4-2-4电解原理的应用Ⅰ教学设计2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

4-2-4电解原理的应用Ⅰ教学设计2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间课程基本信息1.课程名称：电解原理的应用Ⅰ

2.教学年级和班级：2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

3.授课时间：1课时

4.教学时数：45分钟核心素养目标本节课的核心素养目标包括：提高学生的科学探究能力，通过电解原理实验的操作和分析，培养学生的实验操作能力和科学思维；培养学生的信息处理能力，通过电解原理的应用实例，让学生学会从信息中提取关键点并进行分析；提高学生的团队协作能力，通过小组讨论和实验，培养学生的沟通协作能力；培养学生的创新意识，鼓励学生在实验和讨论中提出新的观点和思考。重点难点及解决办法重点：

1.电解原理的基本概念和电解过程。

2.不同电解质溶液中的离子放电顺序。

3.电解产物的判断和计算。

难点：

1.电解质溶液中离子放电顺序的判断。

2.电解过程中电极反应的理解和应用。

3.电解产物的计算方法。

解决办法：

1.通过实验演示和动画讲解，帮助学生直观理解电解原理和电解过程。

2.通过实例分析和练习题，让学生掌握离子放电顺序的判断方法。

3.通过步骤讲解和练习题，引导学生理解和应用电极反应。

4.通过分组讨论和问题解答，帮助学生掌握电解产物的判断和计算方法。教学方法与手段教学方法：

1.实验法：通过电解实验的演示和操作，让学生直观地理解电解原理和电解过程，增强学生的实践操作能力。

2.讨论法：组织学生进行小组讨论，引导学生主动思考和探究电解质溶液中离子放电顺序的判断方法，提高学生的科学思维能力。

3.问题解决法：通过提出问题和案例分析，激发学生的思考和探究欲望，培养学生运用电解原理解决实际问题的能力。

教学手段：

1.多媒体演示：利用多媒体设备播放电解实验的动画和视频，生动形象地展示电解过程，帮助学生更好地理解电解原理。

2.教学软件应用：运用教学软件进行电解产物的计算和分析，提高学生的信息处理能力和创新思维。

3.互动式教学平台：利用互动式教学平台，发布电解原理相关的问题和讨论主题，引导学生积极参与讨论和交流，培养学生的团队协作能力。

4.练习题和案例分析：设计相关的练习题和案例分析，让学生在理论知识的基础上进行应用和实践，巩固所学知识，并培养学生的解决问题的能力。

5.反馈与评价：通过学生的实验报告、作业和课堂表现进行综合评价，及时给予反馈，帮助学生改进学习方法和提高学习效果。教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解电解原理及应用的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。

设计预习问题，激发学生思考，为课堂学习电解原理及应用内容做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确电解原理及应用教学目标和重难点。

准备教学用具和多媒体资源，确保电解原理及应用教学过程的顺利进行。

设计课堂互动环节，提高学生学习电解原理及应用的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

提出问题或设置悬念，引发学生的好奇心和求知欲，引导学生进入电解原理及应用学习状态。

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的电解质和电离等知识，帮助学生建立知识之间的联系。

提出问题，检查学生对旧知的掌握情况，为电解原理及应用新课学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解电解原理的基本概念、电解过程以及离子放电顺序等知识点，结合实例帮助学生理解。

突出电解原理的重点，强调离子放电顺序等难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕电解质溶液中离子放电顺序的判断方法展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。

鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

设计实践活动或实验，让学生在实践中体验电解原理及应用知识的应用，提高实践能力。

在电解原理及应用新课呈现结束后，对知识点进行梳理和总结。

强调电解原理的重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对电解原理及应用知识的掌握情况。

鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决电解原理及应用问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。

引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与电解原理及应用相关的拓展知识，拓宽学生的知识视野。

引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合电解原理及应用内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。

鼓励学生分享学习电解原理及应用的心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的电解原理及应用内容，强调重点和难点。

肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的电解原理及应用内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。

提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。学生学习效果1.知识掌握：学生能够理解电解原理的基本概念，掌握电解过程以及离子放电顺序的知识，并能够运用这些知识解释实际问题。

2.实验技能：学生通过实验操作，能够熟练掌握电解实验的基本步骤和技巧，能够安全、准确地进行电解实验。

3.科学思维：学生通过分析实验结果和解决实际问题，能够培养观察、思考、推理和判断的科学思维能力。

4.问题解决：学生能够运用电解原理解决实际问题，如判断电解产物的生成和进行电解产物的计算。

5.团队合作：学生在小组讨论和实验过程中，能够有效沟通、合作，培养团队协作能力。

6.创新能力：学生能够提出新的观点和思考，通过实验和讨论，培养创新意识和创新能力。

7.情感态度：学生能够认识到电解原理在实际生活中的应用，培养对化学学科的兴趣和热情，增强对科学研究的信心。板书设计①重点知识点：电解原理的基本概念、电解过程、离子放电顺序、电解产物的判断和计算。

②关键词：电解、电极、离子、放电、产物、电流。

③趣味性句子：电解实验中的“神奇转化”，如“水分解成氢气和氧气”，以及“氧化还原反应”的趣味描述。

④艺术性设计：使用不同颜色和图标来标注电解原理的不同环节，如使用红色标注氧化反应，蓝色标注还原反应，绿色标注离子放电顺序。

⑤互动性元素：在板书中加入互动性问题，如“你能预测这个电解实验会产生哪些气体吗？”引导学生积极参与课堂讨论。

⑥逻辑性结构：板书设计应遵循逻辑顺序，从电解原理的定义到电解过程的描述，再到离子放电顺序的判断，最后到电解产物的计算，使学生能够清晰地理解电解原理的应用。课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.本节课我们学习了电解原理的基本概念，包括电解过程、离子放电顺序以及电解产物的判断和计算。

2.学生通过实验操作，直观地了解了电解过程，并能够运用所学知识解释实际问题。

3.学生在小组讨论和实验过程中，培养了科学思维、团队合作和创新能力。

4.学生能够运用电解原理解决实际问题，如判断电解产物的生成和进行电解产物的计算。

5.学生对电解原理在实际生活中的应用有了更深入的认识，培养了兴趣和热情，增强了对科学研究的信心。

当堂检测：

1.判断题：

（1）电解是指在直流电源的作用下，物质发生氧化还原反应的过程。（）

（2）在电解过程中，阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动。（）

（3）电解产物的生成取决于电解质的种类和浓度。（）

2.选择题：

（1）以下哪个物质在电解过程中会产生氢气？（）

A.硫酸B.氯化钠C.硝酸D.氢氧化钠

3.简答题：

请简述电解原理的基本过程及其应用。

4.计算题：

已知某电解质溶液中的硫酸根离子浓度为0.2mol/L，氢离子浓度为0.1mol/L，求在该溶液中进行电解时，阴极和阳极上分别产生的气体体积。

5.实验题：

设计一个实验，验证不同电解质溶液中的离子放电顺序。典型例题讲解例题1：

题目：已知某电解质溶液中的氢离子浓度为0.1mol/L，硫酸根离子浓度为0.2mol/L，求在该溶液中进行电解时，阴极和阳极上分别产生的气体体积。

解题思路：

首先，根据电解原理，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。在给定的溶液中，阳极上氢离子放电生成氢气，阴极上硫酸根离子放电生成氢氧化物。

计算过程：

（1）阳极放电方程式：2H+（aq）-2e-→H2（g）

（2）阴极放电方程式：SO4^2-（aq）+2H2O（l）+2e-→SO3^2-（aq）+4OH-（aq）

由于氢离子浓度为0.1mol/L，我们可以计算出在标准状况下，每摩尔氢离子放电产生的氢气体积为22.4L。因此，每摩尔硫酸根离子放电产生的氢氧化物体积为4×22.4L=89.6L。

根据阿伏伽德罗常数，0.1mol的氢离子对应22.4L的氢气体积。因此，在标准状况下，1mol的硫酸根离子放电产生的氢氧化物体积为89.6L。

答案：阳极上产生的气体为氢气，体积为22.4L；阴极上产生的气体为氢氧化物，体积为89.6L。

例题2：

题目：已知某电解质溶液中的氢离子浓度为0.1mol/L，氢氧根离子浓度为0.2mol/L，求在该溶液中进行电解时，阴极和阳极上分别产生的气体体积。

解题思路：

首先，根据电解原理，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。在给定的溶液中，阳极上氢离子放电生成氢气，阴极上氢氧根离子放电生成水。

计算过程：

（1）阳极放电方程式：2H+（aq）-2e-→H2（g）

（2）阴极放电方程式：OH-（aq）+H2O（l）+e-→H2O（l）

由于氢离子浓度为0.1mol/L，我们可以计算出在标准状况下，每摩尔氢离子放电产生的氢气体积为22.4L。因此，在标准状况下，1mol的氢氧根离子放电产生的水体积为22.4L。

答案：阳极上产生的气体为氢气，体积为22.4L；阴极上产生的气体为水，体积为22.4L。

例题3：

题目：已知某电解质溶液中的氢离子浓度为0.1mol/L，氯离子浓度为0.2mol/L，求在该溶液中进行电解时，阴极和阳极上分别产生的气体体积。

解题思路：

首先，根据电解原理，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。在给定的溶液中，阳极上氯离子放电生成氯气，阴极上氢离子放电生成氢气。

计算过程：

（1）阳极放电方程式：Cl-（aq）+1e-→Cl2（g）

（2）阴极放电方程式：2H+（aq）-2e-→H2（g）

由于氯离子浓度为0.1mol/L，我们可以计算出在标准状况下，每摩尔氯离子放电产生的氯气体积为22.4L。因此，在标准状况下，1mol的氢离子放电产生的氢气体积为22.4L。

答案：阳极上产生的气体为氯气，体积为22.4L；阴极上产生的气体为氢气，体积为22.4L。

例题4：

题目：已知某电解质溶液中的硫酸根离子浓度为0.1mol/L，氯离子浓度为0.2mol/L，求在该溶液中进行电解时，阴极和阳极上分别产生的气体体积。

解题思路：

首先，根据电解原理，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。在给定的溶液中，阳极上硫酸根离子放电生成硫酸，阴极上氯离子放电生成氯气。

计算过程：

（1）阳极放电方程式：SO4^2-（aq）+2e-→SO3^2-（aq）+4H+（aq）

（2）阴极放电方程式：Cl-（aq）+1e-→Cl2（g）

由于硫酸根离子浓度为0.1mol/L，我们可以计算出在标准状况下，每摩尔硫酸根离子放电产生的硫酸体积为22.4L。因此，在标准状况下，1mol的氯离子放电产生的氯气体积为22.4L。

答案：阳极上产生的气体为氯气，体积为22.4L；阴极上产生的气体为硫酸，体积为22.4L。

例题5：

题目：已知某电解质溶液中的氢离子浓度为0.1mol/L，硫酸根离子浓度为0.1mol/L，求在该溶液中进行电解时，阴极和阳极上分别产生的气体体积。

解题思路：

首先，根据电解原理，阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。在给定的溶液中，阳极上氢离子放电生成氢气，