《电解池》教学设计.docx

教学设计
课题名称
电解池（第一课时）
课型
实验课
课时
共（2）课时完成
一、教学内容分析
本章前两节着重讨论原电池及其应用，而本节“电解池”是将理论与实际相联系的实体，研究了电化学的另一个重要基础理论：电解原理，即如何借助电能使不能自发进行的氧化还原反应能够发生，从而使电能转化成化学能，在理论的基础上介绍相关化工生产方面的应用，如氯碱工业、电解精炼铜、电镀工业以及电冶金等。
本课时的教学内容首先是电解原理：利用实验探究和层层递进的问题，让学生自己体会到，使电流通过电解质溶液时，会在阴阳两极引起氧化还原反应，电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程。然后要求学生利用电解原理设计实验完成电镀的任务，这既是作为电解原理的评价，也可加深学生对电镀工艺的了解。
二、学习者分析
学生在学习本节课之前，对化学反应原理已经有了一定的认识，具备氧化还原反应、原电池和电极反应、常见无机物的化学性质、溶液中的离子平衡、电路的连接、电流的形成原因等基本化学和物理知识，有一定的实验设计和观察、分析能力，这些是本节课学习的基础。本校学生知识基础比较薄弱、能力稍有不足，因此在课前，教师要求学生对需要用到的以往知识进行了复习，在课堂上，思考、讨论和实验操作时间都相应的较充足，并且用适合学生的问题梯度和节奏进行课堂教学。
三、学习目标确定
（一）了解电解池的工作原理
（二）认识电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程
（三）能设计并完成电镀实验经历问题的解决和探究过程，逐步形成化学学科的学习方法
（四）在讨论和实验中，逐步形成勤于思索的习惯、完善表达能力，善于与人合作，具有团队精神
（五）发展学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，体验科学探究的喜悦，感受化学世界的奇妙
（六）赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，树立为中华民族复兴而努力学习的责任感和使命感

四、学习重点难点
电解原理的理解
五、学习评价设计
【课堂评价】
通过课堂上学生的发言、实验、交流、讨论及时反馈学生的学习动态，通过电镀实验的设计了解学生对电解原理的理解情况。
【知识评价】
东城区练习册本节配套习题
【学生自我评价调查】

符合
（3分）
基本符合
（2分）
不太符合
（1分）
不符合
（0分）
我积极参与实验设计活动

我尊重别人的成果，并虚心学习

我善于思考，善于发问

我掌握了本节课的重点内容

通过本节课我的收获是

六、学习活动设计
教师活动
学生活动
活动一：探究：CuCl2溶液在导电过程中发生化学变化了吗？
教师活动1
创设情境、提出问题1：已知电解质CuCl2在水溶液里能够导电，你认为CuCl2溶液在导电过程中发生化学变化了吗？请设计实验证明
分享与交流、评价并总结：评价、板书画装置图
补充问题1：如果发生化学变化了，你认为可能会有哪些产物？如何检验？
实验操作：课前检测电池和导线，实验过程中指导实验
小结问题1：有新物质生成，CuCl2溶液在导电过程中发生了化学变化
学生活动1
思考（不发生（电流是带电微粒的定向运动形成的）、可能发生）、设计实验，提出所需仪器和试剂

展示、表达实验方案：电源、导线、电极、CuCl2溶液、盛装CuCl2溶液的容器
思考、讨论、展示并得出：可能产生H2、Cl2、Cu(OH)2、HCl等物质及各物质的检验方法
实施实验、观察并记录实验现象
分享实验现象：阴极石墨电极上产生一种红色的物质，即Cu，阳极产生能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝的气体，即Cl2
活动意图说明：通过与以往认知形成冲突的问题引发学生思考，引出主题；培养由目的设计实验的能力、表达能力；培养学生在实验操作前考虑全面、做好实验准备的良好习惯；锻炼操作能力、观察能力；锻炼学生表达能力；使学生体会问题的解决过程
活动二：探究：Cu和Cl2是怎样产生的？
教师活动2
提出问题2：新的问题出现了：Cu和Cl2是怎样产生的？
小结问题2：阴极产生的Cu是由溶液中的Cu2+得电子转化而来，阳极产生的Cl2是由溶液中的Cl-失电子转化而来
提出问题3：又有新的问题了：Cu2+得到的电子从哪来？Cl-失去的电子去哪了？溶液中有哪些离子，这些离子在通电前后如何运动？（上述问题在PPT上简述为：导电过程中带电微粒是如何运动的？）
小结问题3：通电时，电子从电源负极沿导线流入阴极，被Cu2+得到，Cl-在阳极失去电子，电子又沿导线流回电源正极。溶液中的阴阳离子在通电前作自由运动，通电时在电极的作用下作定向运动，Cu2+和H+趋向阴极，Cl-和OH-趋向阳极
提出问题4：现在我们已经知道在阴极、阳极都不止存在一种物质，那么为什么是Cu2+和Cl-分别得、失电子发生了电极反应，这说明了什么？
小结问题4、总结电解原理：在当前实验条件下，阳离子和电极材料中，Cu2+的得电子能力最强，阴离子和电极材料中，Cl-的失电子能力最强。在上述过程中，电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起了氧化还原反应，这个过程叫做电解；板书
学生活动2
思考、讨论、书写电极反应方程式
表达、展示电极方程式：阴极Cu2++2e-=Cu 阳极：2Cl--2e-=Cl2
思考、讨论

表达、思考、聆听

思考、讨论

展示讨论结果：阴极除Cu2+外还有H+和电极材料石墨，阳极除Cl-外还有OH-和电极材料石墨，Cu2+和Cl-分别得、失电子应该与他们的氧化、还原性有关。
思考、笔记
活动意图说明
锻炼学生寻找宏观现象和微观反应原理的关系的能力；锻炼学生表达能力；落实电极方程式的书写；帮助学生巩固溶液中的微粒观，锻炼学生利用已有知识和信息进行逻辑推理的能力；引导学生对外、内电路中带电微粒的运动方向进行分析，理解电路中电流的形成原因；巩固氧化还原观念，帮助学生再次认识化学反应的发生是有条件的：在当前实验条件下，物质的氧化性、还原性的相对强弱昰其能否发生电极反应的重要因素；至此，顺理成章的得出电解原理：电子的定向移动引起了阴阳离子的定向运动，引发了外电路与内电路界面处的电极反应，这就是电解。
活动三：完成模拟工艺任务：铁钉镀铜
教的活动3
提出任务：能否应用电解原理结合资料（见学案）设计实验，完成在铁钉上镀（附着）一层铜的任务？
分享与交流、评价并总结：根据资料，其他条件不变时，金属铜的沉积速率受到溶液中浓度Cu2+浓度的影响，为使镀层牢固和光滑，应选铜氨溶液；随实验进行，Cu2+浓度下降，为保证Cu2+的可持续性，可选用失电子能力强于阴离子的金属铜作阳极材料
实验操作：指导实验
小结电镀：在刚才的实验中，同学们实现了在一种金属表面镀上一薄层其它金属，在工业上常用这种方法增强金属的抗腐蚀能力，增加美观和表面硬度，工业上将这种工艺称为电镀；PPT展示电镀生产线和电镀产品；板书，电镀是电解原理的应用之一，电解原理的其他应用将在下节课介绍
总结本课：这节课中，我们通过化学实验和层层递进的分析推理解决了问题，了解了电解原理，体会到化学科学在生产生活中有着重要的作用，希望这节课后，同学们能够保持对化学、对科学的热情和兴趣，以后能为国家的科技发展做出贡献！
学的活动3
设计实验，提出所需用品、画装置图

展示、表达实验方案：电源、导线、铁钉作阴极、CuSO4溶液/铜氨溶液、点滴板

思考、聆听、笔记

实施实验、观察并记录实验现象
思考、聆听、笔记

思考、聆听

活动意图说明
评价电解原理的掌握情况；培养学生利用资料提取和应用信息的能力，结合反应物浓度对反应速率的影响以及氧化还原的相关知识完善实验方案，培养学生设计方案的全面性；让学生体会通过所学知识完成工业产品的喜悦心情；帮助学生了解化学科学的重要作用，认识化学与生产生活的关系，激发学生学习化学的兴趣；帮助学生树立为中华民族复兴而努力学习的责任感和使命感

七、板书设计
第四章 第三节 电解池
一、电解：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

二、电解原理的应用——电镀
八、作业与拓展学习设计
设计工业过程：粗铜精炼、氯碱工业、电冶金
九、特色学习资源分析、技术手段应用说明
本节课希望通过学生在问题的引导下设计实验、验证猜想、解决问题，这个过程中使用了微型实验的设计，一是在第一部分实验活动中，氯化铜溶液的电解会产生氯气，从绿色化学的角度考虑，微型实验氯气的产生量会非常非常小，二是第二部分实验活动中，由于铜氨溶液浓度的限制，用小铁钉现象更明显，因此微型实验的易于操作的优势在这里也得以体现。
十、教学反思与改进课堂效果评价
本节课的第一部分是通过引导学生对4个递进式的问题的探究，使学生理解了电解的基本原理。在问题的引导下，在探究过程中，学生能够积极思考、参与讨论、勇于表达。通过设计和实施实验，学生先是发现电解质溶液在导电过程中会发生化学变化，然后根据宏观实验现象推测出微观的反应原理，又由电极方程式推理得到电路中带电微粒的运动方向，再由电极处不止一种物质推知在一定实验条件下，物质的氧化还原性是影响其是否参加电极反应的重要因素，最后当教师给出电解的概念时，学生非常容易接受。
本节课的第二部分是要求学生应用电解原理设计电镀实验。学生自己能够设计出待镀金属应该作电解池的阴极，也能设计出用含有镀层金属离子的溶液作电镀液，经过教师评价和提醒后，很多学生也能够很快补充出要将镀层金属作阳极。通过电镀实验的设计和实施，切身的实验体会帮助学生更深刻的了解电镀工艺，体会到化学科学对生产生活的重要贡献。
1、 学生课后反馈
通过对不同学习层次的学生进行的课后访谈，了解到学生感觉本节课很有意思，学生表示通过探究去解决问题的过程很有成就感，大多数学生能够理解电解原理，小部分学生的电镀原理需要再强化以加深印象。
2、 教师自我反思
优点：本节课在实现知识目标的同时，注重学生化学学科核心素养的培养：引导学生从宏观和微观相结合的视角分析与解决问题、认识到化学变化需要一定的条件并遵循一定的规律、知道可以通过分析、推理等方法认识研究对象、能从问题出发设计实验方案、在探究中学会合作、赞赏化学对社会发展的贡献。
不足和改进：在设计电镀实验时，由于时间原因，没有提醒学生讨论为什么不能用CuCl2溶液作电镀液，在第二课时中作了补充，并且强调了绿色化学的观念。