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安徽敏试教育小编根据生物学科大纲的要求,为您整理了高中化学教案:电解池。安徽教师资格网为您提供精彩的教案示范,更多面试资讯欢迎关注敏试教育。
【活动方案】
一、教材分析
本节课选自人教版高中化学选修4第四章《电化学基础》第三节。电解池是继原电池后电化学基础不可或缺的组成部分,是原电池知识的延续,更是研究其应用的基础。在中学化学基本理论中占有重要的地位,也是工农业生产中重要的理论依据。通过电解原理的学习,可以进一步深化对氧化还原反应、离子反应、电解质溶液、原电池、化学反应中的物质变化和能量变化等知识的认识,发挥理论对工农业实践的指导作川,树立化学与社会生活密切联系的思想。
二、教学目标
(一)知识与技能目标:
1.通过实验探究,掌握电解池的工作原理和形成条件;
2.能正确判断电解池的阴、养鸡,电极周围溶液pH值及整个溶液pH值的变化;
3.能判断电解产物,并正确书写电极反应、电解方程式,培养分析归纳知识的能力;
(二)过程与方法目标:通过对电解原理的探究,培养学生观察、分析、推理、归纳等,巩固实验探究的一般过程,培养学生实验能力、观察能力和思维能力。
(三)情感态度与价值观目标:
1.通过分组实验和讨论,体会小组合作学习的乐趣,从而激发学习的兴趣;
2.通过探究实验的设计,现象的观察、记录和分析,使学生感受到科学研究的严谨和艰辛。
三、教学重难点
(一)重点:电解的基本原理;电解质溶液、及电极对电解的影响;
(二)难点:电解池的工作原理。
四、教学法
(一)教法:探究教学法、讲授法、实验法、谈论法;
(二)学法:主动学习法、实验促学法、归纳演绎法、反馈法;
五、教学过程
(一)创设情境、导入新课
【复习提问】
在本章的第一节,我们学习了原电池的有关知识,请同学们回忆一下,构成原电池的条件是什么呢?
【总结】
构成原电池的条件:1.活泼性不同的两个电极;2.电解质溶液;3.要有导线,形成闭合回路;——原电池是把化学能转化为电能的装置,电解池则相反。
【设计意图】
复习是为了巩固原电池的组成条件及电极反应,两极判断,为电解CuCl2溶液的实验做好对照。
【情境创设】
由1799年意大利人发明了最原始的电池,1807年,英国化学家戴维发现钾元素,随后用电解法又相继发现了钠、钙、锶、钡、镁、硼、硅等元素,戴维成为发现化学元素最多的人。这其中的奥妙是什么呢?电解时,物质的变化是如何发生的呢?……”电解池和原电池又有什么区别呢?
(二)活动探究、探索新知
【教师引导】
电解原理和原电池原理都是电化学的重要基础理论:原电池原理研究的是如何利用能够自发进行的氧化还原反应将化学能转变为电能,那么电解池又是怎么怎样的工作原理呢?
【学生探究】
(1)仿照教科书中的装置示意图(图4-8)进行组装,了解电解装置的基本构造(包括电解池及其与直流电源的连接方式)。
(2)如实记录实验过程和现象,并加以准确的表述。
(教师要引导学生:a阴极上的现象;阳极上的现象;阴极区溶液中的现象。b. 能使湿润的淀粉-KI试纸变蓝的气体,应是学过的什么气体?)
(3)应用电解质的电离和氧化还原反应等理论知识,对有关变化的过程和现象进行分析并作出结论。
(4)上述实验的具体过程可分三步进行,一突出电流对阴、阳两极发生化学反应的影响,并区别于原电池的反应。
【实验过程】
①将两根碳棒分别插进U形管内的CuCl2溶液中(稍候,若碳棒表面无明显实验现象,可取出碳棒继续下一步操作);
②将两根碳棒用导线连接后,浸入U形管内的CuCl2溶液中(稍候,若碳棒表面无明显实验现象,可取出碳棒继续下一步操作);
③将两根碳棒分别跟直流电源的正极和负极相连接,浸入U形管内的CuCl2溶液中,再接通直流电(稍候,若碳棒表面有气泡产生,则应分析产生气泡的可能原因,并设计方案予以检验)。
【最终现象】
实验最终现象:电流表的指针发生偏转,阴极石墨棒周围CuCl2溶液绿色加深,阳极石墨棒周围的CuCl2溶液绿色变浅;阴极石墨棒上覆盖了一层红色固体,阳极石墨棒上有气泡产生,同时看到湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色。
【最终结论】
在没有接通直流电时,两根碳棒无论是否用导线相连,都不能使CuCl2溶液发生变化。但是,在直流电的作用下,溶液中的CuCl2被分解了,在阴极析出还原产物Cu,在阳极析出氧化产物Cl2,实现了电能转换为化学能的过程。
(三)讨论探究,归纳总结
【学生讨论】
1. 通电前溶液中存在哪些离子?这些离子是如何运动的?
2. 接通直流电后,原来的离子运动发生了怎样的改变?
3. 有关离子在两极发生了什么样的反应?
【讨论回答】
1. 通电前溶液中Cu2+、Cl-、H+、OH-自由移动。
2.通电后带正电的Cu2+、H+向阴极移动;带负电的Cl-、OH-向阳极移动。
3.Cu2+在阴极得电子变成了单质Cu,Cl-在阳极失电子变成了Cl2。
通过学生对该问题的回答可以引导学生写出阴阳两极发生的反应阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(发生氧化反应)阴极:Cu2++2e-=Cu(发生还原反应)
【学生讨论】在CuCl2溶液中有自由移动的Cu2+、Cl-、H+、OH-,为什么只有Cu2+、Cl-得失电子,而H+、OH-却不能在两极上得失电子呢?——学生思考,老师精讲并把握其掌握程度。
【教师讲述】
电解质溶液中各种离子在两极上得失电子是有一定顺序的,我们称之为放电顺序,放电顺序涉及到多种因素(故阴、阳离子在电极上的放电顺序并不是绝对的),我们在中学阶段只要求掌握:阳离子放电顺序:按金属活动性顺序,越不活泼的金属,其阳离子越容易得电子(被还原)。阴离子放电顺序:S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根离子。
(四)归纳小结,固化知识
CuCl2溶液在外加电场的作用下,在阴阳两极发生了氧化还原反应,我们把这个过程叫做电解。然后总结讲述电解池的概念,原理,形成条件,阴阳极发生的反应和总反应的写法。
教师在讲完课堂内容之后要注意最后再进行回顾,使学生能够把握住自己学习的方向和侧重点。如果时间允许,可以用小组比赛的形式来归纳并比较原电池和电解池,或者当作课后作业,布置相应的习题,来巩固本节课新知识的学习。
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