《电解池》教学设计

穆棱市第二中学 尹尚武

一．教材分析

本节课选自人教版高中教科书化学选修4第四章《电化学基础》第三节。电解池与氧化还原反应、化学反应中的物质和能量变化等知识密切相关，它是电化学基础，也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，也是指导工农业生产实践的重要理论依据。学习电解池之后，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。

二．学情分析

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，抽象思维能力也在迅速发展中，同时具有强烈的好奇心和求知欲，对实验探究的热情高，但都不够成熟，需要老师适时的组织和引导。

三．设计思路

电解池的内容是高中电化学的重点，有一定的难度，因此在教学的过程中使知识简单化、使学生能够掌握解题技巧从而轻松解题是关键。这节课的重点内容就是学生掌握电解的原理，能够书写电极反应方程式。

整体设计上从复习回顾原电池知识入手，对比与电解池构造的差别引入新知，教学顺序为电解池的构造、工作原理、离子放电顺序、电极方程式的书写。其中安排有学生观察实验，电解CuCl2 溶液，充分体现学生的探究过程，培养观察总结的能力。电解池的构造要与原电池的构造形成对比，方便学生理解。电极方程式的书写安排学生的讨论环节，希望学生能够自己总结出电极方程式书写的注意事项。在课堂小结之后，有效的联系常考题型，安排随堂检测，以及时巩固本节课的知识。

四．教法学法

教法：本节课采用“探究式教学法”“讲授法”“实验法”“讨论法”相结合，立足新课程，突出学生的主体性和教师的主导性。本节课分组实验探究内容多，可利用广泛的网络信息资源，结合多媒体进行教学。增加教学信息容量，利用电脑模拟微观粒子的运动情况，使抽象的内容形象化，提高教学效率。

学法：1 主动学习法：教学矛盾的主要方面是学生的学，学是中心，会是目的，因此，教师要启发、引导、层层深入，调动学生的兴趣和积极性，是学生主动学习。 

           2实验是反映化学学科科学特点，学习化学知识的最有效途径，所以采取实验促学法：通过多媒体演示实验，学生观察分析实验现象，促使学生主动探究实验的奥妙。 

           3归纳、演绎法：通过学生对问题的探究、讨论、实验、归纳，最终掌握电解池的工作原理。 

五．教学目标

知识与技能：理解电解原理，学会书写电极反应式及总反应方程式。

                     初步了解溶液中的微粒放电顺序，培养分析归纳知识的能力。

过程与方法：利用惰性电极电解氯化铜的实验，探究电解原理。

                     通过观察、实验、阅读资料获取信息，运用科学方法对信息进行加工，提高科学探究能力。

情感态度与价值观：

学会在思考分析过程中相互讨论，相互启发，体会到合作交流的重要性。

     通过电解在生产、生活中的应用实例，感受化学学科的应用价值，激发学生勇于创新、积极实践的科学态度。

六．重点难点

重点：电解池的工作原理和形成条件

难点：电解产物的判断及电极反应和电解方程式的书写。

七．教学过程

环节一新课导入展示锌铜氯化铜原电池装置图，引导回忆原电池知识。

[提问]写出右图原电池的电极反应及电池总反应

[学生回答]负极：Zn – 2e- = Zn2+

                  正极： Cu2+ ＋ 2e- = Cu

              电池总反应：Zn + CuCl2 = ZnCl2 + Cu

[过渡设疑]原电池是把化学能转变成电能的装置，如果把两根石墨棒作电极插入CuCl2 溶液中，外接直流电源，这还是原电池装置吗？会发生什么反应呢？

环节二实验探究

［多媒体]播放实验录像，仔细观察实验现象并记录

           学生总结实验现象：

          与电源负极相连的碳棒上逐渐覆盖了一层红色物质。

          与电源正极相连的碳棒上生成有刺激性气味、能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝的气体。

［提问］请大家根据实验现象和氯化铜溶液的组成成分以及原有知识分析推断两极生成物的名称。

［结论］两极产物　阴极——铜           阳极——氯气

[小组讨论]针对实验中的现象讨论以下问题：

           1.通电前，氯化铜溶液里有哪些离子?这些离子的运动情况怎样?

           2.通电时，这些离子的运动情况有什么变化？
           3.当离子定向移动到电极表面时，发生的是什么类型的反应?
           4.电子的流动方向如何?外电路上电流方向怎样?

           5.构成电解池的条件？

［投影］播放多媒体课件，模拟CuCl2溶液中Cu2+和Cl－在通电前后的运动、变化情况。

 ［讲解］CuCl2在水溶液中完全电离生成Cu2+和Cl-，通电前，Cu2+和Cl－在溶液里自由运动；通电后，在电场的作用下，带负电的Cl－移向阳极，并失去电子被氧化成氯原子，进而结合成Cl2放出，带正电的Cu2+移向阴极，并得到电子被还原成铜原子，覆盖在阴极上。

［学生活动］让学生独立书写电解CuCl2溶液的电极反应及化学反应方程式。（可以请1—2名学生到黑板上书写，然后讲评）

 ［副板书］　阴极：　Cu2+＋2e－=Cu　（还原反应）

                 阳极：　2Cl－-2e－=Cl2↑（氧化反应）

                          CuCl2 =Cu＋Cl2↑

［小结］电解质溶液在导电过程中有新物质产生，是化学变化。电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程。

环节三讲解概念

[板书］一 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叫做电解。

          2.电解池

         （1）定义： 把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。

         （2）电解池的构成条件：（1）连接直流电源（2）两个电极；

                                                  （3）电解质；（4）构成闭合回路

［设疑］回顾整套电解池构造，分析总结电解质溶液是如何将电路沟通的呢？电解池中的电子的移动方向是怎样的？

［学生活动］请学生讨论、总结并回答上面提出的问题。

［总结］电源负极 →电解池阴极 →电解液中的阳离子（被还原）　　电解池中阴离子（被氧化）→电解池阳极 →电源正极

［过渡］下面我们再分析电解池的两个电极。

［板书］(3)电解池的两极及产物判断

［讲］电解池的两极是由与之相连的电源电极的极性决定的。

［板书］　阴极：与电源负极相连的电极。（发生还原反应）

                 阳极：与电源正极相连的电极。（发生氧化反应）

［问］从上已知CuCl2溶液中存在的离子有：Cu２＋、Cl－、OH－、H＋，为什么电解时，只有Cu２＋ 和Cl－放电？这要涉及到离子的放电顺序问题。

［板书］离子的放电顺序

［讲］由于各种离子得失电子的能力不同，因此，电解时离子放电难易也不同。

         ①阳离子放电能力与金属活动性顺序有关，越不活泼的金属，其离子氧化性强越易得电子越先放电

         ②阴离子放电能力与其还原性有关，离子的还原性越强越易失电子越先放电。

［板书］阴极（与负极相连）：还原反应

           阳离子放电：Ag+＞Hg2+＞H+＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+＞Na+＞K+

             阳极（与正极相连）：氧化反应

           若惰性电极 阴离子放电：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根

           若活性电极，电极自身失电子

［讲］我们还要注意的是要先看阳极电极材料，是惰性电极还是活性电极，若阳极材料为活性电极(Fe、Cu)等金属，则阳极反应为电极材料失去电子，变成离子进入溶液；若为惰性电极材料，则根据阳离子的放电顺序，依据阳氧阴还的规律来书写电极反应式。

环节四小结练习

［总结］分析电解反应的思路，首先要分清电极，并分析电极材料和电解质溶液中的阴阳离子，确定放电顺序，牢记三个守恒。电极反应必须写离子放电，总反应中弱电解质写化学式，且总反应中一定要注明条件。

[随堂练习]1. 下列有关电解池的说法不正确的是                                        （    ）

A. 电解池是把电能转化为化学能的装置。

B. 电解池中阴离子向阴极移动，阳离子向阳极移动。

C. 电解池中与电源正极相连的一极是阳极，发生氧化反应

D. 电解质溶液的导电过程就是电解质溶液的电解过程

             2. 关于电解NaCl水溶液，下列叙述正确的是                                  （    ）

A. 电解时在阳极得到氯气，在阴极得到金属钠

B. 若在阳极附近的溶液中滴入KI溶液，溶液呈棕色

C. 若在阴极附近的溶液中滴入酚酞溶液，溶液呈无色

D. 电解一段时间后，将全部电解液转移到烧杯中，充分搅拌后溶液呈中性

             3. 以惰性电极电解CuSO4溶液，若阳极上产生的气体的物质的量为0.010 mol，则阴极上析出Cu的质量为     (    )      

 A. 0.64 g           B. 1.28 g         C. 2.56 g             D. 5.12g

             4. 根据金属活动性顺序，Ag不能发生反应：2HCl +2Ag =2AgCl+H2↑。但选择恰当电极材料和电解液进行电解，这个反应就能变为现实。下列四组电极和电解液中，为能实现该反应最恰当的是    (    )

              5.右图为直流电源电解稀Na2SO4 水溶液的装置。通电后在石墨电极a和b附近分别滴加一滴石蕊溶液。下列实验现象中正确的是              （    ）

A．逸出气体的体积，a电极的小于b电极的

B．一电极逸出无味气体，另一电极逸出刺激性气味气体

C．a电极附近呈红色，b电极附近呈蓝色

D．a电极附近呈蓝色，b电极附近呈红色

            6.课题式研究性学习是培养学生创造思维的良好方法，某研究性学习小组将下列装置如图连接，C、D、E、F、X、Y 都是惰性电极。将电源接通后，向乙中滴入酚酞试液，在F极附近显红色。试回答下列问题:

（1）电源A 极的名称是___________。

（2）甲装置中电解反应的总化学方程式：_________________________。

（3）如果收集乙装置中产生的气体，两种气体的体积比是__________。

（4）欲用丙装置给铜镀银，G应该是__________（填“铜”或“银”），电镀液的主要成分是__________（填化学式）。

（5）装置丁中的现象是________________________________________。

环节五 布置作业

［小组讨论］请同学们分组讨论几组有代表性的电解池及其电极反应式的书写

           用惰性电极电解下列溶液 第一组H2SO4      第二组NaOH      第三组Na2SO4

                              第四组CuCl2        第五组HCl         第六组NaCl         第七组CuSO4

 [ 布置作业 ]  下节课提交小组讨论结果，并完成以下电解规律表格

［小结］总结电源，电极，电极反应的关系

本节课我们学习了电解的原理，认识了电解池的功能，下面请同学们在总结本节知识以及回忆前面所学的原电池知识的前提下，填写课前所发放的表格，并注意比较。 

八．板书设计

                                   第三节电解池

一电解原理

1.电解概念                                           3电极及产物判断

2.电解池                                                阴极：与电源负极相连，还原反应

（1）概念                                        阳离子放电顺序：Ag+＞Cu2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Al3+＞Na+＞K+

（2）构成                                              阳极：与电源正极相连，氧化反应

电极 闭合回路 电解质 直流电源      ►惰性电极 阴离子放电顺序：S2-＞I-＞Br-＞Cl-＞OH－＞含氧酸根

                                            ►活性电极 电极自身失电子

九．教学反思

高中化学教学反思是一种在教学实践过程中不断发现、思考、解决问题，对教学行为和教学活动进行批判的、有意识的分析和再认证的过程。在准备人教版选修4的《电解池》教学过程中，发现学生的学习兴趣是有效学习的根本，而模式化学习是学生掌握基础知识和技能的有效形式。新课程标准中明确强调“关注学生的学习兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识和技能”。

         在教学内容的安排上，主要的上课线索是非常明确的。学生活动的主体顺序为：电解池构造条件—电解CuCl2溶液实验—“闭合电路”法理解电解原理—电极反应的书写—知识的检查。一些细节和设计和处理上，及时的反思和课后的研究，应该充分调动学生的学习积极性和主动性，努力创设宽松和谐的氛围，激发学生的求知欲望。

         在新课引入的时候，用原电池引入，以原有知识联系新知识，通过对比温故知新。 电解池原理学习的时候，采用多媒体课件展示，更为形象直观，加深了学生对于电解原理的理解，难点得到很好的突破。再由学生自己归纳知识总结规律，使学生学的主动轻松，记忆牢固，能全面提高教育教学质量。在记忆方法上，指导学生用 “正—阳—氧”的记忆口诀，电解池阳极发生氧化反应，通过这样的简化记忆，学生也会很清楚原电池是正负极而电解池是阴阳极。“闭合回路”思想的指导，图像的引入，学生对于电子的转移和溶液中离子的定向运动也就找到了理论依据。

         化学学科的特点确定了化学教学有别于其他学科，及时有效的反思对于提高教学能力和教学艺术作用重大。通过长期有效的反思，加之简化、优美的教学设计，师生和谐，经过实践、积累、反思、总结，自身能力得到提升。