2.1.2电解饱和食盐水 教学设计 2023-2024学年高一上学期化学沪科版（2020）必修第一册

2.1 海洋中的卤素资源 ——氯碱工业 1. 教学设计说明 电解饱和食盐水的内容是《普通高中化学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》中规定的必修课程内容，其中对这一内容的要求为：“结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解氯及其重要化合物的主要性质，认识这些物质在生产中的应用和对生态环境的影响。”，学业要求为“能说明元素及其化合物的应用对社会发展的价值、对环境的影响。能有意识运用所学的知识或寻求相关证据参与社会性议题的讨论”。本节课承前启后，设计在粗盐提纯教学之后，并设计在氯气的性质、氧化还原之前，能为学生的学习两方面“看似无关”的知识做好衔接。 基于对于粗盐提纯的基础，学生们已经知道海水中如何将粗盐精制，但对于盐类除了食物外的应用没有认知。同时依据学生在初中时学习过的有关“电解水”的知识，本课程引导学生尝试推测当水中有氯化钠溶质时，电解饱和食盐水的产物会有什么，通过提出假设、实验验证、得出结论的一般科学探究步骤，在培养学生科学探究核心素养的同时，让学生掌握氯碱工业的主要产物。并引入前沿文献对于氯碱工业产物提纯过程进行探讨，引入离子交换膜概念，再次加深物质的分离提纯在实验室以及工业中的重要性。最后，氯碱工业的诞生背后是一段民族企业家救国存亡的感人故事，通过播放吴蕴初与氯碱工业的纪录片，让学生树立科学态度与社会责任意识，增加学生对于本节课自己所学习的化学知识的认同感与自豪感。 二、教学目标 1、掌握氯碱工业的产物、化学反应原理、离子交换膜等概念 2、通过对海水晒盐、氯碱工业发展过程的学习，感悟我国古代劳动人民的智慧以及化学工业的重要作用。 三、教学过程 内容 教师活动 学生活动 设计意图 1、 引入 【提问1】在粗盐提纯的学习中，我们了解到了古人智慧的结晶，通过海水晒盐法获取粗盐，接着我们进一步使用化学试剂对于其它溶于水的杂质离子进行除去，最终获得了精制盐。那么在大家生活中，盐类除了可以运用在食物的调味外，氯化钠还可用于氯碱工业中。在氯碱工业中通过电解饱和食盐水的方式获取相应的化学原料，请大家阅读一下上海氯碱公司的财务年报，看一下氯碱工业厂中能够利用电解饱和食盐水生产出哪些大家熟知的物质呢？ 【回答1】烧碱、氯气、氯化氢、各种含氯的有机物 回顾上节课程知识，引导学生通过总结氯碱工业产品线帮助其对于后续电解饱和食盐水生成物进行推断。 2、 新课传授 【提问1】回顾刚才，老师提到氯碱工业是对于氯化钠进行什么处理？初中时，大家有没有学习过类似的反应？它对应的化学反应方程式和产物分别是什么？ 【提问2】当我们在水中添加氯化钠至饱和后，也就是来电解饱和食盐水时，请同学们根据氯碱工业的产品线，并类比电解水，小组讨论猜测一下其可能的产物会有哪些？ 【提问3】每一个小组都给出大致推测的实验产物，那么接下来请观看老师的演示实验，通过实验中的现象，请同学们思考： （1） 你们小组写的产物是否正确？ （2） 在该电解池中，对应的阳极产物和阴极产物又分别是什么？ （3） 请写出对应化学反应方程式 【提问4】在饱和食盐水溶液中，氯元素会以钠离子和氯离子的形式存在，而水则仍然会以分子形式存在。而在最后的产物中，氢氧化钠则会在水溶液中以钠离子和氢氧根离子存在，氢气、氯气继续以分子形式存在。在原子结构的课程中，我们已从得失电子的角度学习到了离子的概念。请同学们尝试书写出电解饱和食盐水在阳极和阴极上的电极反应方程式。 【提问5】在氯碱工业中，我们的氢氧化钠是一条重要的产品线。而此刻，但我们电解饱和食盐水后，水溶液的溶质除氢氧化钠外，还含有部分氯化钠。因此想要获得氢氧化钠还需进一步进行分离提纯。请同学们观察前沿文献中所描述的离子交换膜，尝试总结一下离子交换膜的定义。 【提问6】请根据图片分析判断，氯碱工业中进行提纯使用的离子交换膜属于阳离子交换膜还是阴离子交换膜？ 【总结】通过对于之前所提纯的粗盐的进一步探讨，我们知道了氯碱工业及其产物。那么你们是否知道氯碱工业的诞生与民族的存亡以及爱国精神有着密切的联系？接下来，让我们一起来看一段氯碱工业的诞生历史的记录短片。 【回答1】电解饱和食盐水、电解水。 阳极产物：氧气 阴极产物：氢气 【回答2】氢氧化钠、氯气、根据元素守恒可能还会推断出有氢气。 【回答3】 阳极：产生的气体使湿润的淀粉KI试纸变蓝色——氯气 阴极：酚酞变红，产生气泡——氢氧化钠、氢气 【回答4】 （对于阳极反应学生书写直接利用负离子到原子进行转化即可，对于阴极反应，需通过让学生从反应物、产物角度出发，推测得失电子数来完善） 【回答5】选择性透过某一类离子（正离子或负离子） 【回答6】阳离子交换膜 通过将电解水的知识迁移至氯碱工业中，让学生尝试推断氯碱工业的产物，培养其证据推理的核心素养。 联系前沿文献中的离子交换