人教课标实验版（区一等奖）

《电解池的工作原理及应用》教学设计上海外国语大学附属宏达高级中学李芳芳一、教学分析（一）教学内容分析1．本节课是苏教版高二化学选修《化学反应原理》模块，专题1、第二单元《化学能与电能的转化》第3课时《电解池的工作原理及应用》内容。2．“电化学”是中学化学基本理论之一，本节内容是在化学《必修2》的《化学能与电能的转化》的基础上的加深和发展，3．本节内容教材从电解池微观模拟装置入手，遵循从简单到复杂的原则，引导学生从“电解熔融盐→电解水不参与电解的水溶液→电解水参与电解的水溶液→金属电极参与电解→总结放电顺序→书写电极反应方程式”层层深入分析，从而揭示了电解池的工作原理，进一步介绍电解在生产生活中的应用，充分体现了新课程“学生为主题”和“从实验中学化学，从化学中看生活”的理念。（二）教学对象分析1．我班为宏达高中的实验班，学生基础知识较扎实，自学协作能力较强。2．高二学生已初步具备了实验操作和观察、分析、推理能力；也掌握了上网查找资料、BBS留言等计算机操作方法，这为本节课网络自主学习奠定了基础。3．学生在化学《必修2》中已初步了解了生产生活中的电化学实例，但对其原理理解不深，同时已经深入学习了原电池的原理，基本掌握了原电池的电极方程式的书写。（三）教学环境分析本节课选择计算机网络教室环境教学，是出于以下几点考虑：1．理论内容的抽象性，需要计算机模拟演示微观过程。2．电化学实验的仪器较复杂，普通教室中后排学生观看演示实验效果很差，本节课中演示实验采用视频直播方式，有很强的真实性和说服力，学生便于观察，教学效果好。3．课外延伸环节，拓展问题，电解在生活生产中的应用方式通可过网络链接到因特网获取海量信息。二、教学目标（一）知识与技能1．.使学生了解电解池的构造特点及工作原理。2．掌握离子放电顺序。3．能正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电池反应方程式。（二）过程与方法1．通过对电解池的工作原理的探究，感悟科学探究的过程，训练观察、分析比较、归纳总结等科学方法。2．通过博客留言、化学论坛、网络搜索资料等环节，具备一定的网络再学习能力。（三）情感、态度与价值观1．通过戴维事迹介绍，激发学生学习化学知识的兴趣，体会科学探索的乐趣。2．调查海宁市电镀厂及电镀污水处理，关注社会、生活和环境问题，增强社会责任感。三、教学重点、难点（一）教学重点电解池的工作原理、放电顺序（二）教学难点电解池的工作原理。四、教学过程（一）教学流程情景情景引入引导与讨论活动与探究交流与归纳检测反馈（创设悬念，激发兴趣）（展示模型，层层深入剖析）整合点一（学以致用，直播电解实验）整合点二（加深理解记忆，改进学习方法）（复习巩固，实时反馈）课外延伸（拓展视野，增强责任感）整合点三（二）教学过程设计流程目标与内容教学方法整合点与软件教师活动学生活动情景引入激发学生学习化学知识的兴趣【引入】戴维故事1778年戴维出生在英国，是个淘气贪玩的学生。他常躲在顶楼学做实验，遭到别人的讥讽。22岁，制取了笑气（N2O）用于外科麻醉。但真正让他永载化学史册的是他成功制取了K、Na、Ca、Mg、Ba、Cs。写下化学史上光辉的一页。倾听，体验戴维成功的喜悦创设悬念，激发求知欲【设问】戴维是用什么方法取得了丰硕的成果呢？产生疑问，情绪高涨【PPT板书】电解池的工作原理及应用【过渡】以化学性质稳定的NaCl，Al2O3为原料生产Na和Al，常采用电解的方法。电解可以使许多常态下不能自发进行的反应顺利进行。倾听【投影】电解熔融态NaCl的装置【讲述】与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极。观察引导与讨论引导学生分析电解池反应的特征。使抽象知识形象化，更直观理解电解池工作原理【提问】1．通电前，熔融态NaCl存在哪些离子？这些离子运动情况如何？2．通电后，阴阳离子的运动情况有改变吗？各向哪个方向移动？为什么？3．通电后，外电路上电子是如何流动的？4．离子定向移动到电极表面时发生的是什么反应？属于什么反应类型？【投影】在直流电的作用下，NaCl在两极上分别发生氧化还原反应的过程。观察、思考、作答整合点一：用动画模拟软件模拟实验室无法实现的熔融氯化钠装置，利用信息技术将肉眼看不见的离子展示在同学面前，让电解过程更加生动形象化。使学生学会正确书写电解池的阴、阳极的电极反应式及电池反应方程式【讲述】打开电源，电子从电源负极到阴极，Na+定向移动到阴极，得电子，发生还原反应，生成钠原子。Cl-定向移动到阳极，失电子，发生氧化反应，生成氯原子，进而结合成氯分子。Cl-失电子，电子回到阳极，再回到电源正极。【板书】阳极：2Cl--2e-=Cl2↑氧化反应阴极：2Na++2e-=2Na还原反应电解反应：2NaCl2Na+Cl2↑思考练习书写电极方程式加深记忆，奠定基础【总结投影】一．电解池定义二．电解池的工作原理笔记理解记忆活动与探究巧妙过渡，深化探究活动【提问】1．电解前电解质先要电离产生离子，电离是电解的前提，除了熔融条件，还有什么条件能使电解质电离？2．电解质溶液中，除了电解质自身电离出的离子，还有其它离子吗？作答整合点二：1.运用摄像头装置，现场直播电解CuCl2、NaCl、K2SO4的溶液。避免了演示实验中后排的学生观看不清楚的缺点，同时使现象更有说服力。2.动画演示9种不同的电解质溶液进行电解，观察现象创造学生认知冲突，激发学习兴趣【设问】电解电解质溶液时，水中的氢离子和氢氧根离子会反应吗？【设问】当电极周围存在多种离子时，谁先反应？有没有规律？思考利用现场直播解决后排学生看不清现象的问题，又不失真实性。【讲述】解决这些问题，让实验事实说话，实验前请先思考、讨论、预测一下。【直播】实验探究：将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入U型管内的CuCl2、NaCl、K2SO4溶液中，再接通16V直流电源，观察现象。约3min后切断电源。自由讨论，猜测，观察视频直播，准确记录现象。动画视频自主选择电解液进行电解实验【引导】电脑上有惰性电极电解各种溶液的动画实验，现在请大家自主选择不同的电解液接上直流电源，并观察，总结一下这些离子的放电有无先后次序。动手、动眼、动脑、准备动嘴交流与归纳培养学生概括能力及口头表达能力创设问题使学生处于思考问题、探索问题的情境中，训练学生逻辑思维能力，培养学生归纳能力。【投影】观察实验现象，根据实验事实指出，在直流电的作用下，哪些离子优先在电极上反应。写出电极反应式和电解反应方程式。汇报结果回答问题【小结】分析实验的现象，我们知道当电极周围存在多种离子时，只有一种离子先反应放电，且放电顺序是，阳极：Cl->OH-、OH->SO42-阴极：Cu2+>H+、H+>Na+、H+>K+【提问】请同学分析以上数据进一步总结出阴极、阳极离子放电顺序规律。【设问】上述实验的电极材料全是石墨。若阳极用铜，阴极用铁，电解CuCl2溶液，情况又如何呢？【讲述】还原性越强，越易在阳极反应。金属还原性很强，若阳极材料用金属，金属优先于溶液中的离子放电（金属铂、金除外）。氧化性越强，越易在阴极反应。金属没有氧化性，所以阴极是什么材料对电极反应无影响。思考讨论，归纳总结【讲述】阳离子得电子越容易，即离子氧化性越强，越易在阴极放电。同理阴离子还原性越强，越易失去电子，越易在阳极反应。自己总结的结论印象更加深刻【PPT板书】常见阴极放电顺序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Al3+>Mg2+>Na+常见阳极放电顺序：金属>S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-记录、理解记忆检测反馈学以致用，复习巩固，实时反馈。五题随堂练习题。配以答案和详细解析答题课外延伸网络查阅电解知识供学生课后升华，[教师博客]上有很多关于电解在生产生活中应用知识和实例。[BBS]课外可继续参与讨论电解知识[远程教育]课外可登录校网再学习网页课件。继续学习电解精炼铜的原理，电镀的流程。[调查研究]1．调查本市有哪些电镀厂？2．调查电镀厂如何处理电镀废水课外时间参与讨论；课外时间登录校网再学习；选择研究性课题进行研究。整合点三利用网络资源进行在学习，上网查阅社会上电镀厂的生产原理及污水处理，进入教师的个人博客和论坛进行交流课后感想等五、教学感想在进行本节课教学设计时，充分体会到教材编写的递进思路，遵循由简单到复杂的原则进行教学设计。首先分析电解熔融盐的情况，然后分析电解水溶液，水不参与、参与电解过程的情况，进而分析金属电极参与电解过程的情况，最后总结放电顺序。采用这种由简到繁方式有利于使学生深入认识电解原理，符合学生的认知规律。同时通过课程与信息技术的整合极大的增强了学生的学习兴趣，丰富了学习内容，打开了学习潜能，成为解决认识微观物质世界的的一条有效途径。总的来说信息技术与课程整合过程中体现的优势有以下一些：（一）突出了形象性丰富的多媒体影像和模拟动画，把抽象的电化学理论形象化，克服了传统教学对于原理性知识只能“老师讲，学生听”的弊端，学生有了观察的媒介，产生了浓厚的学习兴趣。对于化学实验中难以实现的实验，比如电解熔融氯化钠，在我们实验室中根本无法实现，通过模拟实验就可以让学生看的非常清楚。（二）体现了自主性本节课在计算机网络教室进行教学，单机模式可以让学生有足够的时间，动手操作，观察，进行理论提升，学习的进程由学生把握。在电解池原理难点的突破上，利用计算机模拟其微观过程，使难点成为学生学习的兴奋点，实践证明，这样的处理课堂上学生在思考中、在讨论交流中相互启迪，充分感受发现知识的快乐，学生们真正成为学习的主人，落实了新课程标准倡导的让学生进行自主、探究、合作学习的理念，有效实现三维目标，学生学得既灵活又实在。（三）增强了交互性传统教学中的交互性大多只能体现在课堂上的讨论和问答中，有些学生性格内向，不喜欢发言，往往被排斥在教学外。而且课堂教学受到时空的限制，课后就没有了交流，缺少延续性。本节课充分利用网络资源，在一定程度上打破了这种限制，师生之间以及学生之间平等交流，适时而且充分，学生学习的热情很高，注意力非常集中。尤其对一些不擅长口头表达的同学来说，论坛发帖的形式为他们提供了机会。而且由于在网络上具有一定的隐蔽性，不少同学敢于大胆发表自己的看法，少了一些顾虑。（四）实现了延续性传统教学在有限的时间内教学容