2024年高中化学 第四章 电化学基础 第三节 电解池 第1课时 电解原理教学实录 新人教版选修4

2024年高中化学第四章电化学基础第三节电解池第1课时电解原理教学实录新人教版选修4主备人备课成员设计意图本节课旨在通过电解原理的教学，帮助学生掌握电解池的基本工作原理，理解电解过程中离子的移动和电极反应，并能够运用所学知识解释一些简单的电解现象。教学设计紧密结合新人教版选修4第四章内容，注重理论与实践相结合，培养学生分析问题和解决问题的能力。核心素养目标1.实验探究能力：能够通过实验观察和数据分析，理解电解池的原理和过程。

2.科学思维能力：学会运用电化学原理分析电解反应，建立科学思维模型。

3.应用意识：理解电解原理在实际生产中的应用，增强化学知识的应用意识。

4.科学态度与责任：培养严谨的实验态度和科学精神，树立化学对人类社会发展贡献的认识。重点难点及解决办法重点：

1.电解池工作原理：理解电解质溶液中离子在电场作用下的移动及电极反应。

2.电极反应方程式的书写：掌握如何根据电解质和电解条件书写正确的电极反应方程式。

难点：

1.电解过程中离子的选择性：理解不同离子在电解过程中的迁移规律。

2.电解池实际应用中的问题分析：结合实际应用场景，分析电解过程中可能出现的问题及解决方法。

解决办法：

1.通过实验演示，让学生直观感受电解池的工作原理，强化对电解质溶液中离子移动的理解。

2.通过课堂练习，引导学生逐步掌握电极反应方程式的书写方法，并加强巩固。

3.结合实际案例，引导学生分析电解过程中可能遇到的问题，提高解决实际问题的能力。学具准备多媒体课型新授课教法学法讲授法课时第一课时师生互动设计二次备课教学资源准备1.教材：确保每位学生拥有新人教版选修4《化学》教材。

2.辅助材料：准备与电解池原理相关的图片、动画视频，以及电解反应方程式示例图表。

3.实验器材：电解池装置、电极、电解质溶液、电流表等实验器材。

4.教室布置：设置分组讨论区，并确保实验操作台安全、整洁，便于学生进行实验操作。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。设计预习问题：围绕“电解原理”，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“电解质溶液中离子在电场下的行为”、“电极反应的判断方法”等，引导学生自主思考。

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解电解池的基本概念和工作原理。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解电解原理，为课堂学习做好准备。

培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过实验演示电解过程，引出“电解池”课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解电解池的构成、工作原理、电极反应方程式的书写等知识点，结合实例帮助学生理解。

组织课堂活动：设计小组讨论，让学生根据预习内容，讨论并总结电解池的工作原理；设置角色扮演，模拟电解池的电极反应过程。

解答疑问：针对学生在学习中产生的疑问，如“如何判断电解池中的阳极和阴极”、“电解反应中离子的移动方向”等，进行及时解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与小组讨论，体验电解池工作原理的实践应用。

提问与讨论：针对不懂的问题或新的想法，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解电解池的原理。

实践活动法：设计实践活动，让学生在实践中掌握电解池的工作原理。

合作学习法：通过小组讨论等活动，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解电解池的原理，掌握电极反应方程式的书写方法。

通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：根据“电解原理”，布置适量的课后作业，如分析特定电解质溶液的电解过程、设计简单的电解实验等，巩固学习效果。

提供拓展资源：提供与电解原理相关的拓展资源（如书籍、网站、视频等），如介绍电解技术在工业中的应用等，供学生进一步学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的课后作业，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的电解原理知识点和技能。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。教学资源拓展六、教学资源拓展

1.拓展资源：

（1）电解技术的历史与发展：介绍电解技术的起源、发展历程以及在工业、医药、环保等领域的应用。

（2）电解池的类型与应用：介绍不同类型的电解池（如：隔膜电解池、离子交换膜电解池等）及其在电解过程中的应用。

（3）电解过程中的电极反应：分析电解过程中电极反应的类型、影响因素以及电极材料的选用。

（4）电解池在化学工业中的应用：介绍电解池在氯碱工业、金属冶炼、水处理等领域的应用实例。

（5）电解池的安全操作与事故处理：讲解电解池操作过程中的安全注意事项及事故处理方法。

2.拓展建议：

（1）阅读相关书籍和文献，了解电解技术的历史与发展，拓宽知识面。

（2）收集电解池在不同领域的应用案例，分析电解池的优势和局限性。

（3）关注电解池在化学工业中的应用，了解电解池在氯碱工业、金属冶炼、水处理等领域的具体应用。

（4）学习电解过程中电极反应的类型、影响因素以及电极材料的选用，为实际应用提供理论依据。

（5）通过实验或模拟实验，探究电解池在不同条件下的工作原理和影响因素。

（6）学习电解池的安全操作与事故处理，提高安全意识和应急处理能力。

（7）参与电解技术的相关竞赛或项目，锻炼自己的实践能力和创新思维。

（8）关注电解技术的最新研究动态，了解电解技术在未来发展中的趋势。

（9）结合所学知识，思考电解技术在环保、能源等领域的发展前景。

（10）撰写电解技术的综述性文章或报告，总结自己的学习成果。课后作业1.实验题：设计一个简单的电解水实验，并描述实验步骤、预期现象和实验结论。

答案：实验步骤：将电解水装置组装好，加入适量的蒸馏水，插入电极，接通电源，观察电极附近气泡的产生情况。预期现象：正极产生氧气气泡，负极产生氢气气泡。实验结论：水在电解过程中分解成氢气和氧气，氢气和氧气的体积比为2:1。

2.计算题：在电解铜硫酸溶液的过程中，如果电解1.5小时，产生了0.1摩尔铜，求电解过程中转移的电子的摩尔数。

答案：电解铜的反应方程式为：CuSO4+2e^-→Cu+SO4^2-。根据反应方程式，每转移2摩尔电子，可以生成1摩尔铜。因此，电解0.1摩尔铜需要转移的电子摩尔数为0.1摩尔×2=0.2摩尔。

3.应用题：在电解食盐溶液的过程中，如果电解0.5小时，产生了0.15摩尔氢气和0.1摩尔氯气，求电解过程中转移的电子的摩尔数。

答案：电解食盐溶液的反应方程式为：2NaCl+2H2O→2NaOH+H2↑+Cl2↑。根据反应方程式，每生成1摩尔氢气和氯气，需要转移2摩尔电子。因此，电解过程中转移的电子的摩尔数为(0.15摩尔+0.1摩尔)×2=0.5摩尔。

4.分析题：分析在电解过程中，如何通过改变电极材料来影响电解反应的产物。

答案：改变电极材料可以影响电解反应的产物。例如，在电解硫酸铜溶液时，使用铂电极可以防止电极溶解，而使用铁电极会导致铁溶解生成铁离子。通过选择不同的电极材料，可以控制电解反应的产物。

5.综合题：设计一个电解池，用于将乙醇氧化为乙醛。请描述电解池的构造、电解过程和预期产物。

答案：电解池构造：使用铂电极，电解质溶液为含有乙醇的硫酸溶液。电解过程：在阴极，乙醇分子在电极表面被还原，生成乙醛；在阳极，乙醇分子被氧化，释放出电子。预期产物：乙醛、水、氧气。

6.比较题：比较电解池和原电池在工作原理、能量转化和电极反应等方面的异同。

答案：相同点：两者都涉及化学反应，都包含电极和电解质溶液，都涉及电子的转移。不同点：电解池需要外部电源提供能量，将电能转化为化学能；原电池则将化学能转化为电能。

7.创新题：设计一个利用电解池进行水的硬水软化的实验方案，并说明实验原理和预期效果。

答案：实验原理：硬水中含有较多的钙镁离子，通过电解可以生成氢氧化钙和氢氧化镁，这些沉淀物可以从水中去除，实现硬水软化。实验方案：将硬水加入电解池，使用铝电极，观察沉淀物的生成情况。预期效果：硬水中的钙镁离子被去除，水变软。课堂1.课堂评价：

课堂评价是教学过程中非常重要的环节，它有助于教师及时了解学生的学习情况，调整教学策略，确保教学目标的实现。

（1）提问评价：通过课堂提问，教师可以检验学生对电解原理的理解程度。例如，提问“电解池中阴阳极的反应是什么？”或“电解过程中离子的移动方向是怎样的？”等。学生的回答可以反映出他们对电解原理的掌握情况。

（2）观察评价：教师通过观察学生在课堂上的参与度、实验操作是否规范、能否独立思考等问题，评估学生的学习状态。

（3）测试评价：在课程结束后，教师可以设计一些测试题，如选择题、填空题、简答题等，检验学生对电解原理的掌握程度。测试题应涵盖本节课的重点和难点。

（4）小组讨论评价：通过小组讨论，教师可以观察学生在团队合作、沟通表达、问题解决等方面的能力。例如，可以设计一个小组讨论题：“讨论电解池在实际生活中的应用，并举例说明。”

课堂评价的作用在于：

-及时发现问题：通过课堂评价，教师可以了解学生在学习过程中的困惑和不足，以便及时调整教学策略。

-提高教学质量：根据课堂评价结果，教师可以调整教学内容和方法，提高教学质量。

-培养学生能力：课堂评价有助于培养学生的自主学习、合作交流、问题解决等能力。

2.作业评价：

作业是课堂教学的延伸，是检验学生学习效果的重要手段。

（1）作业批改：教师对学生的作业进行认真批改，确保作业的准确性和完整性。批改过程中，教师应关注学生的解题思路、计算过程和实验操作等。

（2）作业点评：在批改作业的基础上，教师应给予学生具体的点评，指出作业中的优点和不足，并提出改进建议。

（3）作业反馈：及时将作业反馈给学生，让他们了解自己的学习成果和改进方向。教师可以通过课堂讲解、个别辅导等方式，帮助学生解决作业中的问题。

（4）作业激励：对表现优秀的学生给予表扬和鼓励，激发学生的学习兴趣和积极性。

作业评价的作用在于：

-巩固课堂所学知识：通过完成作业，学生可以巩固和加深对电解原理的理解。

-提高学生的自主学习能力：作业的完成需要学生独立思考，有助于提高他们的自主学习能力。

-培养学生的责任感和自律意识：按时完成作业是学生应具备的基本素养，有助于培养他们的责任感和自律意识。板书设计①电解原理概述

-电解池的构成：阳极、阴极、电解质溶液

-电解池的工作原理：外部电源提供电能，驱动电解质溶液中的离子