第二单元 化学能与电能的转化 第3课时（教学设计） 化学苏教版2019选择性必修1

第二单元 化学能与电能的转化

第3课时 电解原理

一、知识目标

1. 以电解熔融态氯化钠和氯化铜溶液为例，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。
2. 掌握电解池的电极反应规律以及电极反应式的书写。

二、核心素养目标

1. 宏观辨识与微观探析：能从宏观上观察电解实验现象，从微观上探析阴阳离子的移动、电极反应的本质，理解电解的原理。
2. 证据推理与模型认知：通过对实验现象的分析推理，建立电解池工作原理和电极反应规律的模型，能运用模型解决相关问题。
3. 科学探究与创新意识：通过实验探究电解氯化铜溶液的过程，培养科学探究能力和创新思维，体会实验对化学研究的重要性。

一、教学重点

电解池的工作原理、电极反应规律以及电极反应式的书写。

二、教学难点

理解电解过程中离子的放电顺序，准确书写复杂情况下的电极反应式。

本节教学内容源于苏教版（2019年版）高中化学选择性必修1专题1《化学反应与能量变化》第二单元《化学能与电能的转化》第3课时《电解原理》。电解原理是电化学的重要组成部分，它在实现物质转化和储存能量方面有着重要的应用，是连接化学能与电能相互转化的重要桥梁，在化学学科中起着承上启下的作用。 本单元内容安排了原电池、化学电源和电解

池等知识，本课时聚焦于电解池。教材以电解熔融态氯化钠和氯化铜溶液为例，详细阐述了电解池的工作原理，包括阴、阳离子的定向迁移、电极反应的发生以及电子的流向等。通过实验探究，让学生直观地观察到电解过程中的现象，加深对电解原理的理解。同时，教材还归纳了电解池的电极反应规律和电极反应式的书写方法，为学生解决相关化学问题提供了理论支持。这些内容不仅有助于学生深入理解化学反应中的能量变化，还能为后续学习金属的冶炼、氯碱工业等知识奠定基础。

教学对象是高二学生，他们已经具备了一定的化学知识基础和实验操作技能。在之前的学习中，学生已经掌握了氧化还原反应、原电池等相关知识，这为学习电解原理提供了必要的知识储备。然而，电解原理较为抽象，涉及微观粒子的运动和化学反应，对于学生来说具有一定的难度。 在思维能力方面，高二学生正处于从形象思维向抽象思维过渡的阶段，他们更倾向于直观、形象的学习方式。但电解过程中离子的运动和电子的转移是微观层面的，难以直接观察到，这需要教师通过适当的教学手段，如动画演示、实验探究等，将抽象的知识形象化，帮助学生理解。 此外，学生在书写电极反应式时，容易忽略离子放电顺序等关键问题。因此，在教学过程中，教师要注重引导学生分析问题，培养学生的逻辑思维能力和科学探究精神。同时，要结合实际生活中的应用案例，激发学生的学习兴趣，让学生感受到化学知识的实用性。

教学环节一  新课导入

【创设工业生产情境】同学们，大家想象一下我们生活中无处不在的金属制品，小到电子设备里的精密零件，大到汽车、飞机等交通工具，金属在我们的生活中起着至关重要的作用。那大家知道工业上是如何大规模生产像钠、铝这样的金属吗？比如我们每天都会接触到的铝制易拉罐，它的原料铝是怎么从矿石变成金属铝的呢？（给学生一些时间思考和交流，鼓励他们大胆猜测生产方法）

【引出能量转化问题】现在请大家试着书写一下工业生产金属钠和铝过程中发生的主要反应的化学方程式。并且思考一下，在这个生产过程中发生了什么形式的能量转化呢？其实呀，在这个过程中是电能转化为化学能，这就涉及到我们今天要学习的电解池相关知识啦。

【展示生活实例图片】老师这里还找了一些和电解相关的生活实例图片，大家看，电镀精美的饰品、金属的精炼等都利用了电解的原理。通过今天的学习，大家就能明白其中的奥秘啦。

【提出学习目标引导】接下来，我们就以电解熔融态氯化钠和氯化铜溶液为例，深入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，还要掌握电解池的电极反应规律以及电极反应式的书写。让我们一起开启这次有趣的化学探索之旅吧！

【设计意图】

1. 激发学生兴趣：以生活中常见的金属制品和工业生产实例引入，如铝制易拉罐、电镀饰品等，让学生感受到化学与生活的紧密联系，从而激发他们对化学知识的好奇心和学习兴趣，提高课堂参与度。
2. 联系实际应用：通过介绍工业上生产金属钠和铝的方法，让学生了解化学知识在工业生产中的重要应用，明白化学对社会发展的推动作用，增强他们学习化学的动力。
3. 引发思考，导入新课：提出关于生产过程中能量转化的问题，引导学生思考，自然地引出本节课的主题——电解池。让学生带着问题去学习，明确学习目标，提高学习的主动性和针对性。

教学环节二 电解池的工作原理

活动一 引入电解池概念

【情景引入】

同学们，我们知道在工业生产中，很多金属的制取都有其独特的方法。那大家知道工业上是如何生产金属钠和铝的吗？大家可以试着书写一下上述过程中发生的主要反应的化学方程式。同时思考一下，这两个过程中发生了什么形式的能量转化呢？实际上，这两个过程涉及到了一种将电能转化为化学能的装置——电解池，下面我们就来深入探究电解池的工作原理。

【师生活动】

1. 教师提问：“同学们，思考一下工业上制取金属钠和铝的方法，以及其中的能量转化形式，并且在纸上尝试写出主要反应的化学方程式。”