4.2 电解池之隔膜在电化学中的应用 教学设计 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学教学设计聚焦隔膜在电化学中的应用，涵盖分类、作用及判断方法。通过复习电化学装置类型，结合电解饱和食盐水旧知，衔接原电池电解池基础，以高考真题和习题为支架，引导学生探究隔膜功能。 特色在于以高考真题明确目标，“牛刀小试”与小组合作结合，构建隔膜判断解题模型，培养信息深加工与精确表述，体现科学思维与探究实践。助力学生提升分析迁移能力，为教师提供高考导向的系统教学流程，强化重难点突破。

隔膜在电化学中的应用教学设计 1. 教学分析 1.教学内容分析 （1）知识内容 隔膜的分类、作用及应用及判断隔膜类型的方法。 （2）知识价值  通过学习，让学生认识不同隔膜在电化学中发挥不同的作用。因此，在生产、生活中，我们就可以应用电解池原理，通过选择不同的隔膜，服务于生产、服务于生活，获取最大效益。在方法上，使学生在学习知识的过程中，学习研究问题的方法(在实践中发现问题——提出问题——分析研究问题一用所学理论解释问题一获得结论一应用结论(设计实验和解释实际问题)。 2．课标相关内容分析  (1) 通过知识梳理，对隔膜在电化学中的应用有初步的理解。 (2) 了解离子交换膜的分类及特点。 3.学情分析 (1)学生已有的认知基础  知识基础：学生已经基本掌握原电池电解池的构成、工作原理及应用，通过电解饱和食盐水对隔膜的作用有一定的了解。  能力起点：学生已经初步具备解决电解池相关习题的基本能力，一定的化学实验能力(实验操作能力、实验观察能力、实验分析能力)，初步具备合作解决问题的能力，学生具备了一定的语言表达能力，并初步具备应用所学知识解释、解决问题的能力。  (2)学生学习本课的困难或可能出现的问题  对信息的深加工，对电解装置图的深入分析，语言的精确表述 二.教学目标： 1.知识方面 （1）、了解离子交换膜的分类及特点 （2）、理解离子交换膜在装置中的作用 2.过程与方法： (1)、通过做习题过程，让学生感受电解池的工作原理及隔膜在电解池的作用。 (2)、通过“联想•质疑”、“活动•探究”、“交流•研讨”、“观察•思考”等活动，提高学生分析、联想、类比、迁移以及概括的能力。 3.情感、态度与价值观：通过由浅入深的提问设计，提高学生的思维能力，培养严谨求实的科学精神。 四.教学重点和难点 重点：电解池的构成、工作原理及应用、书写电极反应和总反应方程式 难点：隔膜在电解池中的功能 五.教学时间：1课时 六.教学过程设计： 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 【课前】复习电化学装置的类型，引出本节课的内容 复习旧知 学生对基础知识进行初步的了解，通过相互探讨对隔膜电解池有基础的认识，为课中做准备 【课中】展示隔膜在电化学中应用的高考真题 观察体会隔膜在高考中的地位 使学生明确学习目标 【思考】下图为实验室电解饱和NaCl溶液装置图，写出电极反应式和总反应式。 思考：若用该装置在工业上制取NaOH、H2和Cl2 ，此装置有何缺陷？应该如何改进？ 用下图装置电解饱和食盐水，其中阳离子交换膜的作用有哪些？ 【个人活动】 回答教师提出的问题，完善复习知识的笔记 【小组活动】 小组成员回答完教师提出的问题后，发现答案的不足，补充说明 ①H2和Cl2混合易引起爆炸； ②Cl2接触NaOH溶液会反应,使产品不纯； 对学生基础知识掌握程度的初步了解，巩固基础知识，解决学生疑惑，为解决问题的知识提高和能力提高作铺垫 【知识梳理】一、隔膜：又称离子交换膜由特殊高分子材料制成 1、常见分类： (1)阳离子交换膜：简称阳膜，只允许阳离子通过。 (2)阴离子交换膜：简称阴膜，只允许阴离子通过。 (3)质子交换膜：只允许H＋通过。 (4)双极膜：又称双极性膜，是特种离子交换膜：膜的一侧为阳膜，只允许阳离子通过，另一侧为阴膜，只允许阴离子通过。 2、隔膜的作用 (1)隔离两极区，阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应。 (2)能选择性的通过离子，起到平衡电荷、形成闭合回路的作用。 3、隔膜选择的依据 离子的定向移动。 原电池： 电解池： 【个人活动】 掌握隔膜的定义与分类 对学生复习完的基础知识再一次巩固，且初步体会高考考查的要点和方向 【牛刀小试】 Cl-从铜电极迁移到IrOX-Ti电极上( ) 【个人活动】 规定时间内用所学知识思考相应习题的解题思路，向小组同学分享自己的想法，听小组其他同学的想法，再总结教师的想法，形成题型解题的模型 【小组活动】 讨论组员的想法，形成统一的解题思路，抢答展现小组的观点，听取其他小组的不同观点，进行甄别处理，提醒组员做好相应的笔记，形成自己独有的思路 通过小组合作探究，集思广义，知识掌握能力的提升促进个人语言表达能力，思维能力，动手能力，小组协调能力，小组竞争能力的提升 4、 判断隔膜类型方法 ①离子从“生成区”移向“消耗区” 将电化学法和生物还原法有机结合，利用微生物电化学方法可生产甲烷，装置如图所示 ②离子从“原料区”移向“产物区 以电渗析法制备H3PO2（次磷酸）为例，其原理如图所示。 牛刀小试2：化学研究人员开发出一种生产石灰乳的绿色工艺，其装置如下图所示 ③溶液“浓→稀”:离子移出； 溶液“稀→浓”:离子移入 牛刀小试3：三室式电渗析法将含Na2SO4废水处理得到H2SO4溶液和NaOH溶液，采用惰性电极电解，ab、cd均为离子交换膜 【活动四：高考真题】例1：（2024·江苏·高考真题）碱性锌锰电池的总反应为：Zn+2MnO2+H2O==ZnO+2MnOOH 电池构造示意图如图所示。下列有关说法正确的是 例2：（2021湖北）Na2Cr2O7的酸性水溶液随着H+浓度的增大会转化为CrO3。电解法制备CrO3的原理如图所示。下列说法错误的是 A．电解时只允许H+通过离子交换膜 B．生成O2和H2的质量比为8∶1 C．电解一段时间后阴极区溶液OH－的浓度增大 D．CrO3的生成反应为：Cr2O72－+2H+=2CrO3+H2O 进一步让学生体会高考题的考查方向，懂得答题技巧和方法 【课堂总结、课后作业】 组织小组合作完成，进行本节课总结 布置相应的课后作业 【小组活动】 组员各自先总结，再汇总，形成较明朗清晰的组织结构图总结 促进个人总结能力，系统化知识的能力的提升及小组思维碰撞 七.板书设计 电解池专题——隔膜 一．隔膜分类 (1)阳离子交换膜 (2)阴离子交换膜 (3)质子交换膜 二．隔膜作用 (1)隔离两极区物质，防止发生化学反应。 (2)平衡电荷、形成闭合回路。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $