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1、PAGE12第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第三節(jié)電解池第二課時電解原理的應(yīng)用長沙市第一中學(xué)張亞文核心素養(yǎng)通過電解飽和食鹽水、電鍍、銅的電解精煉的學(xué)習(xí),培養(yǎng)學(xué)生將化學(xué)成果應(yīng)用于生活的意識和社會責(zé)任感。基本說明1、教學(xué)內(nèi)容所屬模塊:選修4化學(xué)反應(yīng)原理2、年級:高中二年級3、所用教材:人教版4、所屬章節(jié):第四章第三節(jié)教材分析電解池是借助于電能,使不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)能夠發(fā)生,從而使電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。它的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,由此形成的工業(yè)也很多,如氯堿工業(yè)、電鍍、電解、電冶金、電池充電等。本節(jié)課是學(xué)生學(xué)習(xí)“電解原理”知識后的自然延伸與實(shí)際應(yīng)用的有機(jī)結(jié)合,它有助于學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)電化學(xué)知識,并學(xué)會用理論知識來解釋在
2、生產(chǎn)生活、科研中的實(shí)際應(yīng)用原理,為將來進(jìn)行科研工作打好基礎(chǔ)。學(xué)情分析選修4化學(xué)反應(yīng)原理第四章第一、二節(jié)和第三節(jié)第一課時中,學(xué)生已經(jīng)具有借助氧化還原理論、金屬活動順序和物理學(xué)中的電學(xué)知識判斷電源正負(fù)極、電解池的陰陽極,溶液中離子放電順序的關(guān)系、正確書寫電極反應(yīng)式和基本的電解原理分析的能力。因此,在本節(jié)課中,可利用已有的電解池原理知識來理解常見的生產(chǎn)生活中電解原理應(yīng)用相關(guān)知識,例如電解飽和食鹽水、電鍍、銅的精煉、電冶金等工業(yè)生產(chǎn),有助于學(xué)生將理論知識與實(shí)際生活相結(jié)合,達(dá)到理論聯(lián)系實(shí)際的目的,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。本節(jié)內(nèi)容是高考大綱中的必考熱點(diǎn)內(nèi)容,電化學(xué)知識既可以綜合學(xué)科內(nèi)的知識,如化學(xué)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的判斷和分
3、析、定量實(shí)驗(yàn)的操作要求、離子方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)問題分析、化學(xué)計(jì)算等,也可以涉及學(xué)科間知識的運(yùn)用,如物理學(xué)中的有關(guān)電流強(qiáng)度的計(jì)算、有關(guān)電量和阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算等,還可以與生產(chǎn)生活(如金屬的腐蝕和防護(hù)、電鍍廢液的危害與環(huán)保)、新科技及新技術(shù)(新型電池)等問題相聯(lián)系,是不可忽視的知識點(diǎn)關(guān)于電化學(xué)的內(nèi)容是歷年高考的重要知識點(diǎn)之一,已成高考的必考題其考查的內(nèi)容有:原電池、電解池、電鍍池的電極名稱及電極反應(yīng)式等。如2022年高考全國新課標(biāo)卷I第11題,考察內(nèi)容為微生物電池的總反應(yīng)式,以及質(zhì)子交換膜的問題;如2022天津高考卷第4題考查內(nèi)容為陽離子膜知識;如2022年北京高考第27題第(4)問考查
4、電解海水以及陽離子膜的作用等。設(shè)計(jì)思路電解原理是生產(chǎn)生活中所用到的重要的原理。作為理論聯(lián)系實(shí)際的最好途徑,學(xué)會將電解原理運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)的工序中去,進(jìn)一步理解電解原理的相關(guān)知識及在生活中的重要性。以電解原理的放電順序?yàn)橹骶€貫穿于整堂課中。由電解飽和食鹽水的簡易裝置引發(fā)學(xué)生探究的興趣,從理論高度上升到實(shí)際層面去分析其中的原理,從而過渡到實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)氯堿的條件和裝置以及需要解決的問題。再依據(jù)放電順序給出兩個電解裝置題目,引導(dǎo)學(xué)生探究電鍍,結(jié)合所提供的實(shí)驗(yàn)儀器與藥品讓學(xué)生小組討論,分析總結(jié)出電鍍的條件、實(shí)驗(yàn)的可行性,以確定實(shí)驗(yàn)裝置,從而給出電鍍定義和相關(guān)問題。然后,通過提供純銅與粗銅和簡易裝置圖,讓學(xué)
5、生根據(jù)放電順序討論思考如何來進(jìn)行粗銅提純,使學(xué)生在探究中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、在小結(jié)中提升理論,從而將電解精煉銅的知識和盤托出。結(jié)合問題,在必修二在學(xué)過如何冶煉活潑金屬讓學(xué)生通過已學(xué)知識來鞏固電解法應(yīng)用于電冶金行業(yè)的相關(guān)知識,并根據(jù)放電順序?qū)懗鲭姌O反應(yīng)。最后小結(jié)本堂課主要知識,在學(xué)會應(yīng)用中鞏固知識、加深印象,形成體系。設(shè)計(jì)的創(chuàng)新點(diǎn)(1)引入內(nèi)容多樣,極具吸引力:本堂課程從上海天原氯堿化工廠的圖片展示出發(fā),以多媒體的形式展示在生活中學(xué)生們接觸到的各種氯堿工業(yè)的產(chǎn)物成品,引發(fā)學(xué)生的興趣,再復(fù)習(xí)上節(jié)課的電解原理知識,由淺入深,逐級探索,激發(fā)學(xué)生們的研究熱情。(2)教學(xué)設(shè)計(jì)層次分明:教學(xué)內(nèi)容層次分明,分
6、為:“電解飽和食鹽水”、“電鍍”、“電解精煉銅”、“電冶金”分條縷析,抽絲剝繭,將化學(xué)課堂的魅力展現(xiàn)的淋漓盡致。(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)新穎:實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則“人無我有,人有我精”,化學(xué)組根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求創(chuàng)新了電解飽和食鹽水裝置,用透明容器、活性電極、陽離子選擇膜直觀展示了電解放出氫氣、氯氣、生成氫氧化鈉的過程。既避免產(chǎn)生氫氣與氯氣混合,又防止氯氣與氫氧化鈉反應(yīng),同時防止尾氣污染環(huán)境。(4)學(xué)生參與性強(qiáng),培養(yǎng)小組協(xié)作能力:多次設(shè)計(jì)學(xué)生互動,充分發(fā)揮學(xué)生們的主觀能動性,以小組合作為學(xué)習(xí)形式,鍛煉學(xué)生們的動手能力,表達(dá)能力,培養(yǎng)學(xué)生們的創(chuàng)新意識,知識遷移能力。教學(xué)三維目標(biāo)知識與技能:1、理解電解原理,初步掌握一般電
7、解反應(yīng)產(chǎn)物的判斷方法2、了解氯堿工業(yè),電鍍,電解精煉、電冶金的原理3、掌握電解電極方程式的書寫。過程與方法:1、通過觀察電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn),探究分析工作原理。2、通過電鍍實(shí)驗(yàn),學(xué)生小組猜想討論、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證、實(shí)驗(yàn)匯報、師生總結(jié)的方法,增強(qiáng)對電解池工作原理的了解,讓學(xué)生感受電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的科學(xué)事實(shí)。情感態(tài)度價值觀:1、通過對電解原理應(yīng)用的學(xué)習(xí),體驗(yàn)“科學(xué)猜想實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證歸納總結(jié)形成理論”的研究過程。知道電解原理的應(yīng)用的廣泛性,實(shí)用性,高效性。增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識,感受化學(xué)世界的奇妙與和諧。2、通過實(shí)驗(yàn)探究,培養(yǎng)學(xué)生善于觀察,勤于思考的科學(xué)態(tài)度,增強(qiáng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力,并將化學(xué)知識積極應(yīng)用于生活的意識
8、。3、學(xué)習(xí)科學(xué)探究、合作學(xué)習(xí)的基本方法,提高科學(xué)探究與團(tuán)隊(duì)合作的能力。教學(xué)重點(diǎn):電解池原理的應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn):電解池原理、放電順序?qū)嶒?yàn)準(zhǔn)備:分組實(shí)驗(yàn):每小組的實(shí)驗(yàn)儀器和試劑:電解槽、銅電極、鋅電極、硫酸銅溶液、硫酸鋅溶液、小燒杯、帶雙頭鱷魚夾的紅黑導(dǎo)線2根、學(xué)生電源、鑷子、鑰匙、藥匙、鐵釘?shù)?。教學(xué)方法講授法、觀察體驗(yàn)法、合作學(xué)習(xí)法、實(shí)驗(yàn)探究法。課堂教學(xué)教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖新課引入展示氯堿化工廠的一些圖片和生活中的一些由氯堿工業(yè)產(chǎn)物制造的產(chǎn)品圖片觀看思考通過展示圖片,引起學(xué)生的興趣,進(jìn)入新課的學(xué)習(xí)。知識復(fù)習(xí)在電解是飽和食鹽水電解過程中,帶著同學(xué)們復(fù)習(xí)上節(jié)課的電解原理知識,電解池的相關(guān)知識
9、、兩極放電順序等重要知識點(diǎn)?;貞?、思考師生交流通過電解原理知識復(fù)習(xí),為電解食鹽水實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物猜測、分析做鋪墊。過渡提出問題:如果電解飽和食鹽水,猜想會有什么產(chǎn)物呢思考交流討論承上啟下實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析、總結(jié)原理(氯堿工業(yè))1、實(shí)驗(yàn)演示,產(chǎn)物的檢驗(yàn),現(xiàn)象展示,證明猜想分析準(zhǔn)確;2、提出問題:(1)嘗試寫出電極反應(yīng)式與總反應(yīng)式(2)結(jié)合總反應(yīng)式想一想自制電解飽和食鹽水裝置中間的棕色膜(陽離子交換膜)有什么作用(3)該實(shí)驗(yàn)的的尾氣如何處理3、動畫展示氯堿工業(yè)中陽離子膜的選擇透過性及氯堿共業(yè)產(chǎn)物的生活應(yīng)用。小組進(jìn)行思考討論:1、猜想實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物是什么,如何來檢驗(yàn)產(chǎn)物,并驗(yàn)證。2、從電解原理角度來分析出這個實(shí)驗(yàn)的反
10、應(yīng)原理,正確書寫出兩極的電極反應(yīng)式。3、觀察感知。1、通過對猜想產(chǎn)物的檢驗(yàn),有利于激發(fā)探究興趣。2、通過小組問題討論,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的意識,提高全面分析問題的能力,從而正確的找到解決問題的辦法。過渡展示一些生活中常見的含有鍍層的金屬制品,例如奧運(yùn)獎牌、各種金屬飾品、各種五金制品等。提出問題:這些制品的鍍層金屬怎么鍍上去的呢觀察、思考1、從生活物品感知生活。2、承上啟下電鍍(實(shí)驗(yàn)探究、合作學(xué)習(xí))1、根據(jù)電解原理相關(guān)知識寫出給出的兩個電解池的電極反應(yīng)描述現(xiàn)象。2、分組實(shí)驗(yàn)探究,親身體驗(yàn)電鍍實(shí)驗(yàn)趣味。3、體驗(yàn)分享展示匯報4、講解關(guān)于電鍍的定義等基本知識和原理。1、討論書寫電極反應(yīng)式2、小組合作、實(shí)
11、驗(yàn)探究:根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺上的已經(jīng)準(zhǔn)備好的儀器和試劑,小組自主討論、分析設(shè)計(jì)出可行的電鍍組合,并通過實(shí)驗(yàn)來體驗(yàn)電鍍的趣味,寫出每個電鍍組合的電極反應(yīng)式。3、上臺展示電鍍成品4、根據(jù)電鍍的定義結(jié)合電解原理深入分析電鍍的實(shí)質(zhì)。1、引起學(xué)生興趣,引出電鍍知識。掌握電鍍的基本知識和原理。通過理論學(xué)習(xí),運(yùn)用于實(shí)踐探究,感受身邊電鍍的存在,增強(qiáng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)動手能力,更好的了解化學(xué)的實(shí)用性。2、提高語言表達(dá)、歸納總結(jié)能力。過渡結(jié)合實(shí)驗(yàn)臺上的銅片,提問:給出純銅和粗銅(雜質(zhì)ZnFeNiAgAu等),如何來提純粗銅呢思考交流討論1、增強(qiáng)合作意識,學(xué)會知識遷移2、承上啟下銅的電解精煉1結(jié)合電解精煉銅,粗銅與純銅做電極進(jìn)行電鍍
12、實(shí)驗(yàn)的組合,分析銅的電解精煉知識點(diǎn)。2根據(jù)電解原理相關(guān)知識分析陰極與陽極的電極反應(yīng)式,陽極泥作用。思考、交流、討論。1、通過小組合作學(xué)習(xí),讓學(xué)生在自己原有知識水平上提高和發(fā)展。2、培養(yǎng)學(xué)生從具體事實(shí)中總結(jié)出抽象規(guī)律或理論。過渡回憶必修二冶煉金屬知識,提問:工業(yè)上如何來制取活潑金屬,例如鈉、鋁等回憶、思考1、復(fù)習(xí)鞏固2、承上啟下電冶金1、介紹電解法冶煉活潑金屬的原理。2、投影展示工業(yè)電解熔融氯化鈉冶煉鈉的方法。3、投影展示工業(yè)電解熔融氧化鋁冶煉鋁的方法。閱讀、分析、深化理論培養(yǎng)學(xué)生深入思考、及時總結(jié)的習(xí)慣,切實(shí)感受電解原理理論與實(shí)踐的結(jié)合。小結(jié)1、對本堂課所學(xué)知識的鞏固梳理。2、歸納總結(jié)電解原理
13、在實(shí)際生活、工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。學(xué)生總結(jié)本堂課的主要內(nèi)容。1、知識回顧2、加深印象課后作業(yè)作業(yè)一:電解飽和食鹽水的陽極需要通入精制的飽和食鹽水,如何進(jìn)行粗鹽的提純精制呢作業(yè)二:查閱資料,找一找氯堿工業(yè)的產(chǎn)物在生活中還有哪些用途作業(yè)三:英才園地學(xué)案、習(xí)案第四章第二課時培養(yǎng)學(xué)生深入探究、實(shí)事求是的態(tài)度。通過作業(yè)鞏固學(xué)習(xí)知識?!景鍟O(shè)計(jì)】電解原理的應(yīng)用教學(xué)反思(1)引入內(nèi)容多樣,極具吸引力:本堂課程從上海天原氯堿化工廠的圖片展示出發(fā),以多媒體的形式展示在生活中學(xué)生們接觸到的各種氯堿工業(yè)的產(chǎn)物成品,引發(fā)學(xué)生的興趣,再復(fù)習(xí)上節(jié)課的電解原理知識,由淺入深,逐級探索,激發(fā)學(xué)生們的研究熱情。(2)教學(xué)設(shè)計(jì)層次分明:教學(xué)內(nèi)容層次分明,分為:“電解飽和食鹽水”、“電鍍”、“電解精煉銅”、“電冶金”分條縷析,抽絲剝繭,將化學(xué)課堂的魅力展現(xiàn)的淋漓盡致。(3)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
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