4.1.2電解原理教學(xué)設(shè)計一、教材分析1.知識銜接性教材以“原電池是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，那么電能能否轉(zhuǎn)化為化學(xué)能？”的問題鏈導(dǎo)入，銜接學(xué)生已學(xué)的原電池知識，形成“化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化”的完整知識體系。然后通過電解氯化銅溶液的實驗案例，從宏觀現(xiàn)象切入，逐步推導(dǎo)微觀層面的電子轉(zhuǎn)移、離子移動規(guī)律，符合“宏觀—微觀—符號”的化學(xué)學(xué)科認(rèn)知邏輯。2.內(nèi)容層次性教材內(nèi)容分為三個遞進(jìn)層次：基礎(chǔ)層：電解池的構(gòu)成條件（直流電源、電極、電解質(zhì)溶液/熔融電解質(zhì)、閉合回路），陰、陽極的判斷方法。核心層：電解氯化銅溶液的電極反應(yīng)、總反應(yīng)，以及離子放電的規(guī)律（針對Cu2?、Cl、H?、OH?的放電順序分析）。拓展層：通過對比電解熔融氯化鈉與電解氯化鈉溶液的差異，引導(dǎo)學(xué)生理解電解質(zhì)狀態(tài)對電解產(chǎn)物的影響，為工業(yè)應(yīng)用埋下伏筆。二、學(xué)情分析核心素養(yǎng)目標(biāo)：1.宏觀辨識與微觀探析：能描述電解氯化銅溶液的宏觀現(xiàn)象，理解微觀層面離子的移動和電子的轉(zhuǎn)移過程。2.科學(xué)探究與創(chuàng)新意識：通過實驗探究電解原理，培養(yǎng)觀察、分析和歸納實驗現(xiàn)象的能力。3.證據(jù)推理與模型認(rèn)知：構(gòu)建電解池的工作模型，能運用模型解釋簡單的電解問題。三、教學(xué)重難點1.重點：電解池的構(gòu)成條件；電解氯化銅溶液的工作原理；陰、陽極的判斷及離子放電順序。2.難點：微觀層面理解電子轉(zhuǎn)移、離子移動與宏觀電解現(xiàn)象的關(guān)聯(lián)。四、教學(xué)準(zhǔn)備1.實驗器材：U型管、石墨電極、直流電源、導(dǎo)線、開關(guān)、氯化銅溶液、淀粉KI試紙、鑷子。2.多媒體素材：1:1比例的氯化銅溶液電解動態(tài)演示視頻（10s，展現(xiàn)陰極析出紅色銅、陽極產(chǎn)生氣體的現(xiàn)象）；3.PPT、AI演示電解池工作原理微觀動畫。五、教學(xué)過程（一）導(dǎo)入新課1.回顧提問：同學(xué)們，我們之前學(xué)過原電池，它的本質(zhì)是將什么能轉(zhuǎn)化為什么能？（學(xué)生回答：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能）2.反向設(shè)問：那如果我們反過來，給電解質(zhì)溶液通電能發(fā)生什么變化呢？今天我們就通過實驗來探究這個問題——電解原理。3.播放氯化銅溶液電解的動態(tài)演示視頻，引導(dǎo)學(xué)生觀察：兩個電極上分別出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？激發(fā)學(xué)生探究興趣。（二）實驗探究：電解氯化銅溶液1.實驗裝置搭建教師演示：在U型管中加入飽和氯化銅溶液，插入兩根石墨電極，分別連接直流電源的正、負(fù)極，閉合開關(guān)。2.學(xué)生觀察記錄引導(dǎo)學(xué)生從宏觀角度觀察并記錄現(xiàn)象：陰極（與電源負(fù)極相連）：電極表面逐漸覆蓋一層紅色光亮的物質(zhì)。陽極（與電源正極相連）：有黃綠色氣體產(chǎn)生，用濕潤的淀粉KI試紙檢驗，試紙變藍(lán)。3.現(xiàn)象分析提問：紅色物質(zhì)是什么？黃綠色氣體是什么？（學(xué)生結(jié)合元素守恒推測：紅色物質(zhì)為Cu，黃綠色氣體為Cl?）（三）深入講解：電解原理1.電解池的構(gòu)成結(jié)合實驗裝置總結(jié)電解池的構(gòu)成三要素：直流電源；兩個電極（陽極：接電源正極；陰極：接電源負(fù)極）；電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)），形成閉合回路。2.微觀過程分析播放電解池工作原理微觀動畫，講解氯化銅溶液電解時的微觀變化：通電前：CuCl?=Cu2?+2Cl?，溶液中存在Cu2?、Cl?、H?、OH?（水電離）。通電后：電子從電源負(fù)極流出→陰極，Cu2?在陰極得電子：Cu2?+2e?=Cu；Cl?在陽極失電子：2Cl?2e?=Cl?↑；H?和OH?不參與放電。離子移動方向：陽離子（Cu2?、H?）向陰極移動，陰離子（Cl?、OH?）向陽極移動。3.核心概念界定電解：使電流通過電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。電解池：將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。（四）電解規(guī)律1.放電規(guī)律(1)陽極為惰性電極(如碳棒、Pt、稀土金屬材料等)時，離子的放電順序：①陽極：溶液中陰離子放電，常見陰離子的放電順序：S2－>I－>Br－＞Cl－＞OH－＞含氧酸根離子。②陰極：溶液中陽離子放電，常見陽離子的放電順序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>……(2)陽極為活性電極(如Fe、Cu、Ag等)時，電極本身先放電，電極反應(yīng)式為M－ne－===Mn＋。2.用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律(1)電解水型(2)電解電解質(zhì)型(3)電解質(zhì)和水都發(fā)生電解型電解池中電極產(chǎn)物的判斷和電極反應(yīng)式的書寫方法點撥一判：判斷電解池的陰陽極，與直流電源負(fù)極相連的為：陰極，與直流電源正極相連的為陽極二看：看清電解池的陽極材料是惰性電極還是活性電極（除Au、Pt外的金屬為活性電極）三寫：陽極：活性電極：電極材料失電子，生成相應(yīng)的金屬陽離子惰性電極：陰離子失電子，生成相應(yīng)的單質(zhì)或﹣高價化合物（陰離子放電順序：S2>I>Br>:CI>OH＞含氧酸根離子＞F"陰極：陽離子得電子：生成相應(yīng)的單質(zhì)或低價化合物：［陽離子放電順序：Ag+>Fe3+>Cu2+>H+（酸）>:Fe2+>Zn2+>H+（水）>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+]經(jīng)典真題明考向1.[2020·全國卷Ⅱ]電致變色器件可智能調(diào)控太陽光透過率,從而實現(xiàn)節(jié)能。圖是某電致變色器件的示意圖。當(dāng)通電時,Ag+注入到無色WO3薄膜中,生成AgxWO3,器件呈現(xiàn)藍(lán)色,對于該變化過程,下列敘述錯誤的是()A.Ag為陽極B.Ag+由銀電極向變色層遷移C.W元素的化合價升高D.總反應(yīng)為WO3+xAg=AgxWO3答案：C2.[2024年廣西卷]某新型鈉離子二次電池(如圖)用溶解了NaPF6的二甲氧基乙烷作電解質(zhì)溶液。放電時嵌入PbSe中的Na變成Na+后脫嵌。下列說法錯誤的是A.外電路通過1mol電子時，理論上兩電極質(zhì)量變化的差值為23gB.充電時，陽極電極反應(yīng)為：C.放電一段時間后，電解質(zhì)溶液中的Na+濃度基本保持不變D.電解質(zhì)溶液不能用NaPF6的水溶液替換答案：A（四）課堂小結(jié)與鞏固1.知識小結(jié)師生共同梳理：電解池構(gòu)成→電極判斷→離子移動→電極反應(yīng)→能量轉(zhuǎn)化（電能→化學(xué)能）。2.即時練習(xí)判斷下列裝置是否為電解池？并說明理由：①無電源的CuZn稀硫酸裝置；②有電源的石墨石墨蔗糖溶液裝置。（五）布置作業(yè)（3分鐘）1.書寫電解氯化銅溶液的總反應(yīng)方程式。2.思考：電解熔融氯化鈉和電解氯化鈉溶液的產(chǎn)物是否相同？為什么？3.查閱資料，了解電解原理在工業(yè)上的應(yīng)用（如電解精煉銅、氯堿工業(yè)）。六、板書設(shè)計4.2.1電解原理1.電解池構(gòu)成：直流電源+兩個電極+電解質(zhì)溶液+閉合回路陽極：接正極，發(fā)生氧化反應(yīng)陰極：接負(fù)極，發(fā)生還