2019-2020年高中化學(xué)《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能》教學(xué)設(shè)計(jì) 蘇教版必修2.doc

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2019-2020年高中化學(xué)《電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能》教學(xué)設(shè)計(jì) 蘇教版必修2 一、設(shè)計(jì)思想 新課程改革的重要特點(diǎn)之一就是改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，要求學(xué)生學(xué)習(xí)方式由原有的單一的“接受式學(xué)習(xí)”轉(zhuǎn)變?yōu)槎嘣瘜W(xué)習(xí)方式，圍繞具體的問題展開，教師在教學(xué)的整體過程中或是某些教學(xué)環(huán)節(jié)上有意識(shí)地創(chuàng)設(shè)良好的問題情境，有助于學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，使學(xué)生產(chǎn)生想解決這種疑惑的求知欲，因此，以問題驅(qū)動(dòng)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的有效教學(xué)手段。 通過實(shí)驗(yàn)探究、問題討論、分析比較等形式，并結(jié)合多媒體技術(shù)，讓學(xué)生生成新知識(shí)，從而培養(yǎng)學(xué)生持續(xù)探究的學(xué)習(xí)及發(fā)現(xiàn)并解決問題的習(xí)慣。本課從學(xué)生已有的相關(guān)知識(shí)出發(fā)，緊緊圍繞電解飽和食鹽水與電解氯化銅溶液設(shè)計(jì)問題，從電解NaCl溶液——氯化銅溶液——NaCl和CuCl2混合液——調(diào)換電解飽和食鹽水的Fe、C電極，問題層層遞進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)電解原理。由于理論的學(xué)習(xí)較為抽象，適時(shí)結(jié)合實(shí)驗(yàn)及多媒體動(dòng)畫加以輔助教學(xué)，有助于學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)。 二、教材及學(xué)情分析 電化學(xué)知識(shí)是中學(xué)化學(xué)重要基本理論之一，既涉及理論知識(shí)，又與元素化合物知識(shí)密切相關(guān)。電解原理的學(xué)習(xí)，是在學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)和掌握了氧化還原反應(yīng)、金屬的性質(zhì)、電解質(zhì)溶液、離子反應(yīng)、原電池原理等知識(shí)的基礎(chǔ)上安排的，是電化學(xué)知識(shí)的深化和發(fā)展，具有一定的科學(xué)性。它可使學(xué)生在接受新知識(shí)中有舊知識(shí)作基礎(chǔ)，緩解學(xué)習(xí)困難，體現(xiàn)知識(shí)梯度的合理性。 學(xué)生已經(jīng)知道一些重要的電解反應(yīng)，如電解H2O、NaCl溶液等，但對(duì)電解反應(yīng)還只有宏觀、感性的認(rèn)識(shí)，本節(jié)課將引導(dǎo)學(xué)生從微觀層面進(jìn)一步認(rèn)識(shí)電解反應(yīng)，為選修4《電解的工作原理》的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，具有承上啟下的作用。高一學(xué)生有一定觀察、分析、綜合、比較、分類、歸納和演繹的思維能力，但上述思維能力、研究方法和理論基礎(chǔ)不夠完備。 三、教學(xué)目標(biāo) [知識(shí)與技能] 1.通過實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識(shí)電能可以轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，初步認(rèn)識(shí)電解池的原理，并能書寫電極反應(yīng)式。 2.了解電解和電鍍的重要性及其應(yīng)用，。 [過程與方法] 1.運(yùn)用實(shí)驗(yàn)探究、多媒體動(dòng)畫等方法，學(xué)習(xí)電解原理。 2.能通過觀察、實(shí)驗(yàn)等手段知道構(gòu)成電解池的構(gòu)成條件，并運(yùn)用比較、分類、歸納、概括等方法得出電解的規(guī)律，知道原電池和電解池的異同點(diǎn)。 [情感態(tài)度與價(jià)值觀] 通過化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化，滲透由現(xiàn)象看本質(zhì)、由個(gè)別到一般、由一般到特殊的辯證唯物主義觀點(diǎn)。 四、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 1.初步了解電解的概念、原理、組成及應(yīng)用。 2.電極反應(yīng)式的書寫 六、教學(xué)基本流程 利用層層遞進(jìn)的問題鏈構(gòu)建學(xué)科體系： 【教學(xué)片斷一 構(gòu)成電解池的條件】 設(shè)問：通過我們前面的學(xué)習(xí)，知道了化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化成電能，那么電能能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能嗎？必修一中學(xué)過的電解飽和食鹽水就能實(shí)現(xiàn)這種變化。今天我們要深入解析電能如何轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。 板書：一、電解原理 1、定義：在直流電作用下，在兩極分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程 問題：請(qǐng)你模仿電解飽和食鹽水的裝置設(shè)計(jì)一個(gè)裝置電解氯化銅溶液。 板書： 2、裝置： 教師：由于鐵與氯化銅溶液會(huì)發(fā)生反應(yīng)，用石墨代替鐵棒 演示實(shí)驗(yàn)：電解氯化銅溶液 （陽極：產(chǎn)生氯氣 陰極：析出紅色固體Cu） 教師：通過電解，產(chǎn)生了新物質(zhì)。從能量變化的角度來看，這里實(shí)現(xiàn)了怎樣的變化？ 學(xué)生：電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 投影：電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置 問題探究1：構(gòu)成電解池的基本條件有哪些？ 學(xué)生：外接直流電源、陰陽兩極、電解質(zhì)溶液、形成閉合回路 追問：它和原電池最大的不同點(diǎn)是什么？ 學(xué)生：有外接直流電源、電極的名稱不同 設(shè)計(jì)意圖：通過電解氯化銅溶液和NaCl溶液的電解裝置，得出構(gòu)成電解池的條件，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察為理論的提升做準(zhǔn)備。 【教學(xué)片斷二 電解原理的探究】 問題探究2：為什么銅在陰極產(chǎn)生，氯氣在陽極產(chǎn)生？而不是相反？ 點(diǎn)撥：1、氯化銅溶液中含有哪些微粒？（Cu2+、H+、Cl-、OH-） 2、在直流電的作用下，離子會(huì)定向遷移，分別向哪極移動(dòng)？（電源負(fù)極電子流出到陰極，陽離子向陰極遷移，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)；陰離子向陽極移動(dòng)，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)） 板書：3、電極反應(yīng)：陽極-----失去電子------氧化反應(yīng) 陰極-----得到電子-----還原反應(yīng) 練習(xí)：寫出電解CuCl2溶液的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式 陽極: 2Cl-- 2e- = Cl 2↑ 陰極: Cu2++ 2e- = Cu CuCl2 Cu + Cl2↑ 設(shè)計(jì)意圖：透過現(xiàn)象看本質(zhì)，感受現(xiàn)象升華成理論的過程，反饋學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度。 問題探究3：試分析電解NaCl溶液的陰陽極反應(yīng)？ 學(xué)生：H+向陰極遷移，在陰極得到電子析出H2；Cl-向陽極遷移，在陽極失去電子產(chǎn)生Cl2。 練習(xí)：寫出電解NaCl溶液的電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式 陽極: 2Cl-- 2e- = Cl 2↑ 陰極: 2H++ 2e- =H2↑ 總反應(yīng)式：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+ Cl2 ↑ 教師：電解飽和食鹽水是氯堿工業(yè)的基礎(chǔ)，這是電解原理的一個(gè)重要應(yīng)用 板書：二、應(yīng)用：1、氯堿工業(yè) 設(shè)計(jì)意圖：電解飽和食鹽水是高中階段學(xué)習(xí)過的第一個(gè)重要的電解反應(yīng)，必修一中只要求學(xué)生識(shí)記陰陽極產(chǎn)物，通過前面電解CuCl2溶液原理的分析，學(xué)生能夠分析出兩極的電極反應(yīng)，進(jìn)一步加深對(duì)電解原理的理解。 問題探究4：電解NaCl+CuCl2混合液，陰陽極產(chǎn)物分別是什么？ 學(xué)生1：陽極產(chǎn)生氯氣，陰極析出銅。 追問：為什么你判斷陰極析出銅，不產(chǎn)生氫氣？ 學(xué)生1：電解氯化銅溶液時(shí)，溶液中也有氫離子，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果是析出銅，沒有產(chǎn)生氫氣。 點(diǎn)評(píng)：很好，這位同學(xué)用了“類比”的方法判斷陰極析出銅，而不是氫氣 追問：本質(zhì)是什么？ 學(xué)生1： Cu2+比H+更容易得電子。得電子體現(xiàn)什么性？（氧化性） 投影：氧化性：Cu2+>H+ 學(xué)生2：我覺得陰極先析出銅，后析出氫氣。因?yàn)榛旌弦旱臐舛葲]說，當(dāng)銅離子完全析出后，氫離子就會(huì)得到電子，產(chǎn)生氫氣。 點(diǎn)評(píng)：說的有道理，這位同學(xué)的思維很嚴(yán)密！ 問題探究5：電解NaCl溶液有可能析出金屬Na嗎？如何制備得到金屬Na？ 學(xué)生：不可能，因?yàn)镹a+的氧化性比氫離子小 投影：氧化性：Cu2+>H+>Na+ 學(xué)生：無水環(huán)境，電解熔融NaCl制備Na。 教師：構(gòu)成電解池的電解液不一定是電解質(zhì)溶液，也可以是熔融電解質(zhì) 練習(xí)：請(qǐng)寫出電解熔融NaCl的電極反應(yīng)及總反應(yīng)式 陽極: 2Cl-- 2e- = Cl2↑ 陰極: 2Na++ 2e- = 2Na 2NaCl Na + Cl2↑ 教師：利用電解的原理可以冶煉Na、Mg、Al等活潑金屬。 板書：2、冶煉活潑金屬 教師：溶液中陰離子有氯離子和氫氧根離子，為什么陽極是氯離子放電？ 投影：還原性：Cl->OH– Flash動(dòng)畫：感受電解的過程。 （溶液中Cl-、OH-、Cu2+、H+自由移動(dòng)，接通電源，陽離子往陰極移動(dòng)，銅離子在競(jìng)爭(zhēng)中獲勝，得到了從電源負(fù)極流出的電子；陰離子往陽極移動(dòng)，氯離子在與氫氧根離子的競(jìng)爭(zhēng)中獲勝，失去電子，產(chǎn)生氯氣） 設(shè)計(jì)意圖：通過對(duì)NaCl與CuCl2混合溶液分析，將已學(xué)知識(shí)與新知識(shí)進(jìn)行聯(lián)系、對(duì)比，引發(fā)學(xué)生思考，問題層層遞進(jìn)，從現(xiàn)象到本質(zhì)，鞏固對(duì)電解原理的認(rèn)識(shí)，通過Flash動(dòng)畫的呈現(xiàn)，更形象地呈現(xiàn)電解反應(yīng)的過程，有助于學(xué)生對(duì)電解原理的理解。 問題探究6：鐵棒與碳棒互換會(huì)影響氯堿工業(yè)的生產(chǎn)嗎？ 學(xué)生：會(huì)影響，（從陰陽極反應(yīng)類型的角度去看）鐵作陽極會(huì)失去電子。 投影：還原性：金屬（Pt、Au除外）>Cl->OH – 設(shè)計(jì)意圖：以氯堿工業(yè)為載體，探究電極對(duì)電極反應(yīng)的影響，為電鍍的學(xué)習(xí)作鋪墊。 【教學(xué)片斷三 電解原理的應(yīng)用】 問題探究7：根據(jù)電解原理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，使鐵的質(zhì)量不減少，又在鐵表面析出銅 學(xué)生1：銅為陽極、鐵作陰極、氯化銅溶液為電解質(zhì)溶液 學(xué)生2：石墨為陽極、鐵作陰極、氯化銅溶液為電解質(zhì)溶液 教師：哪種方法更好，為什么？ 學(xué)生：第一種。第二種方法中，銅離子濃度不斷下降（鍍層速度改變，鍍的不牢固）。 投影：電鍍：以鍍層金屬為陽極、鍍件為陰極、含鍍層金屬離子的鹽溶液為電解質(zhì)溶液 師：生活中，我們常常用到白鐵皮（鍍鋅鐵皮）它有不易生銹和耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)?？捎糜谥谱魑菝?、卷管和各種容器。 問題：鐵不能置換出鋅，有什么方法在鐵表面鍍上鋅？（電解的原理） 實(shí)驗(yàn)展示：鐵片上鍍鋅 板書：3、電鍍 閱讀：P45 拓展視野 銅的電解精煉 學(xué)生：粗銅為陽極 純銅為陰極 硫酸銅溶液為電解質(zhì)溶液 板書：4、電解精煉銅 設(shè)計(jì)意圖：鞏固所學(xué)知識(shí)，學(xué)以致用。通過電鍍實(shí)驗(yàn)的展示，讓學(xué)生感受到化學(xué)的實(shí)用價(jià)值，提高學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。 化學(xué)史話：戴維是化學(xué)史上發(fā)現(xiàn)新元素最多的人，你知道他用的什么方法嗎？（電解）。1799年伏打發(fā)明了世界上最早的電池——伏打電池，一年后戴維采用伏打電池電解水獲得成功，經(jīng)過不斷探究，他通過電解的方法制得了Na 鎂 鈣 硼 硅等八種元素,開啟了人類發(fā)現(xiàn)元素的新時(shí)代。 設(shè)計(jì)意圖：通過化學(xué)史的教育，感受電解的學(xué)科價(jià)值及社會(huì)價(jià)值。 投影：電解池與原電池的比較 電解池 原電池 判斷依據(jù) 能量轉(zhuǎn)換 電極 離子的遷移方向 發(fā)生氧化反應(yīng)的電極 發(fā)生還原反應(yīng)的電極 相同點(diǎn)(從原理分析） 課堂練習(xí)： 1. 下列裝置中屬于原電池的是 （ ）屬于電解池的是 （ ） 2．下列有關(guān)電解的說法正確的是（　D ） ① 電解是把電能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能 ② 電解是把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能 ③ 電解質(zhì)溶液導(dǎo)電是化學(xué)變化，金屬導(dǎo)電是物理變化 ④ 不能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，通過電解的原理可以實(shí)現(xiàn) ⑤ 任何溶液被電解時(shí)，必將導(dǎo)致氧化還原反應(yīng)的發(fā)生 A．①②③④ B．②③⑤ C．③④ D．①③④⑤ 七、板書設(shè)計(jì)： 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 一、 電解原理 1、定義：在直流電作用下，在兩極分別發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程 2、裝置： 3、電極反應(yīng)：陽極-----失去電子------氧化反應(yīng) 陰極-----得到電子-----還原反應(yīng) 二、應(yīng)用 1、氯堿工業(yè) 2、冶煉活潑金屬 3、電鍍 4、電解精煉銅 副板書：1、電解CuCl2溶液：陽極: 2Cl-- 2e- = Cl 2↑ 陰極: Cu2++ 2e- = Cu 總反應(yīng)：CuCl2 Cu + Cl2↑ 2、電解NaCl溶液： 陽極: 2Cl-- 2e- = Cl 2↑ 陰極: 2H++ 2e- =H2↑ 總反應(yīng)：2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+ Cl2 ↑ 3、電解熔融NaCl： 陽極: 2Cl- - 2e- = Cl 2↑ 陰極: 2Na++ 2e- = 2Na 總反應(yīng)：2NaCl Na + Cl2 ↑