归纳与整理教学创新设计

教学设计

基本信息

名称

执教者

所属教材目录

侯伯秀

电解原理

课时

1课时

选修4（化学反应原理）电化学

教材分析

学情分析

教学目标

电解原理是中学化学重要基本理论之一，既涉及到电化学的理论知识，又与元素化合物知识、氧化还原反应等密切相关，故占有重要的地位。在此之前，学生已经学习了将化学能转化为电能的装置——原电池，通过对电解池的学习之后，学生将形成一个将氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液、原电池和电解原理和有关计算等知识联系起来的知识网络，对培养学生从实践到理论，又从理论到实践的认知规律的提高有很大的作用。

知识角度，高二学生在必修1、必修2和选修4中已经学习过氧化还原反应、原电池的相关知识，同时物理学中电学知识也相当丰富，学习本节内容并不陌生，难度不大。认知角度，高二学生形象思维能力已充分发展，抽象思维能力也迅速发展中，同时具有强烈的好奇心和求知欲，对实验探究的热情高，但抽象思维能力和探究能力还不够成熟，需要老师适时的组织和引导。

知识与能力1．理解认识电解原理。

目标

2．理解电解质溶液、电极对电解的影响。

通过学习活动，培养学生的动手操作能力，通过对过程与方法实验现象的观察、分析和推理，培养学生发现问题、目标

分析问题和解决问题的科学探究精神和创新能力。

使学生亲身经历“实践－认识－再实践－再认识”的认知过程，帮助学生牢固树立理论联系实际的学情感态度与风；培养学生认真完成实验、仔细观察现象、合理价值观目标

分析实验的严谨求实的科学态度，培养学生与他人合作、交流的意识和能力，提高辩证思维的能力。

重点

难点

理解电解的基本原理。

理解电解质溶液、电极材料对间接的影响。

教学重难点

教学策略与

设计说明

本节主要使用实验探究法进行教学。从教材的内在联系和学生认知能力的实际出发，设定情景，提出问题；分析问题，提出假设；设计实验，验证假设；分析结果，得出结论。考虑到学生的现有水平，由教师引导学生设计好实验方案，明确重点观察的实验现象，发现问题、总结规律、获得新知。本节整个教学过程要充分体现以学生为主体，教师为主导的教学思想，教师只起导演的作用，放手让学生去探究；通过分组实验，培养学生的合作精神。本人采用实验探究的教学模式，教学过程中注重为学生创设问题情境，注重引导学生去发现问题、解决问题。让学生在动手亲身

体验中学习，在学习中思考，真正做到转变学生被动学习为主动去学习，提高学生的科学素养，培养以学生的科学探究能力为主的新课程教学理念。

教学过程

教学环节（注明每个环节预设的时间）

20分钟

1分钟

【引出】戴维故事

1778年戴维出生在英国，是个淘气贪玩的学生。他常躲在顶楼学做实验，遭到别人的讥讽。22岁，制取了笑气（N2O）用于外科麻醉。但真正让他永载化学史册的是他成功制取了

K、Na 、Ca、Mg 、Ba、Cs。写下化学史上光辉的一页。

【设问】戴维是用什么方法取得了丰硕的成果呢？

【板书】电解池的工作原理及应用

【过渡】以稳定的NaCl ，Al2O3为原料生产Na和Al，常采用电解的方法。电解可以使许多不能自发进行的反应顺利进行。

【投影】电解熔融态NaCl的装置

【讲述】与电源正极相连的是阳极，与电源负极相连的是阴极。

【引导讨论】1、通电前，熔融态NaCl存在哪些离子？这些离子运动情况如何？

2、通电后，阴阳离子的运动情况有改变吗？各向哪个方向移动？为什么？

3、通电后，外电路上电子是如何流动的？

属于什么反应类型？

【多媒体动画】在直流电的作用下，NaCl在两极上分别发生氧化还原反应的过程。

【讲述】打开电源，电子从电源负极到阴极，Na+定向移动到阴极，得电子，发生还原反应，生成钠原子。Cl-定向移动到阳极，失电子，发生氧化反应，生成氯原子，进而结合成氯分子。Cl-失电子，电子回到阳极，再回到电源正极。

【板书】阳极：2Cl-

-2e-

=Cl2↑

氧化反应

阴极：2Na++2e-=2Na

还原反应

4、离子定向移动到电极表面时发生的是什么反应？教师活动

学生活动

设计意图

倾听，体验戴维成功的喜悦

产生疑问，情绪高涨

倾听

讨论，回答

观看

倾听

激发学生学习化学知识的兴趣

使学生产生悬念，激发学生的求知欲，为探究新知识做铺垫

设计问题引导学生思考

使抽象知识形象化，更直观理解电解池工作原理

电解反应：2NaCl

2Na+Cl2↑

【总结投影】在电流电的作用下，在阴、阳两极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫电解。将电能转变为化学能的装置叫电解池。

电解池的工作原理1、通电前，电解质电离出能自由使学生学会正确书写电解池的阴、阳极电极反应

10分钟

2分钟

移动的离子。

2、通电后，自由离子作定向移动。阳离子移向阴极，在阴极上得到电子而发生还原反应；阴离子移向阳极，在阳极上失去电子而发生氧化反应。

【提问】1、电解前电解质先要电离产生离子，电离是电解的前提，除了熔融条件，还有什么条件能使电解质电离？

2、电解质溶液中，除了电解质自身电离出的离子，还有其它离子吗？

【设问】电解电解质溶液时，水中的氢离子和氢氧根离子会反应吗？

【设问】当电极周围存在多种离子时，是一起反应，还是只有一种离子反应？如果只有一种离子反应，哪种先反应？有没有规律可循？

【讲述】解决这些问题，让实验事实说话，实验前请思考、讨论完成学案。

【投影】实验探究：将两根石墨棒分别跟直流电源的正极和负极连接，浸入U型管内的CuCl2、NaCl、溶液中

，再接通16V直流电源，观察现象。约3min后切断电源。

【投影】观察实验现象，根据实验事实指出，在直流电的作用下，哪些离子优先在电极上反应。

写出电极反应式和电解反应方程式。

【演示实验】电解硫酸钾溶液，检验生成的气体。倒出少许溶液，滴加紫色石蕊试剂。

【提问】电解硫酸钾溶液时，哪些离子优先在电极上反应？

【小结】分析同学们实验的现象，我们知道当电极周围存在多种离子时，只有一种离子反应放电，且放电顺序是，阳极：Cl->OH-、OH-> SO42-

阴极：Cu2+> H+ 、H+> Na+、H+> K+

阳极离子放电顺序规律。

【讲述】阳离子在阴极反应的本质是得电子，发生还原反应。因此当离子氧化性越强，越容易得到电子。金属活动顺序表表示金属还原性强弱，金属越不活泼，对应阳离子的氧化性越强。同理阴离子还原性越强，越易失去电子，越易在阳极反应。

【设问】上述实验的电极材料全是石墨。若阳极用铜，阴极用铁，电解CuCl2溶液，情况又如何呢？

【讲述】还原性越强，越易在阳极反应。金属还原性很强，若阳极材料用金属，金属优先于溶液中的离子放电（金属铂、金除外）。氧化性越强，越易在阴极反应。金属没有氧化性，所以阴极是什么材【提问】请同学分析以上数据进一步总结出阴极、

记忆

回答

思考

自由讨论，猜测，设计、修改实验方案

实验并观察现象，准确记录现象。

汇报结果（略）

观察现象

回答问题

思考讨论，归纳总结

式及电池反应方程式

加深记忆，为下面学生分析电解其他几种溶液奠定基础

巧妙过渡，深化探究活动

创造学生认知冲突，激发学习兴趣

引导学生用已有知识解决问题

培养学生动手能力，观察能力，及团结合作精神

培养学生概

5分钟

料对电极反应无影响。

【投影】常见阴极放电顺序：

Ag+>Fe3+>Cu2+>H+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+

常见阳极放电顺序：

金属>S2-

> I-

> Br-> Cl-

> OH->含氧酸根> F-

倾听

记忆

倾听

体会

括总结能力及口头表达能力

通过演示实验，培养学生操作规范性

3分钟

课堂小结

2分钟

1．通过本节课的探究，你学到了哪些化学知识？

2．通过本节课的探究过程，你接触到了哪些化学学科的科学探究方法？

布置作业

1分钟

1、离子放电的能力不完全取决于它的氧化性强弱，还与其他因素有关。与什么因素有关？课后请查阅资料。

2、学习了电解池的工作原理，如何在锌片表面镀银呢?

电解原理

1、电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程。

电解池：把电能转化为化学能的装置。

与电源负极相连接阴极：Cu2++2e-=Cu（还原反应）

－与电源正极相连接阳极：2Cl—2e-=Cl2（氧化反应）

板书设计

总反应：CuCl2

Cu＋Cl2↑

2、电极的判断方法：

①由电源正负极判断；

②由电极反应现象判断；

③由电极反应类型判断；

3、电解池的形成条件：

①两根电极（活泼性同或不同）。

②直流电源。

③电解质溶液（或熔融电解质）。

④构成闭合回路

本节课的设计以“问题”为线索，挖掘学生的好奇心，激发学习兴趣，从而进行探究性实教学反思

验，再结合教师的引导使学生进行启发式学习，最后通过学生自主学习而接受新知识；使学生充分感受到“愿学—乐学—能学—志学”的教学思路，从而使学生的学习过程形成良性循环。在教学中充分体现以学生为主体，在学生中开展小组合作学习，给他们提供更多的交流和讨论的机会。

本节课教学重点，一是：电解池的工作原理。我设计了一些梯度小的问题，引导学生循序渐进掌握电解池的工作原理，并辅助多媒体动画播放电子流动及反应过程，从微观角度加深学生对电解池的工作原理的理解。并为下面学生分析电解其他几种溶液奠定基础。二是：放电的顺序。化学是以实验为基础的科学，我改教师演示实验为学生探究实验。这样设计，推迟结论呈现的时间，让学生有足够的时间思考、想象、动手动脑探索，最大限度地挖掘学生的潜能，使学生充分体会到成功的喜悦。

本节课追求的目标，一是：通过“提出问题、设计实验、实验探究、得出结论、总结规律、(应用规律)”教学，使本节课一气呵成，让学生在获取知识的过程中，逐步掌握科学探究的一般方法，学会学习。二是：以学生活动为主，努力体现以学生为主体的教学思想。把课堂还给学生，使其成为真正的主人。教师努力追求学生的成功。

三是：注重自主学习与合作探究。不仅激发学生学习积极性，而且提高学生思维水平。让学生在相互讨论、辨析中学会倾听别人的意见，取人之长补己之短，从而营造一个轻松民主共同提高的课堂氛围。

本节课是在学生学完原电池的基础上来学习电解的原理及其应用，在本节课的学习中，通过实验引导学生自主探究、通过对现象的观察，问题的讨论，促使学生主动获取知识，同时消除学生对理论的抽象感和乏味感。

1、我在授课过程中主要采用了和原电池对比的方法，使学生在脑海里形成对两种装置的清晰认识，使知识在学生头脑里系统化、网络化，同时采用实验探究的方法，培养学生的实验探究的能力，培养发散思维和合作意识。

2、在实际教学中，还是发现由原电池向电解池的过渡还是稍显突兀，对于电解池中离子和电子的定向移动理解存在一些困难，这是在以后的教学中需要注意的地方。

3、以后的教学还可以结合可充电电池的充电和放电来理解原电池与电解的区别