4.2.2影响电解的因素 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

影响电解的因素 1.实验背景 课标要求： 《电解原理》选自人教版高中化学教材《选择性必修 1 化学反应原理》第四章第二节电解池。要求学生了解电解池的工件原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。学生必做实验：简单的电镀实验。 功能与价值 学科价值： 电解属于电化学的知识范畴，是继原电池后电化学基础不可或缺的组成部分，是学生学习“原电池”知识后的自然延伸，同时电解与物理学科中的电学、能量的转换有密切联系，是氧化还原反应、原电池、电离等知识的综合运用，是氧化还原反应理论上的拓展和现实中的应用。从氧化还原反应的本质及化学反应与能量的关系上，进一步学习和探索化学反应的规律及其应用，能从化学能与电能之间相互转化的角度理解原电池、电解的原理及应用，构建较为完整和系统的化学反应原理知识体系。有助于培养综合学科能力和科学思维，为后续学习电化学知识在生产生活和科研中的应用打好理论基础。 社会价值： 电解原理与生产、生活、社会紧密相连，可应用于解决生活中的实际问题，如电冶金、电解精炼、电镀工业等。 2.实验教学目标 新课程标准更为强调分析和解决真实问题的思路，本节实验内容的设置旨在让学生在建构电解池模型、把握电解原理的基础上，提高学生基于电化学原理、电化学认知模型解决实际问题的能力，培养学生的“科学探究与创新意识”。利用电解原理模型解决实际生产和生活的问题，以深化学生对电解原理的理解，培养学生的“证据推理与模型认知”学科素养。让学生体会电解原理对人类社会的贡献，体会化学学科与生产生活密切相关，培养学生的“科学精神与社会责任”学科素养。 评价目标 通过对电解条件的控制，诊断并发展学生对化学价值的认识水平（学科价值、社会价值、学科和社会视角），以及学生对电解原理的已有知识基础。通过总结归纳电解原理的相关知识，诊断并发展学生证据推理和模型认知的能力水平（孤 立水平、系统水平）。通过分析评价电解装置，诊断并发展学生模型认知和创新意识的能力水平（孤立水平、系统水平）。 3.实验内容与方法 引导学生结合真实生产情境，设计电解模型解决实际问题，并在探究过程中分析实验现象，对现象进行分析解释，思考工业生产对设备、生产过程的要求，分析选择合适的生产条件的目的。学生利用实验室药品和器材，设计简单实验，验证猜想。 学生分析：工厂电解冶炼制锌时，希望锌析出的速率更快，这样可以达到更高的生产效益。通过增大电极表面积、拉近电极之间的距离，可以减小电阻，增大电流，使单位时间电极上转移的电子增多，被还原的锌增加。在锌质纽扣上镀铜时，同样电阻越小，电流越大，单位时间析出的铜越多，但是得到的镀件上镀层比较疏松，不仅不美观，强度也达不到生产需求，所以电镀时越慢，镀层就更加致密、美观。由此学生想到，利用控制变量法，在电镀时，改变电极之间的距离和电极大小，分别测量线路上的电流强度，观察电镀后镀层牢固程度，来验证自己的猜想。 情境 引导 问题 驱动 任务 设计 活动 指向 素养 目标 发展 确立 方案 设置 不同生产过程 电解制锌和 讨论电解制锌和 科学态度与 为何控 电镀锌生产 控制条件不同 电镀条件的不同 社会责任 要求 电极之间距 对比不同距离和 冶炼厂电极表 离和表面积 科学探究与 如何控 表面积对电解的 面积大、距离近 对电解有何 创新意识 影响 影响 4.教学过程设计 情景导入： 前课，老师带领化学兴趣小组前往九华冶炼厂，在工程师的带领下，参观了电解冶炼锌的过程。同学们看到电解时，电极用的是多块很大、很薄的锌片，靠的很近的排列。回到课堂，学生们产生疑问：为什么在电解制锌时，将电极板做成很大的片状，距离很近？教师引导学生思考：电解制锌，对生产过程有什么要求？进一步引导学生探寻电解制锌过程中电极距离、 表面积对电解的影响。 任务一：控制电解条件的目的 组织学生展开讨论，为什么工厂生产跟实验室装置不