4.2.2项目式探究电极反应的影响因素 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

项目式探究电极反应的影响因素 高中化学 01. 实验基本信息 02. 实验设计思路与创新点 03. 实验原理 04. 实验目标 05. 教学过程 06. 实验效果评价 实验基本信息 01 实验基本信息 2019人教版高中化学选择性必修一 第四章 第二节《电解池》 【选题来源】 【学情分析】 教学对象 实验改进探究项目 高二年级 知识储备 能力方面 掌握了电解质溶液导电、氧化还原理论、原电池的相关知识，初步掌握了电解原理。 对于电化学中的微观想象可能存在一定的困难，但合作意识与探究精神逐渐形成。 实验基本信息 子项目一 电解装置的研发与设计 子项目二 探究电极反应的影响因素 实验1：铁电极电解氢氧化钠溶液 实验2：铁电极电解不同pH的氢氧化钠溶液 实验3：验证氢氧化钠溶液阳极氧气的生成 拓展项目 离子定向移动显示仪的研发与应用 实验1：铁电极电解重铬酸钾溶液 实验2：电解硝酸钠溶液（氯化铁溶液做盐桥） 电极反应影响因素 电极材料 离子浓度 溶液酸碱性 阴阳离子定向移动 溶液中离子 盐桥中离子 实验设计思路 研发设计实验装置 实验探究 自主设计方案探究 拓展延伸 提供必备 基础条件 证据推理 构建模型 发散思维 提升素养 实验1:铁电极电解氢氧化钠溶液 (定性实验) 实验2:铁电极电解不同pH氢氧化钠溶液 (定量实验) 实验3:验证阳极产物氧气 《分区电解池》 《离子定向移动显示仪》 1.带火星木条 (常规实验) 2.溶解氧气传感器 (数字实验) 实验4:铁电极电解重铬酸钾溶液(溶液中) 实验5:电解氯化铁做盐桥的硝酸钠溶液(盐桥中) 电极反应影响因素 阴阳离子定向移动 实验创新点 装置创新 一体化、微型化、可视化 《分区电解池》 《离子定向移动显示仪》 隔板 拉长两极距离 阳极区 阴极区 两极融合区 用品创新 溶液中 盐桥中 绿色环保、指向性强 实验创新点 教学思路创新 贯彻教-学-评一体化思想，利用电解氢氧化钠溶液操作行为量规表(操作类评价)、实验设计方案评价表、学生探究活动结果评价表(过程性评价)和关于化学实验室废弃物处理调查表(态度责任评价)，基于核心素养的五个维度设计评价表促学，对教学目标达成情况进行评价和反思。 实验原理 03 实验教学目标 教学 目标 通过真实问题情景的设计探究电极材料、离子浓度、溶液酸碱性对电极反应的影响 通过探究氢氧化钠溶液阳极产物，从定性到定量发展化学基本思想和实验探究能力 通过分析实验现象以及溶解氧含量数据曲线，培养宏观辨识与微观探析的核心素养 在设计研发新型电解装置的活动中，发展实践能力、创新精神和合作交流能力 实验教学过程 05 项目式探究电极反应的影响因素 PBL教学模式流程图 学生依据实验现象及所学知识讨论问题,内化问题本质 激发学生的探究兴趣 依据实验现象,创设问题情境 发挥学生主观能动性 讨论交流设计方案,实验数据,发现知识盲区，发现新问题 提升学生分析归纳总结能力 学生收集分析资料,设计解决方案 提升学生分工合作能力 学生明确本组的子项目 提升实验探究能力 学生分小组推进子项目任务 发展批判性思维,创造性思维 深度理解,发展学科思维 概括总结归纳,全班交流 查缺补漏,完善认知 查阅资料,完善结论 讨论现象,提出问题 确定课题,明确方向 查阅资料,设计方案 开放实验室,实验探究 展示结果,得出结论 环节一 环节二 环节三 讨论现象,提出问题 预测 观察 参与阳极反应的物质是什么？ 阳极反应的产物是什么？ 灰绿色物质中阴离子的来源？ 问题 确定课题,明确方向 问题聚焦 你认为哪些因素 能够影响电极反应？ 电极材料 离子浓度 溶液的酸碱性 研究方向 子项目一：设计研发新型电解装置 子项目二：设计、寻找创新实验探究电极材料、离子浓度、溶液的酸碱性对电极反应的影响 全班分为12个小组,每小组选择一个方向进行研究(1-6组子项目一；7-12组子项目二) 查阅资料,设计方案 子项目一：设计研发新型电解装置(1-6组) 课本 电 解 装 置 缺点：装置繁琐、组装耗时、 药品用量大、现象出现慢 优点：短时间内，两极产物分离 改进方向 一体化 微型化 分区化 可视化 查阅资料 设计方案 查阅资料,设计方案 子项目二：设计研发创新实验(7-12组) 设计方案 网上查阅资料 + 教师推送资料 铁、铝、银等活性电极做阳极电解NaOH溶液 高铁酸钠制备及性质的相关文献 查阅资料 开放实验室,进行实验探究 开放实验室,进行实验探究 《铁电极电解不同 的氢氧化钠溶液》 pH 开放实验室,进行实验探究 无明显现象 PH = 8,9,10 PH = 12、13 PH > 13 阳极冒气泡 同时生成紫色物质 阳极冒气泡 探究问题1：Fe电极电解pH<11的NaOH溶液无明显现象的原因？ （1-4组） 探究问题2：铁电极电解pH为12、13NaOH 溶液阳极产物是什么？ （5-8组） 探究问题3：Fe电极电解pH>13的NaOH溶液阳极产物是什么？ （9-12组） 展示结果,得出结论 探究问题1：Fe电极电解pH<11的NaOH溶液无明显现象的原因？ 实验结论 1.溶液离子浓度低使电解无明显现象 2.电极材料铁优于氢氧根离子先放电 3.阳极产物受溶液的酸碱性影响，氢氧根浓度低时生成二价铁离子，氢氧根浓度大时，生成氢氧化亚铁 展示结果,得出结论 探究问题2：铁电极电解pH为12、13NaOH溶液阳极产物是什么？ 实验结论 1.阳极产物为氧气 2.氢氧根离子优于活性电极铁先放电 3.离子浓度对电极反应的放电顺序有影响 展示结果,得出结论 探究问题3：Fe电极电解pH>13的NaOH溶液阳极产物是什么？ 实验结论 1.电极材料铁优于氢氧根离子先放电,阳极产物为高铁 酸钠 2.溶液酸碱性和离子浓度对电极反应有影响 展示结果,得出结论 定量实验 电极反应 反应物 生成物 电极材料 离子浓度 溶液的酸碱性 常规实验 数字实验 展示结果,得出结论 拓展项目：《离子定向移动显示仪》的研发与应用 溶液中 盐桥中 实验效果评价 06 实验效果评价 提升学科素养 加深学科知 识理解 学习科学的 研究过程 和方法 学生亲身体验“提出问题-设计方案-分析数据-得出结论-验证交流”的完整过程，进一步深化其对科学研究过程和方法的理解。 新型电解装置将微观的原理宏观化的呈现出来，降低了学生的学习难度，有效的突破了《电解池》教学重难点，让学生认识到参与电极反应的物质及生成物受电极材料、离子浓度、溶液酸碱性等多种因素的影响，避免了学生思维固化。 切实推进学生宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学态度与社会责任的化学学科核心素养养成。 谢谢! $$