高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第二节 电解池教学设计

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第二节 电解池教学设计，共6页。教案主要包含了教学设计框架，教学设计等内容，欢迎下载使用。

1.学习目标
（1）能分析、解释电解池的工作原理，构建电解池思维模型
（2）能正确书写电极反应及总反应
（3）能设计简单的电解池
2.流程主要线索
3.练习反馈（分层次：）
练习1、基本概念选择题
练习2、根据电解池的电子运动方向确定电极名称和离子的迁移方向。
练习3、电极反应及总反应的书写，根据电子守恒建立关系式进行简单计算。
4.小结即板书设计
5.作业
（1）课本P106 基础题1、4 综合题8、9
（2）画出本节课的思维导图。
6.结语
宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来
二、教学设计
反馈练习：
1、下列有关电解池的叙述中不正确的是（ B ）
本题考查电解原理的基本概念，请看右图电解池工作原理示意图
进行对比，可以看出：
A.与电源正极相连的是阳极 A正确
B.在阴极上发生氧化反应 氧化反应发生在阳极，应把阴极改为阳极 所以，B答案错误
C.阴离子向阳极方向迁移 正确
D.电子从电源的负极沿导线流入电解池的阴极 正确
此题正确答案为B
2.石墨和铂都是惰性电极，可写出
如右图所示，烧杯中盛有足量的CuCl2溶液。
（1）C是___阴___极，发生__还原__反应，电极反应 Cu2++ 2e- =Cu;
Pt是___阳___极，发生_氧化__反应，电极反应 2 Cl- -2e- =Cl2↑
电解
发生的总反应是Cu2+ + 2 Cl- Cu + Cl2↑。
（2）当收集到2.24L氯气（标准状况）时，_阴___极析出铜，当电路中转移2摩尔电子时生成1摩尔氯气和1摩尔铜单质，建立关系式，由于氯气的物质的量是0.1摩尔，根据关系式，生成0.1摩尔的铜，电路中通过0.2摩尔的电子。根据公式可计算出铜的质量是6.4g.该极增重 6.4___g，电路中通过电子___0.2___ml。
本节课我们重点学习了构成电解池的四个基本要素，并建构了认知模型。运用模型解释化学现象，揭示现象的本质和规律。
作业 （1）课本P106 基础题1、4 综合题8、9
（2）画出本节课的思维导图。
宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。希望与同学们共勉。同学们再见！环节
知识线
情境线
核心问题线
驱动任务活动线
需诊断发展的学
生学科核心素养
1
引入
情境
电子产品的充放电
能量的转化
放电是化学能转化为电能，提出充电过程的能量变化
科学探究
2
实验
探究
电解氯化铜溶液实验
通电前后的实验现象产生的原因
探究阴极覆盖了一层红色的铜，阳极生成氯气的原因
科学态度
3
原理
分析
分析电解氯化铜溶液原理
电能转化为化学能
1.电子的运动方向
2.离子的迁移方向
3.电极反应及总反应
宏微辩识
微观探析
4
构建思维模型
电解池
构建电化学体系的基本要素
1.电极材料2.电极反应
3.电子导体4.离子导体
证据推理
模型认知
5
变式
训练
从电化学体系的基本要素分析用惰性电极电解不同电解质溶液的极反应和总反应
1.通电前后离子的运动状态。
2.阴极、阳极的放电顺序。
3.电极反应和总反应。
宏微辨析
模型认知
科学探究
6
比较
比较电化学体系的基本要素
1.能量变化角度
2.电极材料和反应
3.离子导体和电子导体
综合分析
装置
原电池
电解池
实例
系统与环境的关系
系统发生化学反应对环境做电功
环境对系统做电功并使其发生化学反应
能量转化
化学能→电能
电能→化学能
体系与环境关系
系统发生化学反应对环境做电功
环境对系统做电功并使其发生
化学反应
电极材料
能导电的金属、惰性材料、化合物等
能导电的金属、惰性材料、化合物等
电极反应
负极：（氧化反应）
正极：（还原反应）
阴极： （还原反应）
阳极： （氧化反应）
电子导体
负极→正极
电源负极→阴极；阳极→电源正极
离子导体
阳离子向正极迁移，阴离子向负极迁移
阳离子向阴极迁移，阴离子向阳极迁移
教学环节
教学活动
情境引入
展示图片，将电能转化为化学能的工作原理是什么呢？这节课我和大家共同研究电解原理这个课题。
实验探究
实验步骤：
实验一：在U形管中注入质量分数为25%的CuCl2溶液 ，插入两根石墨棒做电极（石墨棒属于惰性电极）。用导线将两根石墨棒、电流计连接，请同学们预测实验现象，并说出你的理由。
实验二：在实验一的基础上， 1.串联一直流电源，大家猜想两极将会有什么实验现象，你将怎么验证？2.有同学想到Cl-可能会变成Cl2，用什么方法来验证氯气呢？于是设计将湿润的碘化钾淀粉试纸分别放在两极石墨棒附近，通过试纸变蓝来检验实验产物。3.接通直流电源，观察U形管中的现象和试纸的颜色变化。下面我们带着这些猜想和推测一起观看该实验视频。
原理分析
氯化铜是强电解质， CuCl2 = Cu2+ + Cl-，溶剂水是弱电解质， H2O ⇋H+ + OH-，通电前，这四种离子在水溶液中自由移动。
思考：在接通直流电源后，CuCl2溶液中离子怎样运动？
电化学中规定：发生氧化反应的为阳极，发生还原反应的为阴极。因此，左边石墨棒是阳极，右边石墨棒是阴极。通过实验现象说明在电场力的作用下铜离子向阴极迁移，氯离子向阳极迁移。
电解
Cu2+变成铜单质需得电子，这电子从何而来？同学们在学习原电池原理时已经清楚地了解电子从原电池负极流出，沿导线聚集在石墨电极上，做为氧化剂的铜离子得电子生成了铜单质，发生了还原反应。阴极反应为Cu2+ + 2e- = Cu ，发生还原反应。氯离子在电场力的作用下向阳极迁移，在阳极上氯离子做为还原剂失去电子生成氯气，发生氧化反应，阳极反应为：2 Cl- - 2e- = Cl2↑，电子沿导线流回到直流电源正极。此时形成闭合回路。总反应的离子方程式为：Cu2+ + 2 Cl- Cu + Cl2↑，阴阳两极得失电子的数目相等即遵守电子守恒，还要遵守元素质量守恒。溶质氯化铜在电解条件下，将还原剂（氯离子）的电子转移给了氧化剂（铜离子），发生了氧化还原反应。该装置实现了由电能转化成化学能，我们把电能转化为化学能的装置叫做电解池，也称为电解槽。
构建认知模型
根据电解池的构成条件：1.直流电源，2.两个电极（阳极、阴极），3.电解质溶液或熔融电解质。接通直流电源后，电子从直流电源负极流出，流向阴极，阳离子在电场力的作用下向阴极迁移，阳离子做为氧化剂得到电子，发生还原反应。阴离子在电场力作用下向阳极迁移，阴离子做为还原剂失去电子，发生氧化反应。电子从阳极沿导线流入直流电源正极。形成闭合回路。组成电解池
外电路是电子导体，电子的运动方向是电子从电源负极流向电解池的阴极，从电解池的阳极流向电源的正极。内电路是离子导体， 阳离子向电解池的阴极迁移，阴离子向电解池的阳极迁移。
通过对电解原理的分析，请同学们总结构成电化学体系-电解池的基本要素。同学们认识到电极材料、电极反应、电子导体、离子导体是电化学体系的基本要素。
变式训练
用石墨作电极电解电解质溶液或熔融电解质，利用认知模型从微观分析，写出电极反应及总反应，并总结规律。
1. 用石墨作电极熔融NaCl
2. 用石墨作电极电解硫酸溶液
3. 用石墨作电极电解硫酸铜溶液
4. 用石墨作电极电解氯化钠溶液
原电池和电解池比较
从能量变化、电极材料、电极反应、离子导体、电子导体五方面进行对比，清楚了解体系与环境的关系。