4.3 电解原理 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦人教版选择性必修一《电解池》第3课时电解原理，以五菱新能源汽车充电为情境，通过回顾原电池（放电，化学能→电能）引出电解池（充电，电能→化学能），搭建新旧知识联系的学习支架。 其亮点是以“五菱电池充电”项目式学习贯穿，融合科学态度与责任（激发科技报国情怀）、科学探究与实践（改进实验如塑料滴管电解CuCl₂溶液）、科学思维（微观探析离子迁移、模型建构电极反应）。采用实验探究法和问题驱动，学生能深化对电解原理的理解，教师可提升教学针对性与学生参与度。

柳州的五菱新能源汽车产量超过80万，排全国第四。五菱用产业报国，实实在在扛起了中国智造的大旗，为科技强国战略注入了强劲的 “民族汽车力量”！ “这辆可爱的‘国民神车’在充电时，内部发生了怎样的变化？是把‘电’像水一样灌进去吗？” 今天，我们就化身化学工程师，一起揭秘五菱新能源汽车的充电黑科技！ 项目式学习 人教版高中化学选择性必修一第四章第二节《电解池》 ——解码五菱电池“电能—化学能”的转化 《第3课时 电解原理》 【教学目标】 1. 掌握电解池的构成与工作原理。 2.会判断离子放电顺序，书写简单电解的电极反应式。 原电池（放电过程）：化学能→电能（自发的氧化还原反应） “充电是放电的逆过程，如何才能给五菱汽车充电呢？ 电解池（充电过程）：电能→化学能 需要一个外接直流电源（充电桩） 温故知新 电解池的装置及构成条件 ——五菱充电的“硬件密码” 任务一 Q1：电解池与原电池最关键的区别是什么？ Q2：移除电极、用蔗糖溶液替代NaCl溶液、断开导线，装置均无法工作。总结电解池必须具备的构成条件有哪些？ 需要外接直流电源 外接直流电源、电极、电解质溶液、闭合回路 电源、两极、一液、一回路 1.电解池（电解槽）：把电能转化成化学能的装置。 2.构成条件： 任务一 电解池的装置及构成条件 五菱新能源汽车充电过程的工作原理是什么？ 电解池工作原理 ——五菱充电的“反应原理” 任务二 【实验4-2】 在U形管中注入质量分数为25% CuCl2溶液，插入两根石墨棒作电极材料，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与直流电源正极相连的石墨棒(阳极)附近。接通直流电源，观察U形管内的现象和试纸颜色的变化。 任务二 电解池工作原理 电源庞大 敞口装置 玻璃仪器易碎 U形管中需要的溶液多 装置的改进想法： 1.将敞口装置改成密封性好的，从而防止氯气的泄漏。 2.采用塑料滴管可以减少实验药品的浪费和实验过程中存在的安全隐患。 3.采用普通干电池或纽扣电池，携带方便，便于学生分组实验。 任务二 电解池工作原理 实验用品： 塑料滴管、金属夹、导线、电源（纽扣电池或者干电池）、2B铅笔芯（2支）、CuCl2溶液、KI淀粉试纸、氢氧化钠溶液、蒸馏水。 任务二 电解池工作原理 【实验4-2】 在胶头滴管中注入质量分数为25% CuCl2溶液，插入两根铅笔芯作电极材料，把湿润的碘化钾淀粉试纸放在与干电池正极相连的石墨棒(阳极)附近（胶头滴管小口），观察胶头滴管两极的现象和试纸颜色的变化。 与正极相连的电极 与负极相连的电极 现象 产物 反应 方程式 产生使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体 产生红色物质 氯气 铜 CuCl2 === Cu + Cl2↑ 通电 任务二 电解池工作原理 石墨 Cl－ Cu2＋ Cl－ Cl－ Cu2＋ Cl－ Cl－ OH－ Cu2＋ Cl－ H＋ Cl－ Cu2+、Cl−、H+、OH− 自由移动的 通电前离子： 微观探析 CuCl2 == Cu2+ + 2Cl− H2O ⇌ H+ + OH− 任务二 电解池工作原理 阳极 石墨 e- e- e- e- 阴极 Cl－ Cu2＋ Cl－ Cl－ Cl－ Cu2＋ H＋ Cl－ OH－ Cl－ Cl－ e- e- e- e- Cl−、OH− 向阳极迁移， Cu2+、H+ 向阴极迁移。 阳极： 2Cl− − 2e− = Cl2↑（氧化反应） 阴极： Cu2+ ＋2e− = Cu（还原反应） 与直流电源正极相连的石墨棒 与直流电源负极相连的石墨棒 通电后： 负极 正极 阴极 阳极 微观探析 任务二 电解池工作原理 工作原理： 氧化 反应 还原 反应 阴离子 阳离子 氧化反应 还原反应 阳极 阴极 阴离子移向______； 阳离子移向______ 阳极 阴极 离子流向 反应类型 电子流向 电源____极流向____极 ____极流向电源____极 负 阴 阳 正 e− e− 电子导体 离子导体 【思考】怎么判断电解池的阴阳极？ 电源连接 ① ② ③ ④ 电极现象 ⑤ 【模型建构】 电解池中微粒的放电顺序 ——五菱充电的“反应规则” 任务三 电极材料 电解质溶液 阳极产物 阴极产物 放电规律 石墨 CuCl2溶液 铜 CuCl2溶液 石墨 NaCl溶液 Cl-＞OH-；Cu2+＞H+ Cu＞Cl-；Cu2+＞H+ Cl-＞OH-；H+＞Na+ 利用桌面上提供的实验用品进行电解实验，总结放电规律： 阴离子放电顺序：Cl- > OH- （失电子能力强的优先反应） 阳离子放电顺序：Cu2+ > H+ > Na+（得电子能力强的优先反应） 实验结论： [实验探究] Cl2 Cu Cu2+ Cu Cl2 H2 如果阳极为活性电极（除铂/金/石墨），则活性电极优先于阴离子放电 电解CuCl2溶液时，是Cu2+得电子和Cl−失电子，为什么水电离出的H+ 和OH−没有参与电极反应呢？ 阳极放电顺序 还原性(失电子能力)强的 先放电 ＞S2−＞SO32−＞I− ＞Br− ＞Cl− ＞OH− ＞ 含氧酸根离子＞F− 活性阳极 (除Au、Pt 以外的金属) 阳极 产物 金属阳离子 S I2 Br2 Cl2 碱 → O2 和 H2O 水 → O2 和 H+ SO42− 水溶液中不放电 任务三 电解池中微粒放电顺序 阴极放电顺序 通常是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电，与电极材料无关 氧化性(得电子能力)强的 先放电 金属越活泼，则其阳离子的氧化性(得电子能力)越 。 弱 Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+(酸)＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+ ＞H+(水) ＞ Al3+＞Mg2+＞Na+＞Ca2+＞K+ 水溶液中不放电，熔融态放电 阴极 产物 Ag Hg Fe2+ Cu H2 H2 和 OH− 任务三 电解池中微粒放电顺序 阴极 阳极 活性阳极 （Pt、Au 以外的金属） 惰性阳极 （Pt、Au、石墨等） 别忘了H2O电离的H+和OH− 判电极 找离子 定顺序 写反应 电极反应式的书写 ——五菱电池反应的“化学语言” 任务四 写出用惰性电极电解H2SO4溶液的反应式： 实例 电极反应式及总反应式 H2SO4 阴极：__________________ 阳极：________________________ 总反应式：________________________ H+ SO42− OH−(水) 2H2O − 4e− == O2↑＋4H+ 4H+＋4e− == 2H2↑ 判电极 找离子 定顺序 写反应 任务四 电极反应式的书写 学生活动 电解池 电解原理 放电顺序 反应式的书写 活性阳极＞S2−＞I− ＞Br− ＞Cl− ＞OH− Ag+＞Hg2+＞Fe3+＞Cu2+＞H+(酸)＞Pb2+＞Sn2+＞Fe2+＞Zn2+ ＞... 判电极 找离子 定顺序 写反应 【课堂总结】 学生谈收获 现象 电子 （离子） 移动 电极产物 电极 反应物 失电子 场所 （阳极材料） 电子 导体 离子 导体 （电解质） 得电子 场所 （阴极材料） 氧化产物 还原剂 失电子 还原产物 氧化剂 得电子 装置要素 电子移动方向 阴离子（还原性） 阳离子（氧化性） 原理要素 电解模型 课堂总结 学以致用 五菱新能源汽车电池充放电原理 学习了电解池的充电原理，五菱新能源汽车的充电黑科技你了解了吗？ 课后评价 1. 结合所学知识，了解五菱新能源汽车电池电极反应原理。 2. 通过查阅资料，了解为何厂家建议新能源汽车日常以慢充为主，快充为辅？ 电解原理 ——基于学科大概念的项目式教学 教 学 阐 述 CONTENTS 目录 01 教材分析 教学目标 教学重难点 06 教学过程 07 教学反思 02 学情诊断 03 04 05 教学方法 06 28 01 教材分析 教材整合 大概念 大情景 大任务 大情景：习总书记发表致辞 大任务：电能与化学能的转化与实际应用 大概念：基于氧化还原反应的电能与化学能转化支撑能源与材料发展 本节内容承上启下，通过电解池的工作原理 搭建理论与实际应用的桥梁，是电化学知识体系的重要一环。 内容定位：人教版高中化学选择性必修一第四章第二节，是原电池知识的延续和深化，也是电化学理论体系的核心组成部分。 教学价值：引导学生认识化学在新能源领域的应用，理解“科技赋能产业”，培养民族自豪感与社会责任感。 02 01 03 01 教材分析 课标分析 【内容要求】 01 教材分析 课标分析 【教学提示】 01 教材分析 【学业要求】 【知识层面】 已经学习的原电池工作原理、常见化学电源，明白化学能转化为电能的过程。 【能力层面】 初步具备一定的化学素养，同时具备了一定的“分析问题、解决问题”的能力。 【认知障碍】 习惯于原电池的自发反应，对“外界强制下的非自发反应”（电解池）的理解存在一定难度。 02 学情诊断 03 教学目标 掌握电解池的构成与工作原理。 知道电镀与电解精炼的区别。 懂 原理 建 模型 明 责任 能通过观察电解池中的宏观现象引导学生探析微观层面（电子转移、离子迁移、电极反应）的本质，建立“宏观现象→微观粒子运动→反应本质”的关联。 宏观辨识与微观探析 能基于电极材料、电解质溶液类型等实验证据，构建“电解池工作原理模型”。 结合五菱新能源汽车产业案例，认识化学技术对工业生产和环境保护的重要价值，培养严谨的科学探究态度和关注社会发展的责任意识。 科学态度与社会责任 评价目标 “教、学、评”一体化 01 02 证据推理与模型认知 素养目标 34 难点 重点 电解池的构成与工作原理 离子放电顺序 离子放电顺序 04 教学重难点 问题启发法 情境引入法 合作交流法 实验探究法 教法 学法 以学促教 以教辅学 归纳总结法 05 教学方法 36 06 教学过程 提出猜想 设计实验 分析现象 得出结论 验证 提升 情境导入，引入新课 基于五菱新能源汽车大情景下，通过观看短片，以“科技强国”情怀激发兴趣，引出充电时，内部发生了怎样的变化？”问题驱动。 06 教学过程 创设情境 38 回顾旧知 06 教学过程 创设情境 提出问题 与原电池的区别？构成条件？ 过渡 充电需要一个外接电源（充电桩） 原电池知识回顾 化学能转化为电能 06 教学过程 创设情境 【实验4-2】电解CuCl2溶液探究电解原理 回顾旧知 实验探究 电源庞大 敞口装置 玻璃仪器易碎 U形管中需要的溶液多 培养学生动手能力和创新意识 06 教学过程 创设情境 回顾旧知 实验探究 宏观现象 06 教学过程 创设情境 回顾旧知 实验探究 微观探析 通电前 通电后 Cl−、OH− 向阳极迁移， Cu2+、H+ 向阴极迁移。 Cu2+、Cl−、H+、OH− 自由移动 构建模型认知，同时依据原理深化对电解池的阴阳极判断 电源连接 ① 反应类型 ② 离子流向 ③ 电子流向 ④ 电极现象 ⑤ 电解CuCl2溶液时，是Cu2+得电子和Cl−失电子，为什么水电离出的H+ 和OH−没有参与电极反应呢？ 06 教学过程 创设情境 回顾旧知 实验探究 放电顺序 采用小组合作方式，更换电极材料和电解液开展探究，依据宏观现象进行微观探析，总结离子放电顺序，培养学生“观察-分析-推理”的科学探究核心素养。 达成任务 06 教学过程 创设情境 回顾旧知 实验探究 放电顺序 写反应式 06 教学过程 创设情境 回顾旧知 实验探究 放电顺序 写反应式 课后作业 【课后作业】 了解五菱新能源汽车电池电极反应原理，并通过查阅资料，谈谈为何厂家建议新能源汽车日常以慢充为主，快充为辅？ 【设计意图】 将课堂知识联系生活实际，培养学生科学探究和解决问题能力，提升社会责任核心素养。 教学亮点 情境贯穿，素养落地：五菱情境深度融合， 实现价值引领。 教师主导，学生主体：任务带动学生活动， 有效提升课堂效果。 合作探究，思维递进：实验创新设计， 培养探究与创新意识。 价值引领，家国情怀：结合国家战略， 激发科技报国热情。 2 3 4 1 07 教学反思 46 不足之处 01 课堂评价方式单一， 主要以“学生回答问题”为主， 缺乏对学生探究过程的动态评价； 02 学生实验参与度不均衡， 部分学生未能亲自动手。 07 教学反思 谢谢您的耐心聆听！ Lavf57.62.100 2H2O2H2↑＋O2↑ $