驗(yàn)、多媒體、實(shí)物投影 【教學(xué)過程】 教師活動(dòng) 【引出】戴維故事 1778年戴維出生在英國，是個(gè)淘氣貪玩的學(xué)生。他常躲在頂樓學(xué)做實(shí)驗(yàn)，遭到別人的譏諷。22歲，制取了笑氣（N2O）用于外科麻醉。但真正讓他永載化學(xué)史冊的是他成功制取了 K、Na 、Ca、Mg 、Ba 、Cs。寫下化學(xué)史上光輝的一頁。 【設(shè)問】戴維是用什么方法取得了豐碩的成果呢？ 【板書】電解池的工作原理及應(yīng)用 【過渡】以穩(wěn)定的NaCl ，Al2O3為原料生產(chǎn)Na和Al，常采用電解的方法。電解可以使許多不能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)順利進(jìn)行。 【投影】電解熔融態(tài)NaCl的裝置 【講述】與電源正極相連的是陽極，與電源負(fù)極相連的是陰極。 【引導(dǎo)討論】1、通電前，熔融態(tài)NaCl存在哪些離子？這些離子運(yùn)動(dòng)情況如何？ 2、通電后，陰陽離子的運(yùn)動(dòng)情況有改變嗎？各向哪個(gè)方向移動(dòng)？為什么？ 3、通電后，外電路上電子是如何流動(dòng)的？ 4、離子定向移動(dòng)到電極表面時(shí)發(fā)生的是什么反應(yīng)？屬于什么反應(yīng)類型？ 【多媒體動(dòng)畫】在直流電的作用下，NaCl在兩極上分別發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程。 【講述】打開電源，電子從電源負(fù)極到陰極， Na+定向移動(dòng)到陰極，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)，生成鈉原子。Cl-定向移動(dòng)到陽極，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成氯原子，進(jìn)而結(jié)合成氯分子。Cl-失電子，電子回到陽極，再回到電源正極。 【板書】陽極：2Cl- -2e- =Cl2↑ 氧化反應(yīng) 陰極：2Na++2e-=2Na 還原反應(yīng) 電解反應(yīng)：2NaCl 2Na+Cl2↑ 【總結(jié)投影】在電流電的作用下，在陰、陽兩極上分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程叫電解。將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置叫電解池。 電解池的工作原理1、通電前，電解質(zhì)電離出能自由移動(dòng)的離子。 2、通電后，自由移動(dòng)的離子作定向移動(dòng)。陽離子移向陰極，在陰極上得到電子而發(fā)生還原反應(yīng)；陰離子移向陽極，在陽極上失去電子而發(fā)生氧化反應(yīng)。 【提問】1、電解前電解質(zhì)先要電離產(chǎn)生離子，電離是電解的前提，除了熔融條件，還有什么條件能使電解質(zhì)電離？ 2、電解質(zhì)溶液中，除了電解質(zhì)自身電離出的離子，還有其它離子嗎？ 【設(shè)問】電解電解質(zhì)溶液時(shí)，水中的氫離子和氫氧根離子會(huì)反應(yīng)嗎？ 【設(shè)問】當(dāng)電極周圍存在多種離子時(shí)，是一起反應(yīng)，還是只有一種離子反應(yīng)？如果只有一種離子反應(yīng)，哪種先反應(yīng)？有沒有規(guī)律可循？ 【講述】解決這些問題，讓實(shí)驗(yàn)事實(shí)說話，實(shí)驗(yàn)前請思考、討論完成學(xué)案。 【投影】實(shí)驗(yàn)探究：將兩根石墨棒分別跟直流電源的正極和負(fù)極連接，浸入U(xiǎn)型管內(nèi)的CuCl2、NaCl、溶液中 ，再接通16V直流電源，觀察現(xiàn)象。約3min后切斷電源。 【投影】觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)指出，在直流電的作用下，哪些離子優(yōu)先在電極上反應(yīng)。 寫出電極反應(yīng)式和電解反應(yīng)方程式。 【演示實(shí)驗(yàn)】電解硫酸鉀溶液，檢驗(yàn)生成的氣體。倒出少許溶液，滴加紫色石蕊試劑。 【提問】電解硫酸鉀溶液時(shí)，哪些離子優(yōu)先在電極上反應(yīng)？ 【小結(jié)】分析同學(xué)們實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，我們知道當(dāng)電極周圍存在多種離子時(shí)，只有一種離子反應(yīng)放電，且放電順序是，陽極：Cl->OH-、OH-> SO42- 陰極：Cu2+> H+ 、H+> Na+、H+> K+ 【提問】請同學(xué)分析以上數(shù)據(jù)進(jìn)一步總結(jié)出陰極、陽極離子放電順序規(guī)律。 【講述】陽離子在陰極反應(yīng)的本質(zhì)是得電子，發(fā)生還原反應(yīng)。因此當(dāng)離子氧化性越強(qiáng)，越容易得到電子。金屬活動(dòng)順序表表示金屬還原性強(qiáng)弱，金屬越不活潑，對應(yīng)陽離子的氧化性越強(qiáng)。同理陰離子還原性越強(qiáng)，越易失去電子，越易在陽極反應(yīng)。 【設(shè)問】上述實(shí)驗(yàn)的電極材料全是石墨。若陽極用銅，陰極用鐵，電解CuCl2溶液，情況又如何呢？ 【講述】還原性越強(qiáng)，越易在陽極反應(yīng)。金屬還原性很強(qiáng)，若陽極材料用金屬，金屬優(yōu)先于溶液中的離子放電（金屬鉑、金除外）。氧化性越強(qiáng)，越易在陰極反應(yīng)。金屬?zèng)]有氧化性，所以陰極是什么材料對電極反應(yīng)無影響。 【投影】常見陰極放電順序： Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+ 常見陽極放電順序： 金屬>S2- > I- > Br-> Cl- > OH->含氧酸根> F- 【自主小結(jié)】 1．通過本節(jié)課的探究，你學(xué)到了哪些化學(xué)知識(shí)？ 2．通過本節(jié)課的探究過程，你接觸到了哪些化學(xué)學(xué)科的科學(xué)探究方法？ 【作業(yè)】1、離子放電的能力不完全取決于它的氧化性強(qiáng)弱，還與其他因素有關(guān)。與什么因素有關(guān)？課后請查閱資料。2、學(xué)習(xí)了電解池的工作原理，如何在鋅片表面鍍銀呢? 學(xué)生活動(dòng) 傾聽，體驗(yàn)戴維成功的喜悅 產(chǎn)生疑問，情緒高漲 傾聽 討論，回答 觀看 傾聽 記憶 回答 思考 自由討論，猜測，設(shè)計(jì)、修改實(shí)驗(yàn)方案 實(shí)驗(yàn)并觀察現(xiàn)象，準(zhǔn)確記錄現(xiàn)象。 匯報(bào)結(jié)果（略） 觀察現(xiàn)象 回答問題 思考討論，歸納總結(jié) 傾聽 記憶 傾聽、體會(huì) 小結(jié) 設(shè)計(jì)意圖 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的興趣 使學(xué)生產(chǎn)生懸念，激發(fā)學(xué)生的求知欲，為探究新知識(shí)做鋪墊 設(shè)計(jì)問題引導(dǎo)學(xué)生思考 使抽象知識(shí)形象化，更直觀理解電解池工作原理 使學(xué)生學(xué)會(huì)正確書寫電解池的陰、陽極的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式 加深記憶，為下面學(xué)生分析電解其他幾種溶液奠定基礎(chǔ) 巧妙過渡，深化探究活動(dòng) 創(chuàng)造學(xué)生認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣 引導(dǎo)學(xué)生用已有知識(shí)解決問題 培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力，觀察能力，及團(tuán)結(jié)合作精神 培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力及口頭表達(dá)能力 通過演示實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生操作規(guī)范性 創(chuàng)設(shè)問題使學(xué)生處于思考問題、探索問題的情境中，訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納能力 溫故而知新，優(yōu)化知識(shí)系統(tǒng) 教給學(xué)生科學(xué)的探究方法，并使他們有整體化清晰認(rèn)識(shí) 提供新探究課題，讓學(xué)生自學(xué)去解決新問題；在學(xué)以致用中培養(yǎng)知識(shí)遷移能力 【教學(xué)設(shè)計(jì)說明】 在進(jìn)行本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，充分體會(huì)到教材編寫的遞進(jìn)思路，遵循由簡單到復(fù)雜的原則進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。首先分析電解熔融鹽的情況，然后分析電解水溶液，水不參與、參與電解過程的情況，進(jìn)而分析金屬電極參與電解過程的情況，最后總結(jié)放電順序。采用這種方式有利于使學(xué)生深入認(rèn)識(shí)電解原理，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。 本節(jié)課教學(xué)重點(diǎn)，一是：電解池的工作原理。我設(shè)計(jì)了一些梯度小的問題，引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)掌握電解池的工作原理，并輔助多媒體動(dòng)畫播放電子流動(dòng)及反應(yīng)過程，從微觀角度加深學(xué)生對電解池的工作原理的理解。并為下面學(xué)生分析電解其他幾種溶液奠定基礎(chǔ)。二是：放電的順序?；瘜W(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，我改教師演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)。這樣設(shè)計(jì)，推遲結(jié)論呈現(xiàn)的時(shí)間，讓學(xué)生有足夠的時(shí)間思考、想象、動(dòng)手動(dòng)腦探索，最大限度地挖掘?qū)W生的潛能，使學(xué)生充分體會(huì)到成功的喜悅。 本節(jié)課追求的目標(biāo)，一是：通過“提出問題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)探究、得出結(jié)論、總結(jié)規(guī)律、(應(yīng)用規(guī)律)”教學(xué)，使本節(jié)課一氣呵成，讓學(xué)生在獲取知識(shí)的過程中，逐步掌握科學(xué)探究的一般方法，學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。二是：以學(xué)生活動(dòng)為主，努力體現(xiàn)以學(xué)生為主體的教學(xué)思想。把課堂還給學(xué)生，使其成為真正的主人。教師努力追求學(xué)生的成功。三是：注重自主學(xué)習(xí)與合作探究。不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，而且提高學(xué)生思維水平。讓學(xué)生在相互討論、辨析中學(xué)會(huì)傾聽別人的意見，取人之長補(bǔ)己之短，從而營造一個(gè)輕松民主共同提高的課堂氛圍。