3.3 基于电解除水垢的项目式教学 全国高中实验说课大赛 课件 2023-2024学年高二化学上学期人教版选择性必修一

基于电解除水垢的项目式教学 实验选题背景 实验过程 实验效果评价 实验教学目标与创新点 实验原理 实验器材 1 2 5 4 6 3 目录 实验选题背景 01 实验选题背景 水垢的危害： 1.造成管壁两侧传热受阻，使能源消耗增加； 2.引发垢下腐蚀，造成管路穿孔，3.水垢沉积造成的微生物生长繁殖会使水质恶化 清除水垢势在必行； 实验选题背景 实验选题背景 水垢的去除 1.主动去除水垢，加酸去除水垢 2.化学沉淀法：加入碳酸钠、氢氧化钠 Ca2++OH-+HCO3- = CaCO3 + H2O Ca2+ + CO32- = CaCO3 Mg2+ + 2OH- = Mg(OH)2 实验选题背景 3.离子交换法 利用离子交换树脂含有 H+ 、Na+ 的固体离子交换剂，与水中的Ca2+、Mg2+ 进行交换 实验选题背景 电解法能否降低钙离子浓度从而去除水垢呢？ 实验教学目标与创新点 02 实验教学目标 实验教学目标 教学评一体化 核心素养 教学手段 学习内容 评价方式 通过讨论 设计电解除水垢装置 能用电解的知识解决生产、生活中的实际问题 实验探究与创新意识 通过实验 探究 对电解除水垢的的产物进行定性分析 通过对方案设计、实验仪器的选择与优化，诊断并发展学生解决实际问题的能力、水平； 证据推理与模型认知 实验探究与创新意识 通过数字化实验 根据电导率的变化进行定量分析 能用数据解释电解除水垢的原因，提升解决宏观问题的能力 科学精神与社会责任 创新点 1.原理创新：设计电解法除水垢 2.技术创新：引入数字化技术：定量分析电解除水垢原理 3.应用创新：电极自清洁 实验器材 03 仪器与药品 01 电解池、石墨电极、电子天平、学生电源、烧杯 电导率传感器、注射器、洗瓶 02 模拟硬水：硝酸钙：碳酸氢钠（1:2） 实验原理 04 实验原理 H+在阴极放电： 2H2O+4e- = 2H2+4OH- oooooooooooooooooooo － ＋ 阴极 阳极 ooooooooooooooooooooooo Ca2++OH-+HCO3- = CaCO3 +H2O 电解处理的水中钙离子浓度降低，不易形成水垢 OH-在阴极放电： 2H2O-4e- = O2+4H+ 实验过程 05 教学过程 环节一 观察现象 提出问题 问题1：如何设计实验验证生成的白色沉淀是碳酸钙？ 教学过程 环节二 设计实验 解决问题 教学过程 环节三 操作实验 验证产物 验证方案：用注射器收集电解后的白色固体，加入稀硫酸，将产生的气体通入澄清石灰水 结论：电解产生的白色沉淀是碳酸钙 教学过程 电解模拟硬水有白色沉淀碳酸钙生成，这能否说明电解法可以除水垢呢？ 教学过程 电解能否除水垢 教学过程 定量分析钙离子浓度变化 问题2：引入数字化技术-电导率传感器，从定量角度分析电解过程钙离子浓度变化 教学过程 定量分析钙离子浓度变化 电导率-时间图 结论：电导率逐渐减小，钙离子浓度降低，经过处理的水不易形成水垢 教学过程 实验异常现象 在结束实验收拾实验仪器时，同学们又发现异常现象， 教学过程 实验异常现象-猜想 教学过程 实验异常现象-验证猜想 电源正负极反接 教学过程 电极自清洁技术应用猜想 实验效果评价 06 设计实验 观察现象 电解产物 定性探究 得出结论 定量分析 应用创新 实验设计思路 29 实验效果评价 电解水除垢 项目实施 探究实验 项目总结 学科素养的提升 项目进阶 数字化实验 电极自清洁 提出项目 谢谢! Lavf58.28.100 Lavf58.20.100 Lavf58.28.100 Lavf58.28.100 Lavf58.20.100 Lavf58.28.100 $$