4.2 电解原理的应用 课件-2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦电解原理的应用，涵盖电镀、电解精炼铜、氯碱工业核心知识点，以五菱新能源汽车情境导入，通过电镀轮毂、电解精炼铜、氯碱工业产物应用等实例，衔接电解池工作原理，构建学习支架帮助学生梳理知识脉络。 其亮点是情境深度融合与实验驱动，通过模拟电镀实验、电解饱和食盐水改进实验等培养科学探究与实践能力，结合五菱科技报国案例渗透科学态度与责任，采用问题导向和合作交流法，课堂小结归纳要点，助力学生理解应用，方便教师高效教学。

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”！ 电解技术在五菱汽车质量提升中有哪些体现？ 汽车企业竞争激烈，只有不断提升品质，才能赢得市场。 人教版高中化学选择性必修一第四章第二节《电解池》 ——五菱汽车“质造”升级：电解应用探秘 项目式学习 《第4课时 电解原理的应用》 【教学目标】 1. 能利用电解池的工作原理解释氯碱工业，电镀，电解精炼基本原理。 2.会书写电极反应式和总反应。 五菱缤果使用的是电镀镀铬轮毂，镀镍把手，不但看起来更亮眼，还能提高硬度和抗磨损能力。 利用电解原理在某些金属的表面镀上一薄层其它金属或合金的加工工艺。 2.电镀的目的 使金属增强抗腐蚀的能力，增加表面硬度和美观。 1.电镀的含义 电镀 任务一 给汽车部件“穿新衣” 演示实验 “模拟轮毂电镀”实验： 在铁片（模拟待镀轮毂）表面镀铜（以便课堂观察）。 轮毂（铁片）应接电源 极， 镀层金属（铜片）接 极， 电解质溶液选 的溶液。 含镀层金属离子 负 正 观察分析 电镀材料如何选择？如何与电源的电极相连？电镀有什么特点？ 3.电镀的材料及反应 【思考】电解一段时间后，阴、阳极的质量，电镀液中Cu2+的浓度如何变化？ 一多、一少、一不变 “一多” 指阴极上有镀层金属沉积； “一少” 指阳极上有镀层金属溶解； “一不变” 指电镀液的浓度(组成及酸碱性)不变。 电极材料 电极反应 阳极 阴极 电解液 镀层金属Cu 镀件金属Fe 含镀层金属离子 CuSO4溶液 Cu − 2e− == Cu2+ Cu2+ + 2e− == Cu 4.电镀的特点 思考交流 纯铜在五菱新能源汽车中的应用集中于电气传输、高效散热、密封导电三大核心场景，是保障汽车动力性能、安全性和可靠性的关键材料。 黄铜矿 一般火法冶炼 粗铜（含有锌、铁、镍、 银、金、铂等微量杂质） 精铜 电解精炼 ？ 阳极 阴极 电极材料 电极反应 电解液 粗铜（含Zn、Fe、Ni、Ag、Pt、Au等） 纯铜 含Cu2+的电解质溶液 Cu2+ + 2e− == Cu Zn − 2e− == Zn2+ Fe − 2e− == Fe2+ Ni − 2e− == Ni2+ Cu − 2e− == Cu2+ − 粗铜 纯铜 + CuSO4溶液 阳极 阴极 阳极泥 （含Ag、Au、Pt等） 一多、两少 电解精炼 任务二 探究“粗料”如何变“精材” 【思考】电解一段时间后，阴、阳极的质量，电解液中Cu2+的浓度如何变化？ 小组讨论 电解精炼铜，给五菱新能源汽车提升质量提供了有效保障。 五菱汽车发动机的一些精密部件，经过烧碱脱脂后，能更好地适配，减少磨损，提高发动机的稳定性和使用寿命。用氯气生产含氯的有机溶剂也能很好达到清洗效果。 氯碱工业 电解饱和食盐水 任务三 探究一杯盐水的助力 阴极 阳极 离子 电极反应 产物检验 总反应 饱和NaCl溶液 Cl- OH- Na+ H+(水) 点燃法检验H2 酚酞溶液检验碱性 湿润淀粉KI试纸检验Cl2 2H2O +2e－ =H2 ↑ +2OH－ 2Cl--2e－=Cl2↑ 2NaCl＋2H2O 2NaOH＋Cl2↑＋H2↑ 电解 【思考并交流】预测电解饱和食盐水的产物，并设计实验检验。 演示实验 总反应： 阳极区域 2NaCl +2H2O H2↑+ 2NaOH + Cl2↑ 电解 阴极区域 ①Cl2和NaOH溶液反应，会使得到的NaOH不纯。 ②产品Cl2和H2混合遇火或强光会爆炸，不安全。 这套装置是否适用于实际工业生产，为什么？ 如何改进装置呢？ 隔离阴阳极，控制离子移动 饱和NaCl溶液 小组讨论 图4-12 离子交换膜电解槽 － + Cl2 Cl— H2 Na+ 水中H+ OH— NaOH溶液 精制饱和NaCl溶液 H2O（含少量NaOH） 阳离子交换膜 阳极室 淡盐水 电解饱和食盐水实验改进 a.避免氢气和氯气混合爆炸 b.避免氯气和氢氧化钠反应 阴极室 隔膜 Na+ 电 解 饱 和 食 盐 水 液碱 湿氢气 湿氯气 NaOH 含氯漂白剂 Cl2 H2 HCl 有机合成 造纸 玻璃 肥皂 纺织 印染 有机合成 氯化物合成 农药 盐酸 有机合成 金属冶炼 【课堂评价】 1．如图是工业电解饱和食盐水的装置示意图，下列说法中不正确的是(　　) A．装置中出口①处的物质是氯气，出口②处的物质是氢气 B．该离子交换膜只能让阳离子通过，不能让阴离子通过 C．装置中发生反应的离子方程式为2Cl－＋2H＋===Cl2↑＋H2↑ D．该装置是将电能转化为化学能 电解 C 为何电解所用的 食盐要精制？ 【课堂评价】 2．某同学设计一个燃料电池(如图所示)，目的是探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理，其中乙装置中X为阳离子交换膜。 根据要求回答相关问题： (1)通入氢气的电极为_____，该电极反应式为______________________。 (2)石墨电极为_______，反应一段时间后，在乙装置中滴入酚酞溶液，________区的溶液先变红。 (3)如果粗铜中含有锌、银等杂质，丙装置中反应一段时间，硫酸铜溶液浓度将_____。精铜电极上的电极反应式为__________________。 负极 H2－2e－+2OH－=2H2O 阳极 铁极 减小 Cu2＋+2e－=Cu 【课堂小结】 电解原理的应用 电解饱和食盐水 电镀 阴极—镀件(待镀金属)， 阳极—镀层金属 阴极—精铜 阳极—粗铜 电解 精炼铜 阳极： 2Cl－－2e－ == Cl2↑ 阴极： 2H2O＋2e－ == H2↑＋2OH－ 点燃法检验H2 酚酞溶液检验碱性 湿润淀粉KI试纸检验Cl2 一多、一少、一不变 一多、两少 查阅资料，了解五菱汽车最新电解技术应用（如电池回收中的电解工艺等），谈一谈你对电解技术在未来提升新能源汽车质量的潜力与挑战。 【课堂延伸】 电解原理的应用 ——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 20 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 与前面内容形成一个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大概念。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，本节是电化学的基础，也是原电池知识的延伸。 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 【知识层面】 在上一节课学习了电解原理，了解了电解池的工作原理，能从自身认知水平出发，写出电极反应式。 【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】 容易将“原电池”与“电解池”知识混淆。 对正负极、阴阳极判断出现困难。 02 学情诊断 03 教学目标 掌握氯碱工业的工作原理。 能依据微粒放电顺序书写简单电解的电极反应式。 懂 原理 建 模型 明 责任 能从宏观上观察电镀、电解精炼等实验现象，并从离子迁移、电子转移的微观角度解释电解原理。 宏观辨识与微观探析 基于电解饱和食盐水的现象，构建电解池工作原理的模型，并能运用模型分析不同电解应用的电极反应差异。 通过了解电解技术在五菱汽车“质造”中的实际应用，认识化学技术对工业生产、社会发展的重要价值，培养关注科技与生活联系、重视技术创新的科学态度。 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 26 难点 重点 氯碱工业的原理； 电镀与电解精炼的原理和区别 离子交换膜的运用 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 28 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 在民族企业五菱汽车科技报国的大情境下，以 科技强国 情怀激发兴趣，引出“电解技术在五菱新能源汽车质量提升中有哪些体现？”的驱动问题。 06 教学过程 创设情境 电解技术在五菱新能源汽车质量提升中有哪些体现？ 汽车企业竞争激烈，只有不断提升品质，才能赢得市场。 30 电镀穿新衣 06 教学过程 创设情境 提升制造品质的重要技术 电镀的理解和探究 2.电镀的目的 1.电镀的含义 “模拟轮毂电镀”实验 镀铜（以便课堂观察） 电镀材料如何选择？电镀有什么特点？ 电镀穿新衣 06 教学过程 创设情境 【思考】电解一段时间后，阴、阳极的质量，电镀液中Cu2+的浓度如何变化？ 一多、一少、一不变 【设计意图】 让学生动手设计实验，提升课堂参与感； 培养学生“观察-分析-推理”的科学探究的核心素养。 06 教学过程 创设情境 电镀穿新衣 粗料→精材 黄铜矿 一般火法冶炼 粗铜（含有锌、铁、镍、 银、金、铂等微量杂质） 精铜 电解精炼 ？ 【设计意图】 “粗铜如何变精铜”的问题驱动，引出对电解精炼的探究，指导学生完成实验设计。 【设计意图】 1.提升学生课堂参与感，培养科学探究精神。 2.明析电解精炼与电镀有相似原理，亦有差异之处。 06 教学过程 创设情境 一多、两少 电镀穿新衣 粗料→精材 06 教学过程 创设情境 探氯碱工业 电镀穿新衣 粗料→精材 氯碱工业 “探究一杯盐水的助力” 06 教学过程 创设情境 探氯碱工业 【设计意图】 1.破除“理想实验”误区，建立“真实电解”认知。 2.离子交换膜将抽象的“离子迁移”转化为可观察、可分析的实验证据。 3.落实“科学探究与创新意识”核心素养。 电镀穿新衣 粗料→精材 适用于实际工业生产吗？如何改进？ Na+ 06 教学过程 创设情境 探氯碱工业 电镀穿新衣 粗料→精材 课堂评价 【设计意图】 精准匹配课堂核心任务，检验与强化教学目标的达成度，实现教-学-评一体化的课堂教学价值。 06 教学过程 创设情境 探氯碱工业 电镀穿新衣 粗料→精材 课堂评价 课后作业 【设计意图】 将课堂知识应用到生活实际，培养学生创新意识和解决问题能力，提升社会责任核心素养。 【课后作业】 查阅资料，了解五菱汽车最新电解技术应用（如电池回收中的电解工艺等），谈一谈你对电解技术在未来提升新能源汽车质量的潜力与挑战。 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。 问题导向，难点突破：衔接有效推进， 培养探究与科学态度。 实验驱动，思维递进：三组探究实验， 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 39 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！ $