4.2.3 以真实工业生产为情境的电解条件的控制 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

第二节 电解池（第三课时） 一、课标呈现 认识化学能可以与电能之间的相互转化，能量的转化遵循能量守恒定律。了解电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。学业要求有能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。 二、教学内容分析 １．内容分析 本节课是选择性必修1《化学反应原理》的第四章化学反应与电能第二节内容，本节内容主要分3个课时。第一课时:电解池(侧重证据推理与模型认知以及宏观辨识微观探析) ;第二课时:电解原理的应用(侧重科学态度与社会责任) 。第三课时:以真实工业生产为情境的电解条件的控制(侧重科学探究与创新意识);本节课为第三课时，本节课的核心是掌握电解生产条件的控制，如电极板之间的距离、表面积，溶液中粒子浓度大小，电源电压，温度等。让学生初步了解真实工业情境中电解条件的控制相关知识，不仅能够宏观感知电解条件的控制，并且能够微观分析电解条件控制的原因。 ２．素养呈现 在以真实工业生产为情境的电解条件的控制中，先对于“探究电解制锌板的距离近、面积大”这一问题出发，组织学生开展提出假设、设计实验、验证假设、得出结论等学习活动，发展学生对电解池工作原理的认识，转变偏差认识，促使学生认识到电极反应、电极材料、离子导 体、电子导体是电化学体系的基本要素，建立对电化学过程的系统分析思路，提高学生对电化学 本质的认识，体现“证据推理与模型认知”这一核心素养。然后结合电解制锌工厂工程师值班表 上锌离子和酸性的控制来探究电解质溶液的浓度对放电顺序的影响。设计探究方案，进行实验探 究，体现了“科学探究与创新意识”这一核心素养。最后根据所学内容，总结电解控制的主要生 产条件，总结电解应用和发展的四大方向。培养学生严谨求实的科学态度，能够探索未知、崇尚 真理的意识，赞赏化学对社会发展的重大贡献，具有可持续发展意识和绿色化学观念，能对与化 学有关的社会热点问题做出正确的价值判断，充分体现了“科学态度与社会责任”。 三、学情分析 本节课的授课对象为高二选修化学的学生，学生已经学习过氧化还原反应、离子反应、原电 池的原理等知识，而且在初、高中多个阶段接触过电解，但是学生对电解池的工作原理及应用并 没有特别深入的理解，尤其是处理真实问题时能力欠缺。选择性必修教材中要求学生能从氧化还 原反应的本质角度分析电解池的工作原理，会书写电极反应式等，要求学生对知识深度理解，以 1 达到对氧化还原反应原理的进一步理解，激发学生利用理论知识解决实际问题的能力。教材上的 静态知识学生学习时很难转化为素养，带领学生进入工厂，在课堂中模拟实际生产过程，学生设 计并动手实验，在真实的情境中不断修正前概念，从而形成解决实际问题的能力。 四、教学目标 教学目标： 1.通过设计电极板之间的距离、表面积的实验，初步了解电解生产条件。 2.通过锌离子得电子析出的分析，了解浓度对电解的影响。 五、教学方法 实验探究法、讨论法 六、实验用品 仪器：充电宝、电解槽、处理过的数据线、锌片、铜片、碳棒、电流传感器药品：硫酸铜溶液、稀硫酸 七、教学重点、难点 重点：掌握实际工业中电解时主要的生产条件。 难点：探究粒子浓度对离子氧化性的影响分析。 八、教学流程 2 环节 情境 问题/任 活动 核心素养 务 环节一 电极距 这样设计 控制变量 科学探究 初探电解生产 离、表面 的好处 法设计探 与创新意 条件 积 究实验 识 环节二 锌离子得 为何能实 小组讨论 科学探究 再探电解生产 电子析出 现 设计实验 与创新意 条件 探究 识 环节三 电解生产 思考主要 小组讨论 科学态度 总结电解生产 条件 生产条件 总结汇报 与社会责 九、教学过程 是什么 任 条件 环节一：初探电解生产条件 【问题1-1】我们在参观安徽铜冠有限公司后看到电极板之间的距离很近、表面积很大，实际上为什么要这么做呢？今天我们就来探寻一下其中的奥秘 【活动1-1】学生分组讨论，交流汇报，通过控制变量法设计实验，小组长展示设计思路 【归纳1-1】根据学生的汇报点评实验方案，可以通过改变距离和表面积测量电流来进行实验。 3 【活动1-2】利用电解硫酸铜溶液来设计实验方案： 步骤1：锌片连电源负极，铜片连电源正极，将电流传感器串联在电路中，将两个电极分别放在距离8cm的电解槽内，记录实验现象，改变锌片进入溶液的面积为原