电解池教学设计 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

一、课标分析 【内容要求】 ①认识化学能可以与电能之间互相互转化。 ②认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要意义。 ③了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。 【学业要求】 ①能辩识化学反应中的能量转化形式。 ②能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。 【学业质量要求】 ①分析化学能与电能相互转化的原理及其在生产和生活中的应用。（3-2） ②能从宏观与微观、定性与定量等角度对物质变化中的能量转化进行分析和表征。（4-1） 二、教材分析 【教材位置】《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 第二节电解池第一课时。 【核心知识】电解、电解池的定义，电解池的构成，电解原理。 【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 氯碱工业、电解精炼铜、电镀工业等。 三、学情分析 【知识储备】①已有知识：学生已经学习过氧化还原反应、离子反应、电解质、化学反应 与能量和原电池的相关知识，物理学中电学知识也相当丰富。知道电解水和电解法制取铝、钠等活泼金属，具备对氧化还原反应氧化性、还原性的强弱比较等维度思考研究的意识方法。 ②前置学习：在本章的第一节，学生已经掌握了原电池的概念，初步建构了从氧化还原反应原理出发认识化学能转化为电能的原理，能从宏观与微观相结合的视角分析原电池的工作原理，能运用其解释生活中的相关现象，可以类比学习理解电解的相关知识。 【能力水平】学生具备很强的观察能力和较好的阅读理解教材、提取信息的能力，具备科学 探究的意识并掌握科学探究的方法，具备从宏观、微观结合视角学习知识的能力。 【年龄特征】高二学生具有强烈好奇心，求知欲旺盛，充满学习热情， 【学习障碍】电解原理是化学反应原理中要求层级较高的内容，它以氧化还原反应、离子反 应、原电池、水溶液中的离子平衡做为基础，同时是对化学反应中的能量变化、化学反应进行的方向知识的应用与提高。 电解原理理论性强，深刻领会电解原理，需要先从微观的角度判断溶液中有哪些自由移动的离子，然后弄清它们移动的方向，进而分析哪些粒子发生氧化反应，哪些粒子发生还原反应，当放电粒子不止一种时，还需要思考放电顺序，推理分析能力要求较高，思维障碍较大。对于原电池装置和电解池装置学生易将二者混淆，其对应的电极反应、电子流向、离子移动方向等分辨不清楚。 四、素养目标与评价目标 素养目标 ①通过展示生活中的电镀产品图片和回忆旧知电解水，初步认识电解，感受 电解与生活生产的紧密联系，培养“科学态度与社会责任”学科核心素养。 ②通过思考与猜想、实验探究电解氯化铜溶液，结合微观动画深入认识电解氯化铜溶液，培养“宏观辨识与微观探析”、“科学探究”学科核心素养。 ③通过对比归纳电解水和电解氯化铜溶液，总结构成电解池的条件、电子流 向、离子移动方向等，认识电解池的工作原理，形成“电解池模型”，培养“模型认知”学科核心素养。 ④通过表格梳理总结原电池和电解池的知识并设计电解池，形成“电池模型”， 培养迁移应用能力，培养“模型认知”、“创新意识”学科核心素养。 评价目标 ①通过对电镀产品的认识和电解水实验的回顾与表现，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。 ②通过对电解氯化铜溶液实验及微观动画的分析、猜想与探究，诊断并发展 学生对电解原理的认识进阶（物质、元素、微粒水平）和认识思路的结构化水平（视角、内涵水平），以及实验探究的水平（单一水平、综合水平）。 ③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）。 ④通过表格梳理总结原电池和电解池的知识、设计电解池，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）。 五、教学重难点 【重点】电解池的定义及电解原理 【难点】电解原理 六、教学方法和手段 【教学方法】多媒体辅助教学法、实验探究法、问题引导法、自主学习法、小组讨论法、归 纳总结法 【教学手段】多媒体辅助教学 七、教学用具 【教学媒体】PPT、实验视频、微观动画 八、教学流程 九、教学过程 教学板块 教师活动 学生活动 设计意图 创设情境 【情境引入】 展示图片：生活中的电镀产品 【资料卡片】电镀 【提问】 如何给物品进行电镀呢？要想电镀就要先了解电解及电解原理。 观看电镀产品图片，感受电解原理、电镀与生活的联系。 阅读资料，初步认识电解和电解的应用——电镀。 思考“如何给物品进行电镀”。 创设情境，引入课题，激发学生的好奇心和求知欲，感受化学与生活的关系，培养“科学态度与社会责任”学科核心素养。 回忆旧知 初识电解 【回顾旧知】 有同学可能想起来了，初中我们学习过电解水的实验，电解水实验两极分别生成了什么呢？ 【引导过渡】 电解究竟发生了怎样的变化，今天我们将具体学习第二节电解池——电解原理。 认真回忆电解水实验。 【回答】 生成了氧气和氢气，“氢二氧一，正氧负氢”。 回忆旧知“电解水”实验，明确知识生长点。 思考与猜想 【实验4-2】 【思考】 氯化铜溶液中有哪些微粒？ 【猜想】 通电时，在阳极和阴极各会发生什么样的电极反应？产物可能是哪些？ 认真思考，回答问题。 【回答】 阳离子：Cu2+、H+ 阴离子：Cl-、OH- 仔细分析，猜想并给出产物。 【猜想】 阴极： Cu2+→Cu H+→H2↑ 阳极： Cl-→Cl2↑ OH-→O2↑ 引发思考，推动学生根据已有信息进行猜想，培养学生推理分析能力，培养“证据推理”学科核心素养。 探究电解 验证猜想 剖析电解 【播放视频】 氯化铜溶液的电解实验，引导学生观察实验现象。 【提问】 观察到什么实验现象？ 【验证猜想】 剖析电极反应，分析猜想的正确性。 观看实验视频，仔细观察实验现象。 【现象】 与电源正极相连的碳棒有气泡产生，产生能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体。 与电源负极相连的碳棒上有红色固体析出。 认真听老师剖析电极反应，深入理解，明确猜想的正确与否。 播放实验视频，引导学生观察实验现象并根据现象验证猜想的合理性，形成“猜想－探究－验证猜想”的科学探究方法。培养学生宏观辨识、收集证据的能力，培养“宏观辨识”、“科学探究”学科核心素养。 微观探析 问题引导 【播放微观动画】 电解氯化铜溶液微观动画 【问题1】 通电前溶液中存在哪些离子？ 【问题2】 离子如何运动？ 【问题3】 通电后，离子如何运动？ 认真观看微观动画，深入理解电解氯化铜溶液的反应过程并回答问题。 【回答1】存在Cu2+、Cl-、H+、OH- 【回答2】无规则运动 【回答3】阴离子向阳极移动，阳离子向阴极移动。 利用微观动画连接宏观世界与微观原理，将抽象内容具象化，问题引导帮助学生剖析电解氯化铜溶液前后的差异，培养“宏观辨识与微观探析”学科核心素养。 自主学习 【自主阅读】 阅读教材，找出放电、电解、电解池的定义。 认真阅读教材，找出放电、电解、电解池的定义。 培养学生自主学习、提取信息的能力。 归纳总结 深入电解 构建“电解 池模型” 【剖析讲解】 结合“电解氯化铜溶液和电解水”的装置图剖析“构成电解池的条件”。 根据“电解氯化铜溶液和电解水”的装置图，总结“构成电解池的条件”。 【构成电解池的条件】 1、 直流电源 2、 电极 3、 电解质溶液或熔融电解质 4、 形成闭合回路 结合两个电解实验总结归纳“构成电解池的条件”、电子流向、离子移动方向，培养学生提取重要信息、归纳总结的能力，培养“证据推理与模型认知”学科核心素养。 【总结】 电解池中的电子流向、离子移动方向。 认真听老师讲解，跟随老师思路理解记忆电子流向、离子移动方向。 引导思考 初识离子 放电顺序 【思考与交流】 请同学们思考并小组交流讨论，阴极为什么是Cu2+最终放电，而不是H+，你的理由是什么？阳极呢？（从离子得、失电子的能力分析） 认真思考，小组交流讨论，回答问题。 【回答】 Cu2+氧化性比H+强，更容易得电子； Cl-还原性比OH-强，更容易失电子。 引导学生从离子得失电子能力分析原因，培养学生分析推理能力，培养“证据推理”学科核心素养。 【讲解】 简单介绍离子放电顺序。 初步认识离子放电顺序。 课堂小结 【课堂小结】 对知识进行简单梳理。 跟随老师思路进行回顾、梳理知识点。 课堂小结，加深记忆，复习巩固。 课堂任务 形成体系 迁移创新 【课堂任务1】 完成如下表格，对原电池和电解池的知识进行梳理、归纳。 【课堂任务2】 根据“构成电解池的条件”设计一个电解池，并按要求完成。 梳理原电池和电解池的异同，完成表格。 利用所学知识设计电解池，深入理解电解原理。 课堂任务巩固知识，帮助学生深入理解、记忆，联系原电池形成系统知识体系和“电池模型”，设计电解池，培养学生迁移应用“电解池模型”的能力，培养“创新意识”、“模型认知”学科核心素养。 十、板书设计 一、电解原理 1、放电 2、电解 3、电解池 4、电解池的构成条件： 5、电子的流向：阳极→电源正极→电源负极→阴极 6、离子的移动方向： 阴离子→阳极 阳离子→阴极 7、离子的放电顺序 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$