第四章 实验活动4 简单的电镀实验 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

活动4 简单的电镀实验 1、 使用教材 新人教版、高二年级、化学选择性必修1《化学反应原理》、第四章化学反应与电能 实验活动4 简单的电镀实验 2、 实验器材 导线、电源、自制反应器、铁钉、铜片、砂纸、夹子、石墨、试管、硫酸铜固体、氢氧化钠溶液、盐酸、硝酸、硫酸、氨水 3、 实验创新要点 （1）设计反应器提高条件精准度，克服传统烧杯实验效率低、难以控制变量的缺点 （2）引导学生亲历创新实验，体验真正的探究过程，使学生成为思考者而非简单的观察者和记录者 4、 实验设计思路 发现问题、提出问题——设计方案、制作工具——实验操作、记录数据——分析信息、得出结论——分工合作，小组交流——评价反思、拓展延伸 5、 实验教学目标 （1）通过探究影响镀铜的主要因素，体会条件控制在科学实验和实际生产中的重要作用。 （2）通过探究黑色物质成分，掌握实验探究的基本步骤和方法，增强证据意识和求真务实的科学态度。 （3）通过小组合作，交流评价，提高沟通交流能力，增强团队合作意识。 6、 实验教学内容 （1）探究摸索实验室电镀铜最佳条件。 （2）探究镀层中黑色固态物质的成分。 7、 实验教学 环节一：发现异常、提出问题 学生按照教材要求进行电镀铜实验时，有的小组实验获得了成功，铁钉上镀上了一层红色的铜（见图1），有的小组实验没有达到预期效果，出现了镀层发黑的现象（见图2），有的甚至出现了黑色簇状物（见图3）。针对这一异常现象，提出探究任务，探究镀层发黑的原因以及探究黑色物质成分。 图1 图2 图3 环节二：分工合作，小组探究 根据学生兴趣和爱好，在教师指导下，学生自主分成三个小组，采用不同途径和方法开展探究活动。并对取得的成果进行分享和交流。 环节三：组间合作，交流展示 【资料查询组成果展示】通过搜集、整理和分析文献等资料，梳理了以下几个对电镀效果产生影响主要因素：溶液pH值、添加剂、电流密度、浓度、镀件表面光滑程度、极间距等。黑色固体成分可能是氧化铜或者铜等含铜物质，但并无定论。（见图4） 图4 【条件控制组成果展示】结合资料查询组提供的资料，和实验室条件，选镀件光滑程度、电极距离、浓度因素进行探究，并自主研制了便于控制变量进行对比实验的反应器改进了实验方案。在进行了预实验的基础上，设计了实验预习报告和实验数据记录单供课上同学们实验时使用。（见图5） 图5 【学生分组实验】 按照实验方案和要求，进行小组实验，记录结果，分享交流。 1组现象（见图6）及结论：光滑电极电镀效果比粗糙电极电镀效果要好。 图6 2组现象（见图7）及结论:浓度效果1mol/L优于0.5mol/L优于0.1mol/L 图7 3组现象及结论（见图8）： 图8 4组现象（见图9）及结论：三组溶液中pH小的电镀效果最好，pH大的效果差 图9 5组现象（见图10）及结论：添加氨水形成络合物，可使镀层效果明显增强 图10 【产物探究组汇报研究成果】电镀铜实验，条件控制不当，镀层发黑，甚至出现黑色簇状物，经利用实验法（见图11）和X射线衍射仪测试（见图12）最终确定黑色固体物质为铜和氧化亚铜的混合物。 图11 图12 环节四：反思和交流 基于两个实验探究过程和学生分组实验，学生就本节课收获展开反思和交流，教师给予评价和总结。（见图13） 图13 实验探究评价标准 8、 实验效果评价： （1）教学环节层层相扣，注重探究过程和探究方法的渗透，发展学生科学探究与创新意识核心素养。 （2）理论联系实际，注重科学研究方法和工业实际生产的渗透，落实科学精神和社会责任核心素养。 学科网（北京）股份有限公司 $$