4.2電解池（第1課時）（教學設(shè)計）高二化學同步高效課堂（人教版2019選擇性必修1）主備人備課成員設(shè)計思路本節(jié)課以“電解池”為主題，結(jié)合高二化學選擇性必修1人教版教材，通過實驗演示和理論講解相結(jié)合的方式，引導學生理解電解池的工作原理和基本應(yīng)用。課程設(shè)計注重理論與實踐相結(jié)合，旨在提高學生的實驗操作能力和化學思維能力。核心素養(yǎng)目標1.培養(yǎng)學生的科學探究能力，通過實驗操作，探究電解池的工作原理。

2.提升學生的化學實驗技能，學會使用電解池進行物質(zhì)制備。

3.增強學生的科學思維，理解電解池在化學工業(yè)中的應(yīng)用和意義。

4.培養(yǎng)學生的社會責任感，認識化學在現(xiàn)代社會中的重要作用。教學難點與重點1.教學重點：

-明確電解池的工作原理：講解電解質(zhì)溶液在直流電作用下，正負離子分別在電極上發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程，理解電極反應(yīng)和溶液中離子濃度的變化。

-理解電解池的電極反應(yīng)方程式：通過具體實例，學習如何書寫電解池中的電極反應(yīng)方程式，并理解其書寫規(guī)則。

2.教學難點：

-電極反應(yīng)的判斷：難點在于如何判斷電極上發(fā)生的反應(yīng)是氧化反應(yīng)還是還原反應(yīng)，以及如何確定反應(yīng)物和生成物。

-電解池的選擇和應(yīng)用：理解不同電解池在實際應(yīng)用中的選擇依據(jù)，例如電解制備金屬、電解精煉等，難點在于如何根據(jù)實際需求選擇合適的電解池和電解條件。

-電解池的電流效率：難點在于計算電解池的電流效率，涉及電子轉(zhuǎn)移數(shù)、法拉第常數(shù)等概念，需要學生能夠理解和應(yīng)用相關(guān)公式進行計算。學具準備Xxx課型新授課教法學法講授法課時第一課時師生互動設(shè)計二次備課教學資源準備1.教材：人教版2019選擇性必修1《化學》教材，確保每位學生人手一冊。

2.輔助材料：準備電解池工作原理的動畫演示視頻、電解池實驗操作步驟圖解、相關(guān)化學工業(yè)應(yīng)用的圖片和圖表。

3.實驗器材：電解槽、直流電源、電極、電解質(zhì)溶液、燒杯、玻璃棒等實驗器材，確保安全無損壞。

4.教室布置：設(shè)置實驗操作臺，劃分小組討論區(qū)，確保學生能夠自由交流和學習。教學實施過程1.課前自主探索

教師活動：

發(fā)布預(yù)習任務(wù)：通過在線平臺發(fā)布PPT和視頻，要求學生預(yù)習電解池的基本概念和電解反應(yīng)類型。

設(shè)計預(yù)習問題：提出“電解池中陽極和陰極上分別發(fā)生什么反應(yīng)？”等問題，引導學生思考電解過程。

監(jiān)控預(yù)習進度：通過在線平臺監(jiān)控學生提交預(yù)習筆記和問題的時間，確保預(yù)習效果。

學生活動：

自主閱讀預(yù)習資料：學生閱讀教材和預(yù)習資料，了解電解池的基本原理。

思考預(yù)習問題：學生針對預(yù)習問題進行思考，記錄自己的理解。

提交預(yù)習成果：學生將預(yù)習筆記和問題提交至在線平臺。

教學方法/手段/資源：

自主學習法：通過預(yù)習任務(wù)，培養(yǎng)學生的自主學習能力。

信息技術(shù)手段：利用在線平臺實現(xiàn)預(yù)習資源的共享和監(jiān)控。

2.課中強化技能

教師活動：

導入新課：通過展示電解池在實際工業(yè)中的應(yīng)用案例，激發(fā)學生興趣。

講解知識點：講解電解池的工作原理，包括電極反應(yīng)、離子遷移等。

組織課堂活動：進行電解池實驗演示，讓學生觀察并記錄實驗現(xiàn)象。

解答疑問：針對學生在實驗中遇到的問題進行解答。

學生活動：

聽講并思考：學生認真聽講，思考電解池的工作機制。

參與課堂活動：學生積極參與實驗，觀察電極反應(yīng)。

提問與討論：學生提出實驗中的疑問，并與同學討論。

教學方法/手段/資源：

講授法：通過講解，幫助學生理解電解池的工作原理。

實驗活動法：通過實驗，讓學生直觀感受電解過程。

合作學習法：通過小組討論，培養(yǎng)學生的合作意識和溝通能力。

3.課后拓展應(yīng)用

教師活動：

布置作業(yè)：布置設(shè)計電解池的作業(yè)，要求學生根據(jù)所學知識設(shè)計一個簡單的電解池。

提供拓展資源：推薦相關(guān)書籍和在線資源，供學生進一步學習。

反饋作業(yè)情況：批改作業(yè)，給予學生反饋。

學生活動：

完成作業(yè)：學生根據(jù)所學知識完成設(shè)計作業(yè)。

拓展學習：學生利用拓展資源進行深入學習。

反思總結(jié)：學生反思自己的學習過程，總結(jié)經(jīng)驗。知識點梳理1.電解池的基本概念

-電解池：利用外加直流電源，使電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中的離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)的裝置。

-電解質(zhì)：在水溶液或熔融狀態(tài)下能導電的化合物。

-陽極：與直流電源的正極相連的電極，發(fā)生氧化反應(yīng)。

-陰極：與直流電源的負極相連的電極，發(fā)生還原反應(yīng)。

2.電解池的工作原理

-電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中的離子在直流電作用下，分別向陰極和陽極移動。

-陰極上，陽離子得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)；陽極上，陰離子失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。

-電解池中發(fā)生的氧化還原反應(yīng)遵循電子守恒和電荷守恒定律。

3.電解池的電極反應(yīng)

-陰極反應(yīng)：陽離子在陰極得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。例如，Cu2++2e-→Cu。

-陽極反應(yīng)：陰離子在陽極失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。例如，2Cl--2e-→Cl2↑。

4.電解池的電流效率

-電流效率：電解過程中實際轉(zhuǎn)移的電子數(shù)與理論轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比。

-電流效率=實際轉(zhuǎn)移的電子數(shù)/理論轉(zhuǎn)移的電子數(shù)。

5.電解池的應(yīng)用

-電解制備金屬：利用電解池從其鹽溶液中提取金屬，如電解銅、鋁等。

-電解精煉：利用電解池對金屬進行精煉，提高金屬的純度，如電解精煉銅。

-電解水：利用電解池將水分解為氫氣和氧氣，為氫能源的開發(fā)提供技術(shù)支持。

6.電解池的選擇和應(yīng)用

-根據(jù)電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)的性質(zhì)選擇合適的電解池。

-根據(jù)電解目的選擇合適的電解條件，如電解電壓、電流、電解時間等。

-考慮電解池的電極材料、電解槽結(jié)構(gòu)等因素，確保電解過程順利進行。

7.電解池的實驗操作

-準備實驗器材：電解槽、直流電源、電極、電解質(zhì)溶液、燒杯、玻璃棒等。

-連接電路：將直流電源的正極與電解池的陽極相連，負極與電解池的陰極相連。

-加入電解質(zhì)溶液：將適量的電解質(zhì)溶液加入電解池中。

-開啟電源：接通直流電源，開始電解過程。

-觀察實驗現(xiàn)象：觀察電極反應(yīng)、溶液顏色變化、氣體產(chǎn)生等現(xiàn)象。

-記錄實驗數(shù)據(jù)：記錄電解過程中的電流、電壓、電解時間等數(shù)據(jù)。

8.電解池的注意事項

-選擇合適的電解質(zhì)溶液：根據(jù)電解目的選擇合適的電解質(zhì)溶液。

-控制電解條件：根據(jù)電解目的和電解質(zhì)溶液的性質(zhì)，控制電解電壓、電流、電解時間等條件。

-注意安全操作：在實驗過程中，注意安全操作，防止觸電、燙傷等事故發(fā)生。

9.電解池的優(yōu)缺點

-優(yōu)點：電解制備金屬、電解精煉等應(yīng)用廣泛，具有高效、環(huán)保等優(yōu)點。

-缺點：電解過程能耗較高，對電解質(zhì)溶液和電極材料要求較高。課堂小結(jié)，當堂檢測課堂小結(jié)：

本節(jié)課我們學習了電解池的基本概念、工作原理、電極反應(yīng)、電流效率、應(yīng)用、選擇和應(yīng)用、實驗操作以及注意事項等內(nèi)容。以下是本節(jié)課的關(guān)鍵點：

1.電解池是利用外加直流電源，使電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中的離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)的裝置。

2.電解池由陽極和陰極組成，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。

3.電解池的電極反應(yīng)遵循電子守恒和電荷守恒定律。

4.電解池的電流效率是實際轉(zhuǎn)移的電子數(shù)與理論轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比。

5.電解池廣泛應(yīng)用于金屬的制備、電解精煉、電解水等領(lǐng)域。

6.選擇電解池時，需要考慮電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)的性質(zhì)、電解目的、電極材料等因素。

7.電解池的實驗操作包括準備實驗器材、連接電路、加入電解質(zhì)溶液、開啟電源、觀察實驗現(xiàn)象和記錄實驗數(shù)據(jù)。

8.電解池的注意事項包括選擇合適的電解質(zhì)溶液、控制電解條件、注意安全操作等。

當堂檢測：

為了檢驗學生對本節(jié)課知識點的掌握程度，以下提供幾道檢測題：

1.下列哪個不是電解池的組成部分？（）

A.陽極B.陰極C.電解質(zhì)溶液D.燃料

2.在電解過程中，下列哪種反應(yīng)發(fā)生在陰極？（）

A.氧化反應(yīng)B.還原反應(yīng)C.水解反應(yīng)D.酸堿反應(yīng)

3.電解池的電流效率是指什么？（）

A.實際轉(zhuǎn)移的電子數(shù)與理論轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比

B.電解過程中消耗的電能與實際得到的電能之比

C.電解過程中電流強度與電壓之比

D.電解過程中電流強度與時間之比

4.下列哪種物質(zhì)不能作為電解質(zhì)溶液？（）

A.硫酸B.氯化鈉C.氫氧化鈉D.酒精

5.在電解精煉過程中，下列哪個因素會影響電解池的選擇？（）

A.電解質(zhì)溶液的導電性B.電極材料的耐腐蝕性

C.電解過程中的溫度D.電解時間

學生需認真作答上述題目，教師可根據(jù)學生的答題情況，進行針對性的講解和輔導。通過課堂小結(jié)和當堂檢測，幫助學生鞏固所學知識，提高學生的化學實驗技能和科學思維能力。重點題型整理1.題型：電解池的電極反應(yīng)方程式的書寫

題目：某電解池中，陽極為惰性電極，陰極上沉積有銅。已知電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液。請寫出該電解池的陽極和陰極反應(yīng)方程式。

答案：陽極反應(yīng)：2H2O-4e-→O2↑+4H+；陰極反應(yīng)：Cu2++2e-→Cu。

2.題型：電解池的電流效率計算

題目：在電解過程中，陽極上產(chǎn)生1摩爾氧氣，陰極上沉積有2摩爾銅。已知電解過程中通過電解池的電流為2安培，電解時間為3600秒。請計算該電解池的電流效率。

答案：電流效率=實際轉(zhuǎn)移的電子數(shù)/理論轉(zhuǎn)移的電子數(shù)=2摩爾/(1摩爾氧氣×4)=0.5。

3.題型：電解池在實際應(yīng)用中的選擇

題目：某工廠需要電解制備銅，現(xiàn)有兩種電解質(zhì)溶液可供選擇：硫酸銅溶液和氯化銅溶液。請分析并說明應(yīng)選擇哪種電解質(zhì)溶液，并說明原因。

答案：應(yīng)選擇硫酸銅溶液。因為硫酸銅溶液中的銅離子濃度較高，有利于提高電解效率。

4.題型：電解池實驗操作步驟

題目：請列出電解制備金屬銅的實驗操作步驟。

答案：1.準備實驗器材：電解槽、直流電源、電極、硫酸銅溶液、燒杯等。

2.連接電路：將直流電源的正極與電解池的陽極相連，負極與電解池的陰極相連。

3.加入電解質(zhì)溶液：將適量的硫酸銅溶液加入電解池中。

4.開啟電源：接通直流電源，開始電解過程。

5.觀察實驗現(xiàn)象：觀察電極反應(yīng)、溶液顏色變化、氣體產(chǎn)生等現(xiàn)象。

6.記錄實驗數(shù)據(jù)：記錄電解過程中的電流、電壓、電解時間等數(shù)據(jù)。

5.題型：電解池的優(yōu)缺點分析

題目：請分析電解池在實際應(yīng)用中的優(yōu)缺點。

答案：優(yōu)點：電解制備金屬、電解精煉等應(yīng)用廣泛，具有高效、環(huán)保等優(yōu)點。

缺點：電解過程能耗較高，對電解質(zhì)溶液和電極材料要求較高，存在一定的安全隱患。板書設(shè)計①電解池

-定義：利用直流電使電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)中的離子發(fā)生氧化還原反應(yīng)的裝置。

-組成：陽極、陰極、電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)。

②電解池工作原理

-離子遷移：陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動。

-電極反應(yīng)：陰極發(fā)生還原反應(yīng)，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)。

-電子守恒：電解過程中電子轉(zhuǎn)移數(shù)相等。

③電極反應(yīng)方程式

-陰極反應(yīng)：陽離子+電子→簡化后的金屬或非金屬。

-陽極反應(yīng)：陰離子-電子→氧化產(chǎn)物或氣體。

④電解池的電流效率

-定義：實際轉(zhuǎn)移的電子數(shù)與理論轉(zhuǎn)移的電子數(shù)之比。

-計算公式：電流效率=實際轉(zhuǎn)移的電子數(shù)/理論轉(zhuǎn)移的電子數(shù)。

⑤電解池的應(yīng)用

-電解制備金屬：如銅、鋁等。

-電解精煉：提高金屬純度。

-電解水：制備氫氣和氧氣。

⑥電解池的選擇和應(yīng)用

-電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)的性質(zhì)。

-電解目的。

-電極材料。

-電解條件：電壓、電流、電解時間。教學反思十、教學反思

今天這節(jié)課，我們學習了電解池的相關(guān)知識。回顧一下，我覺得有幾個方面讓我印象深刻，也有一些地方需要改進。

首先，我覺得今天課堂上的互動挺不錯的。學生們對于電解池的工作原理和電極反應(yīng)都很感興趣，他們在討論和提問中展現(xiàn)出了對化學知識的渴望。我觀察到，當學生們能夠通過實驗現(xiàn)象理解理論時，他們的學習積極性明顯提高了。比如，在講解電解銅的過程中，我讓學生們觀察銅離子在陰極上沉積的現(xiàn)象，他們都很興奮，能夠直觀地感受到化學變化的魅力。

但是，我也發(fā)現(xiàn)了一些問題。比如，在講解電極反應(yīng)方程式的書寫時，有些學生還是有些吃力。他們對于電子轉(zhuǎn)移的概念理解不夠深入，導致在書寫反應(yīng)方程式時出現(xiàn)了錯誤。這讓我意識到，我在講解理論時可能需要更加細致，特別是對于一些關(guān)鍵的概念，需要反復(fù)強調(diào)和舉例說明。

其次，我覺得課堂時間的分配還可以更加合理。在講解電解池的應(yīng)用時，我花了較多時間，導致后續(xù)的電流效率計算部分有些倉促。學生們對于這個部分的理解并不夠深入，這可能是因為我們沒有足夠的時間來進行詳細的討論和實踐。今后，我需要在教學設(shè)計中更加注重時間管理，確保