《电化学基础》单元复习课教学建议

选修4第四章《电化学基础》单元复习课教学建议广州市真光中学周斯筠新课标要求1．体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2．通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。3．能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。本复习课的教学目标1.知识与技能目标（1）在氧化还原反应的基础上理解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应式和电池反应方程式。（2）能够利用原电池和电解池的知识解答生产生活中的实际问题。2.过程与方法目标（1）通过构建原电池和电解池的模型，学生体会模型方法在学习中的运用。（2）通过对原电池和电解池的比较，培养学生应用对比等方法总结概括知识的能力。3.情感态度与价值观目标重视理论联系实际，在解决生产生活中的实际问题的过程中，让学生深刻认识到化学知识对人类生活和社会发展的重要作用，培养学生的环保意识，提高科学素养，激发学生对化学的学习兴趣。教学重点和难点复习重点：电池和电解池的工作原理复习难点运用原电池和电解池的工作原理，分析新型电池的电极反应以及生产和生活中的实际应用。

教学策略学生常错点分析不少学生在解答电化学问题时,常因不能正确判断原电池的正负极、电解池的阴阳极、参加电极反应的粒子及反应类型而屡屡出错，学生普遍存在的问题是对电子流向、离子移动方向搞不清,电极反应类型记不住，电极方程式不会书写,张冠李戴的现象经常发生。究其原因是囫囵吞枣，死记硬背,仅用几个常用的原电池和电解池例子代入来解决问题，而不是通过氧化还原的基本概念和理论去分析问题，缺乏对电化学基础知识的真正理解。为了使学生比较轻松而深刻地理解电化学知识,提高分析问题和解决问题的能力,教师可引导学生抓住电化学知识的主线——电子。在氧化还原反应知识基础上，结合电学的知识，抓住电子的流动方向进行原电池和电解池原理分析。氧化还原反应的本质就是电子的转移，而学生从初中开始就接触电学，对电路中电流的方向和电子流动的方向有很深的记忆和理解，那么在复习电化学知识不妨从电子的流动方向入手，分析得失电子，进而得出电极类型、离子移动方向、反应类型、产物、电极方程式以及计算。模型构建电极板电极板电解质溶液电源电极板电极板电极板电极板电解质溶液电源电极板电极板电解质溶液

复习建议电化学知识点看似零散，如电极判断、电极反应式的书写、离子的移动、电解质溶液的变化、新型电池的分析、金属的腐蚀和防护、电镀、电冶金、电解法制备某些物质，装置设计、环境保护等等，其实归根结底所有的考点都是基本围绕原电池和电解池的工作原理展开，只要深刻理解两池的工作原理，这就能顺利解决电化学的有关问题。单元复习课突出电化学方法的内核（氧化还原反应）和主线（电子），把零散的知识整合起来，学生掌握思考问题的一般步骤。原电池和电解池的工作原理立足氧化还原反应，学生才能对原电池和电解池的工作原理有较深刻的理解。复习时可先复习有关氧化还原反应的基本概念，然后以“典例→模型→应用”模式展开学习。⑴典例简单的双液电池和电解池装置分析，引导学生从得失电子的角度确定氧化剂和还原剂，逐步理清两种装置的区别、电子流动方向与电极名称、离子移动方向、电极反应式书写、反应类型、反应产物等问题之间的关系。（2）模型经过对各种典型的原电池和电解池的分析，抽象为模型图，教师让学生在原电池和电解池模型图中标出装置名称、电极材料、电极名称、电子流动方向、离子移动方向、电极反应、能量转变等问题，并列表比较。学生在抽象模型和表格归纳对比中可清晰认识原电池和电解池之间的关系。这样有助于学生形成规律，往后再遇到新型的电池，问题也能迎刃而解。（3）应用原电池和电解池的应用范畴很广，包括新能源、化学电源设计、金属的腐蚀与防护、电镀、电冶金、物质的制备等等。练习题中不妨选择一些有时代气息的新型电池，与工业生产相联系的题目。分析题目时，可引导学生应用氧化还原反应知识结合原电池和电解池的工作原理解决问题，并总结出分析电化学题目的一般步骤。电极反应式和电池总反应式的书写正确书写电极反应式和电池总反应式，首要的是清楚哪些粒子放电。这其实归根结底就是氧化还原反应的问题。作为氧化剂，得电子能力越强的粒子越先放电；作为还原剂，失电子能力越强的粒子越先放电。当学生知道这些问题后就能判断电极反应的反应物。关于放电顺序，学生还是需要记忆某些粒子的放电规律。电解池：阳离子在阴极的放电顺序正好与金属活动顺序相反。顺序突出记住：Ag＋、Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Na＋。在阳极阴离子的放电顺序突出记住：金属电极(除Au、Pt)＞I>Br->Cl－＞OH－(碱、水)＞NO3－即可。同时要注意电极的种类不同造成不同的产物。判断酸碱盐水溶液的电解产物，首先让学生自己写电离方程式分析溶液中有哪几种离子，根据放电顺序判断阳极、阴极应出什么产物，然后自己写电极反应式、电解的化学反应方程式。基础较好的学生，可建议他们归纳出有无氧气或氢气产生的四类电解质水溶液电解规律，包括电解产物、方程式、适用范围、溶液pH变化等。原电池：注意介质，当介质不同时，电极反应式不同，如铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀，燃料电池。燃料电池中一定是燃料作负极，氧气做正极，且氧气的电极反应只有如下四种情况：①酸性介质：O2＋4e－＋4H＋＝2H2O，②碱性或中性介质：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，③固体氧化物熔融传导O2－：O2＋4e－＝2O2－，④熔融碳酸盐：负极O2＋4e－＋CO2＝CO32－（O2－与CO2反应）。以上电极反应式可让学生结合具体例子书写。除了根据原理分析，教师也可教授学生书写电极反应式和电池总反应式的方法：“一分为二（减），二合为一（加）”。题目给出电池总反应式，学生只要书写了较简单的一极反应的电极方程式，然后总反应式减一极，可得另一极电极反应式。反过来，知道电极反应式，那么相加即可得电池总反应式。化学电源教学中应把选修四第四章第2节给出的碱性锌锰电池、铅蓄电池、氢氧燃料电池的正负极材料、电极反应及总反应作为重点分析。课堂上分析一例，学生课后再对课本的例子逐一书写电极反应式，特别是燃料电池。近年的高考试题中也出现了实物图电池，这类题设问方式很多，且灵活多变，这要求学生对原电池的工作原理有深刻的认识，如2010年全国卷。虽然这些题命题材料很多很新颖，但殊途同归，考查的内容都是围绕那几个知识点进行。课堂上有意识地涉及高考题，引导学生要充分利用实物图，从实物图获取信息，提炼信息，例如电子流动方向、离子移动方向、电极反应等等，从而正确解题，以后当学生遇到背景新的题目时就不会觉得无从下手了。电化学知识在生产生活中的应用电化学有关知识广泛应用在金属腐蚀与防护、金属冶炼、电镀等方面。高考命题中，对于电化学专题，除了围绕上述几方面进行，同时也会出既涉及新能源、环境保护、工业生产等热点问题，以及利用电解原理实现用通常方法难以制备的物质的制备等方面的内容。将电化学有关知识应用在化学实验现象的判断和分析、定量实验的操作要求、离子方程式的书写、氧化还原反应问题分析、化学计算等方面，是高考命题的一个新的变化，复习时应引起足够的重视。例如：2010年四川理综卷第27题，山东卷第29题。无论题目如何变化，形式如何新颖，只要学生对电化学的核心知识有正确的理解，那么就不难解答这些问题。课堂复习时可以结合具体例子展开，如比较铁的腐蚀速度、防止铁的生锈等，学生体会如何运用电化学知识。习题选择充分利用《学习与评价》的题目，学生水平比较好的可适当增加一些高考题目。教学设计案例【环节一】本章知识系统梳理【引入】氧化还原反应的本质是电子发生转移，而电化学就是利用氧化还原反应实现了化学能与电能之间的转化。知识网络图【环节二】模型的建构【回顾】那么如何利用氧化还原反应分析电化学并应用呢？氧化剂：反应时化合价________，________电子，被________，发生________反应；CuAgCuAgAgNO3溶液ONGYECuSO4溶液盐桥（含琼胶的

KCl饱和溶液）CCCCNaCl溶液⑴分析比较上述两个装置示意图，指出装置名称。⑵标出两池电子流动情况。⑶标出两池离子移动情况。⑷分别标出四个电极发生的反应类型（氧化？还原？）。⑸分别标出四个电极的名称。（6）分析两个装置中能量的转变（7）分别写出以上两个装置的反应现象（8）写出以上两个装置的电极反应式和总反应式电极板电极板电解质溶液电极板电极板电解质溶液电极板电极板电解质溶液电极板电极板电解质溶液电源

[板书]归纳氧化还原反应原电池（自发）电解池（外加电源）还原剂氧化反应负极阳极（接正极）e—e—阴离子↑e—阴离子↑e—氧化剂还原反应正极阴极（接负极）放电顺序：作为氧化剂，得电子能力越强的粒子越先放电；作为还原剂，失电子能力越强的粒子越先放电【环节三】综合应用2010年我国《新兴能源产业发展规划》提出“加强新能源、电动汽车等低碳技术的开发和利用”。新型电池在新能源的开发中占有重要地位，可用作节能环保电动汽车的动力电池。锰酸锂电池可用于电动汽车。该电池充电时的工作原理如右图所示。则下列说法正确的是（）A.充电时，锰酸锂一极为阴极，接电源的负极B.可加入水溶液以提高电解质的导电性C.放电时，电池的负极电极反应式为

Li–e-==Li+D.放电时电池内部Li+向石墨移动（设计意图：虽然该电池比较陌生，看似很难，但是通过读图，学生只要抓住两个方面①该图是充电过程原理，即电解池。②电极判断，可通过电子的流动方向或电极材料的性质。即可顺利判断充电过程中电解池的阴极和阳极；从而判断当放电时电池的正极和负极、离子的移动方向。通过已学的锂的性质得出电解液的性质。）[投影]分析新型电池的一般步骤(1)判断原电池还是电解池(2)确定电极(从电子流动方向、化合价升降、电极材料等)(3书写电极反应式(注意介质)2.氢燃料电池能量转化率高，而且对环境友好，所以具有广阔的发展前途。氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节（电）能30％以上。在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出，所用的离子膜都只允许阳离子通过。①图中X、Y分别是、（填化学式），分析比较图示中氢氧化钠质量分数a％与b％的大小；②分别写出燃料电池B中正极、负极上发生的电极反应正极：；负极：；③当电路中有2mol电子通过时，生成的X的体积（标准状况下）是。④这样设计的主要节（电）能之处在于（写出2处）、。（小结）分析步骤：判断类别：A电解池，产生氢气和氯气；B燃料电池确定电极：B中氧气为正极，则Y应为负极，故Y为氢气电极反应式书写：介质时NaOH溶液，故正极：O2+4OH-+4e-==2H2O，负极电极反应式可通过总反应式-正极反应式（设计意图：学生会写在不同介质下的燃料电池的电极反应式。电解NaCl溶液与燃料电池相结合，学生体会在实际生产中节能环保的意识）3.我国近年大力发展水力发电。钢铁是水闸门、水轮机等的主要材料。钢铁很容易生锈而被腐蚀，每年因腐蚀而损失的钢材约占世界钢铁年产量的四分之一。（1）钢铁在水溶液被腐蚀，你能用一个原理图来表示这个过程吗？（2）利用右图装置，可以模拟铁的电化学防护。为减缓铁的腐蚀，若开关K置于M处，则X可以选择（）A、铜B、钠C、锌D、石墨其电极反应式为。若开关K置于N处，也可以降低铁闸门的腐蚀速率，其中铁闸门应该连接在直流电源的极上。（3）除了电化学腐蚀外，电镀可使铁与空气、水等物质隔离，防止铁腐蚀。镀铜可防止铁制品腐蚀，请选择以下药品，设计一装置在铁上电镀铜。药品：铁、铜、石墨