高中化学-电解池教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计选修四：化学反应原理第四章：电化学基础第三节

电解池

一、教材分析

《电解池》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第三节，这部分教材主要介绍了电解原理以及电解原理的应用。电解属于电化学的知识范畴，是中学化学理论体系不可缺少的一部分，同时电解与物理学科中的电学、能量的转换有密切的联系，是氧化还原反应、原电池、电离等知识的综合运用。本节教材可分为三个部分：电解原理、电解原理的应用、电镀。把握教材意图后，我把本节内容安排为两课时完成，这是第一课时。二、教学目标

1．知识目标：

(1)知道电解的基本原理，会判断一般电解反应产物；

(2)能说出电解、电解池及形成条件；

(3)通过对比、分析明确原电池与电解池的区别和联系

2．能力目标：

(1)培养学生观察、分析、整理、归纳总结、探究等能力；

(2)通过实验培养学生的观察能力、分析能力和解决实际问题的能力；

3．情感、态度和价值观目标：

(1)指导学生积极参与教学过程，激发其主动探究的意识；

(2)对学生进行辩证唯物主义教育和环境保护教育，培养学生正确的处世态度；

三、教学重点难点

重点：电解原理

难点：离子放电实质

四、学情分析

学生的认知发展水平和知识基础都是我们要考虑的学情。我们的学生素质不太高，没有强烈的求知欲，思维能力渐趋成熟。但也有思维方面的劣势，他们习惯演绎式的教学方法，探究学习的经验少。在知识方面，学生在初中没有电化学知识；在高一化学中学习过有关电化学的原电池；在生活中也很少有涉及到电解应用经历。

五、教学方法

1．实验探究与启发讨论法。

2．学案导学：见后面的学案。

3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习七、教学过程【引入】我国航天事业发展中，航天器上能源的转化。化学能转化为电能，是我们前面学习的哪种装置？通过多媒体图片、视频展示等，激发学生的学习兴趣。复习原电池先关知识，唤起学生已有的旧概念，以旧引新，达到从上节的原电池到本节电解池学习的自然过渡。【过渡】接下来我们通过氯化铜的电解实验来探究电解过程的基本条件和原理。【实验】以石墨为电极，电解氯化铜微型实验。实验前：（教师指导学生完成）(1)分析溶液中存在的离子。(2)判断通电前后离子的移动方向。实验过程：（学生以学习小组为单位完成探究实验，教师巡回指导。）(1)将两石墨电极插进点滴板凹槽内的CuCl2溶液中，观察现象，检验产物。(2)用导线将两电极相连后，插入CuCl2溶液中，观察现象，检验产物。(3)将两石墨电极分别与直流电源的正负极相连后，插进CuCl2溶液中。学生思考、交流，通过实验探究，培养学生以实验为手段的学习方法。观察现象，检验产物。3、汇报交流：(1)所观察到的实验现象。(2)实验产物及验证方法。(3)实验结论。为什么会产生这样的现象呢？透过现象看本质，溶液中的粒子究竟发生了怎样的变化呢？【提问】氯化铜溶液在电流的作用下生成Cu和Cl2，透过现象看本质，溶液中的粒子究竟发生了怎样的变化呢？【投影】播放课前制作的多媒体课件，模拟CuCl2溶液中Cu2+和Cl－在通电前后的运动、变化情况。【讲述】放电过程。【板书】离子的放电顺序（惰性电极）

阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Sn4+>Fe2+>Zn2+>……

阴离子放电顺序：S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>……

【注意】用惰性电极（如：石墨、Pt）电解时，溶液中的阴、阳离子按顺序放电，若阳极为活性电极（如Ag、Cu等金属），则电极本身放电，溶液中的阴离子不放电。

【提问】根据电解氯化铜溶液的实验分析，写出两电极上发生反应的类型，判断电解的条件。【点评】（指导学生通过原电池与电解池相关知识的比较得出结论）【小结】电解质溶液在导电过程中有新物质产生，是化学变化，我们把这个过程叫做电解。【提问】有没有同学能用自己的话概括电解的概念？（适当引导）【点评】这种使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫做电解。上述借助于电流引起氧化还原反应的装置，也就是把电能转化为化学能的装置，叫做电解池或电解槽。【练习巩固】以石墨为电极，电解下列溶液，写出电极反应式及总反应方程式。①CuBr2②Na2SO4③NaCl④AgNO3通过一系列问题情境，让学生讨论思考，从微观的本质上对电解氯化铜溶液有一个直观的认识，理性的分析。归纳电极反应、电解、电解池等概念，学生认识由个例上升到一般，使认识升华。【小结】本节课我们在复习原电池基本概念的基础上，重点学习了电解池的概念及电解原理，并比较了电解池和原电池的区别和联系。八、板书设计

第三节电解池

一、

电解原理

1、电极名称

阴极：与外接电源的负极相连的电极

阳极：与外接电源的正极相连的电极

2、电解原理：

阴极：Cu2＋＋2e－=Cu（还原反应）

阳极：2Cl－-2e－=Cl2↑（氧化反应）

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。

把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。

3、离子的放电顺序（惰性电极）

阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Sn4+>Fe2+>Zn2+>……

阴离子放电顺序：S2—>I—>Br—>Cl—>OH—>含氧酸根>……

4、电解池、原电池的区别

学情分析

学生的认知发展水平和知识基础都是我们要考虑的学情。我们的学生素质不太高，没有强烈的求知欲，思维能力渐趋成熟。但也有思维方面的劣势，他们习惯演绎式的教学方法，探究学习的经验少。在知识方面，学生在初中没有电化学知识；在高一化学中学习过有关电化学的原电池；在生活中也很少有涉及到电解应用经历。知识角度，高二学生在必修1、必修2和选修4中已经学习过氧化还原反应、离子反应、原电池的相关知识，同时物理学中电学知识也相当丰富，学习本节内容并不陌生，难度不大。能力角度，高二学生形象思维能力已充分发展，抽象思维能力也在迅速发展中，同时具有强烈的好奇心和求知欲，对实验探究的热情高，但抽象思维能力和探究能力还不够成熟需要老师适时的组织和引导。效果分析电化学内容是无机化学中很重要的知识，它既涉及到理论知识，又与元素化合物知识密切相关。通过化学能与电能之间的相互转化，可以使学生对氧化还原反应中能量变化的认识更加深刻，从而进一步树立能量观点和辩证唯物主义观点。

本节课的教学设计充分把课堂的主动权放给了学生，突出了学生的主体性。教师首先通过复习旧知识作为铺垫，然后引入新知识，使学生一点也不唐突。老师在讲解知识点的时候，一边温习旧知识一边渗入新知识点，教学中，围绕问题讨论，实验预测、验证，现象对比等环节，突破本节课的教学重点和教学难点，同时以讨论为主线，结合动手实验，学生参与，启发学思维，引导学生观察分析、推理、探究，调动学生的参与意识，引发他们积极思考，以体现学生的主体性；并将所学知识与生产生活实践相联系，使课堂学习更加贴近社会生活，同时，辅以课堂反馈，检查学生课堂吸收率，培养学生的解题能力。课堂上学生学习气氛较浓厚，大家都表现积极主动，勇于到黑板上做练习，培养了他们的自信心，课堂上达到了较好的教学效果。今后的教学中，可以让更多的学生参与到课堂中来，努力调动学生的积极性，使每个学生尝受到成功的喜悦，感受到学习带来的乐趣，进而激发学习动机，使课堂达到更好的效果。教材分析《电解池》是人教版高中化学选修四《化学反应原理》第四章第三节，这部分教材主要介绍了电解原理以及电解原理的应用。电解属于电化学的知识范畴，是中学化学理论体系不可缺少的一部分。电解池是继原电池后电化学基础不可或缺的组成部分，是原电池知识的延续，更是研究其应用的基础。在中学化学基本理论中占有重要的地位，也是工农业生产中重要的理论依据。通过电解原理的学习，可以进一步深化对氧化还原反应、离子反应、电解质溶液、原电池、化学反应中的物质变化和能量变化等知识的认识，发挥理论对工农业实践的指导作川，树立化学与社会生活密切联系的思想。本节教材可分为两个部分：电解原理、电解原理的应用。把握教材意图后，我把本节内容安排为两课时完成。第一课时电解原理；第二课时电解的应用。在教学过程中，主要采用了实验探究与启发讨论法，突出学生的主体地位，引导学生主动地获取知识，科学地训练技能，并注重师生之间、生生之间的相互交流等。.评测练习第3节电解池（第1课时）一、选择题1．下列叙述正确的是()①电解池是将化学能转变成电能的装置②原电池是将电能转变成化学能的装置③金属和石墨导电均为物理变化，电解质溶液导电是化学变化④电解池两个电极材料可以相同A．①②③④ B．③④C．②③④ D．③2．如图所示的装置能够组成电解池的是()3．用石墨作电极，电解1mol/L下列物质的溶液，溶液的pH保持不变的是()A．HCl B．NaOHC．Na2SO4 D．NaCl4．如图为直流电源电解稀Na2SO4水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是()A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色5．如图所示装置中，a、b都是惰性电极，通电一段时间后，b极附近溶液呈蓝色。下列说法中不正确的是()A．x是正极，y是负极 B．a极产生氢气，b极生成I2C．a极和Pt电极都有气泡产生 D．U形管中溶液的碱性增强6．现用Pt电极电解1L浓度均为0.1mol/L的HCl、CuSO4的混合溶液，装置如图，下列说法正确的是()A．电解开始时阴极有H2放出B．电解开始时阳极上发生：Cu2＋＋2e－=CuC．当电路中通过电子的量超过0.1mol时，此时阴极放电的离子发生了变化D．整个电解过程中，SOeq\o\al(2－,4)不参与电极反应7．某小组为研究电化学原理，设计下图装置，下列叙述不正确的是()A．a和b不连接时，铁片上会有金属铜析出B．a和b用导线连接时，铜片上发生的反应为：Cu2＋＋2e－=CuC．无论a和b是否连接，铁片均会溶解，溶液均从蓝色逐渐变成浅绿色D．a和b分别连接直流电源正、负极，电压足够大时，Cu2＋向铜电极移动8．如图X为电源，Y为浸透饱和食盐水和酚酞试液的滤纸，滤纸中央滴有一滴KMnO4溶液，通电后Y中央的紫红色色斑向d端扩散。下列判断正确的是()A．滤纸上c点附近会变红色B．Cu电极质量减小，Pt电极质量增大C．烧杯中溶液的pH增大D．烧杯中SOeq\o\al(2－,4)向Cu电极定向移动9．CuI是一种不溶于水的白色固体，它可由反应：2Cu2＋＋4I－=2CuI↓＋I2而得到。现以石墨为阴极，以Cu为阳极电解KI溶液，通电前向电解液中加入少量酚酞试液和淀粉溶液。电解开始不久阴极区溶液呈红色，而阳极区溶液呈蓝色，对这个现象的正确解释是()①阴极：2H＋＋2e－=H2↑使c(OH－)>c(H＋)②阳极：2Cu＋4I－－4e－=2CuI↓＋I2，I2遇淀粉变蓝③阳极：Cu－2e－=Cu2＋，Cu2＋显蓝色④阳极：2I－－2e－=I2，I2遇淀粉变蓝A．①② B．①③C．①④ D．③④10．用Pt电极电解各含有0.1mol的Cu2＋和X3＋的溶液，阴极析出固体物质的质量m(g)与溶液中通过电子的物质的量n(mol)的关系见右图所示。则离子的氧化能力由大到小排列正确的是()A．Cu2＋>X3＋>H＋ B．H＋>X3＋>Cu2＋C．X3＋>H＋>Cu2＋ D．Cu2＋>H＋>X3＋二、非选择题11．从NOeq\o\al(－,3)、SOeq\o\al(2－,4)、H＋、Cu2＋、Ba2＋、Ag＋、Cl－等离子中选出适当的离子组成电解质，采用惰性电极对其溶液进行电解。(1)两极分别放出H2和O2时，电解质的化学式可能是________。(2)若阴极析出金属，阳极放出O2，电解质的化学式可能是________。(3)两极分别放出气体，且体积比为1∶1，电解质的化学式可能是________。12．如图X是直流电源。Y槽中c、d为石墨棒，Z槽中e、f是质量相同的铜棒。接通电路后，发现d附近显红色。(1)①电源上b为________极(用“正”、“负”、“阴”或“阳”填空)。②Z槽中e为极________(用“正”、“负”、“阴”或“阳”填空)。③连接Y、Z槽线路中，电子流动的方向是d________e(用“→”或“”填空)。(2)①写出c极上反应的电极反应式：________________________________________。②写出Y槽中总反应的化学方程式：_______________________________________。③写出Z槽中e极上反应的电极反应式：___________________________________。13．如下图所示装置中，甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放100g5.00%的NaOH溶液、足量的CuSO4溶液和100g10.00%的K2SO4溶液，电极均为石墨电极。(1)接通电源，经过一段时间后，测得丙中K2SO4浓度为10.47%，乙中c电极质量增加，据此回答问题：①电源的N端为________极；②电极b上发生的电极反应为：________；③列式计算电极b上生成的气体在标准状态下的体积：________；④电极c的质量变化是________g；⑤电解前后各溶液的酸、碱性大小是否发生变化？简述其原因：甲溶液___________________________________________________；乙溶液__________________________________________________；丙溶液______________________________________________________。(2)如果电解过程中铜全部析出，此时电解能否继续进行？为什么？14．某温度下，取一定质量的硫酸铜溶液，用石墨作电极进行电解，当阳极产生标准状况下气体1.12L时，CuSO4恰好被完全电解，得到密度为1.2g·cm－3的溶液200mL。求：(1)阴极的电极反应式为____________________________________________。总反应的离子方程式为___________________________________________________。(2)电解后所得溶液的pH为__________________________________________________。(3)电解前所取CuSO4溶液的质量为________g。(4)若要使电解后所得溶液恢复至电解前的原状态，需要加入何种物质(只要求写出一种)，其化学式为________，加入物质的质量为________g。第3节电解池（第1课时）答案一、选择题1．B2．D3．C4．D5．A6．D7．D8．A9．A10．D二、非选择题11．(1)H2SO4、HNO3、Ba(NO3)2(2)AgNO3、Cu(NO3)2、CuSO4(3)HCl、BaCl212．(1)①负②阳③←(2)①2Cl－－2e－=Cl2↑②2NaCl＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2NaOH＋H2↑＋Cl2↑③Cu－2e－=Cu2＋13．(1)①正②4OH－4e－=2H2O＋O2↑③水减少的质量为：100g×(1－eq\f(10.00%,10.47%))≈4.5g，生成O2的体积为：eq\f(4.5g,18g·mol－1)×eq\f(1,2)×22.4L·mol－1＝2.8L④16⑤碱性增大，因为电解后，水量减少，溶液中NaOH浓度增大酸性增大，因为阳极上OH－生成O2，溶液中H＋浓度增加酸碱性大小没有变化，因为K2SO4是强酸强碱盐，浓度增加不影响溶液的酸碱性(2)能继续进行，因为CuSO4溶液已转变为H2SO4溶液，反应也就变为水的电解反应。14．(1)Cu2＋＋2e－=Cu2Cu2＋＋2H2Oeq\o(=,\s\up7(电解))2Cu＋O2↑＋4H＋(2)0(3)248(4)CuO8(或CuCO312.4)课后反思我这堂课基本做到了把课堂让给学生，让学生在自主、合作、探究的气氛中愉快度过，既顺利完成教学任务，又促进其情感教育。这堂课的完成使我感到欣慰，值得我深思。我觉得这堂课的亮点主要有：1、教学目标明确，重点突出，学生动手、动脑和参与度很高，充分体现新课标的理念。2、思考和探究的问题设置巧妙、合理，课后习题设置有梯度，有利于面向学生。3、多媒体技术运用得当，电解池动画逼真，化难为易。4、讨论安排合理，师生互动好，课堂气氛活跃。5、上课有激情，教态自然、大方、有亲合力教学过程流畅。但是，本堂课也还存在一些不足，需要加以改进：由于本堂课任务多，容量大，导致完成任务时间较紧，今后应注意教学步骤间的紧密衔接，充分体现教师主导、学生主体作用。本节课学生活动较多，不便时间的掌控，需要老师合理适当的引导组织，防止课堂失控。实验过程中，可能会出现各种“意外”，老师需要随机应变，要留给学生发现问题的机会和空间，使学生在探究的过程中享受成功的乐趣。

课标分析

选修四：化