运用微粒观解决电化学问题——以高三“电化学复习”教学为例
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【高二】基于微粒观和变化观的《电解池》(第一课时)教学设计摘要:本教学设计从生活新闻入手创设情境,引导学生应用实验表征手段强化电解过程中的变化及分析其原理,在电解变化的理解中强化微粒观建构。
关键词:电解,化学教学,实验表征,生活情境,微粒观1教学设计思路分析本节内容选自人教版《选修四化学反应原理》第四章第三节《电解池》。
电解原理是中学化学重要基本理论之一,基于氧化还原反应规律和元素化合物的具体反应事实,且和原电池互为补充构建电化学体系,体现化学能与电能之间的转化,是体现能量观的重要载体。
电解对于已经学到选修模块的高中学生并不陌生,因为早在九年级化学教材中,就已经出现了电解水实验;而在必修模块中,学生也接触到了电解饱和食盐水与相关无机反应。
但是,在这些学习过程中,仍然限于学生对于正负极产生气体的记忆,拘泥于化学方程式符号表征的运用。
选修模块的“电解”教学是对各种电解过程系统化的总结和升华,要从实验现象出发,启发学生探索背后奥秘;从微观本质出发,引导学生明白电解规律。
传统的电解引入多借鉴化学史素材或联系化工生产,但是学生毕竟缺乏感性认识,所以从身边事件入手创设情境,有利于学生激发对抽象的化学反应原理的学习兴趣。
新课以向学生推销生活中的电解水机的模拟片段引入,将学习镶嵌在真实的情境中,不仅浅层次地介绍电解,而是启发学生应用知识解决生活中的实际问题,同时有意义的教学也就产生了。
人教和苏教版教材都特别关注CuCl2溶液的电解,的确,选取CuCl2作为电解对象的确是一个巧妙、合理的设计。
一方面因为Cu2+和Cl-在放电顺序中分别在水电离的H+ 和OH-之前,使不了解放电顺序的学生不会产生困惑,另一方面电解的产物(Cu和Cl2)特征明显,便于检验。
而鲁科版教材先行关注熔融NaCl的电解,电极反应式简单,便于学生理解,但是该案例在中学实验室只能通过电脑模拟演示,缺乏足够实验支持。
笔者的设计做了些改进,试图从另一个角度展开电解教学:①水的电解是中学生所学的第一个电解反应,大家对其普遍印象深刻,但是背后的细节却不明了,所以从初中到高中都存在疑问,有待解决;②对于水的电解先行分析,便于和新闻情境遥相呼应,深入分析有助于学生思考生活问题背后的化学原理;③电解过程中的电极反应式涉及到放电顺序一般以H+ 和OH-为参照标准,所以先谈水的电解是为了其他溶液电解作为铺垫;④在之前原电池的学习过程中,氢氧燃料电池电极反应式备受重视,其电极反应式与水的电解联系紧密。
2019·01模型认知是《普通高中化学课程标准(2017年版)》中化学学科核心素养5个维度中的重要内容。
立足于化学学科核心素养,建构在学生较为熟悉的氧化还原反应这一思维模型认知基础上突破电化学这一高考重难点,并探讨相应教学策略。
摘要关键词氧化还原反应;电化学;模型认知电化学相关知识内容在高中化学中占有重要地位。
该知识体系在实际生活中应用也极为广泛,学生可通过电化学的学习加深对化学反应中的物质变化及能量变化的理解。
《普通高中化学课程标准(2017年版)》中在选择性必修课程“化学反应原理”的电化学模块要求学生能分析、解释原电池和电解池的工作原理,能利用相关信息分析化学电源的工作原理等。
学生过去在学习电化学相应内容时更多地将该模块当成新知识体系来进行学习,当电解池和原电池的问题混合出现时会对电化学中阴阳极和正负极的关系感到混乱。
笔者针对这一问题,以把握课标为基础,将电化学相应内容建构在学生先前较为熟悉的氧化还原反应模型基础上。
教师在引导学生复习时,可通过结合氧化还原反应模型理解电化学相应内容的本质在于反应中的电子流向问题,从而对电极反应方程式及装置进行解析,最终从培养模型认知这一核心素养来提升学生解决问题的能力。
一、模型认知的内涵高中化学学科核心素养中对“模型认知”要求学生知道可以通过分析、推理等方法研究对象的本质特征、构成要素及相互关系,建立模型,能运用模型解释化学现象,揭示现象的本质和规律[1]。
模型和模型方法是科学研究重要的产物和方法。
模型具有描述性、解释性和预测性,可在科学研究中将复杂、抽象、不可观测的对象进行简化。
在教学中,模型可较普遍地按照代表和反映物质原型的方式将模型分为物质模型(晶体结构模型、球棍模型、地球仪、动植物标本等)和思想模型(原子结构模型、碰撞理论,化学键模型等)[2]。
学生在学习中对模型的认知有个渐进的过程:首先认识化学中的主要模型,而后理解模型的本质,接着运用模型解释化学反应发生的本质,预测物质的性质和用途,最终在实际问题中通过建构模型提升问题解决能力。
高考化学复习之电化学的解题技巧高考化学复习之电化学的解题技巧在“化学”科目中,电化学是一个要点,同时也是难点。
本次“化学”科目答疑过程中,同学们对“电化学的解题方法”存在的疑问非常多,另有部分同学提出了“化学的学习与提高”提出了疑问。
下面是对本次答疑的汇总,希望对同学们学习化学,尤其是电化学部分有所帮助。
一、电化学的解题方法问题1:问题2:电化学不会,尤其是方程式。
问题3:电化学不明白什么意思,不知道做题思路问题4:怎么复习电化学呢当时学的也不太好问题5:电化学的技巧重要吗问题6:电极方程式怎么写?一遇到题就乱了应该怎么学问题7:固体电解质的电极方程式怎么写问题8:总是写不好电极反应问题9:请问原电池的电极方程式怎么写?总是找不准。
问题10:总是分不清电解池阴阳极,阴阳极方程式不会写问题11:电解质溶液放电顺序那里的什么都搞不清不会用问题12:怎样书写电极方程式问题13:怎样正确判别原电池中的正负极?问题14:遇到新型电池如何入手做题,有时遇到的新型电池根本看不懂。
问题15:有的里面成分过于复杂,分不清是哪个,哪个阳极哪个阴极,哪边得电子,哪边失电子,也有的成分太少也看不出来问题16:正极和负极,阳极和阴极的电极方程式都有固定的模式吗?如果没有,那要怎么书写?通过什么来看?问题17:电极反应式不太会写特别是燃料电池的负极反应式问题18:有时候电池题里会出现有机物这怎么判断化合价和正负极反应呢问题19:有时候原电池他给的总反应式是没见过的,而其中的元素化合价又不知道,该怎么办啊?问题20:在写电化学方程式时,有些是直接电解水,然后还有些是电解电极本身,还有些要电解电解质。
请问这些如何区分,谢谢问题21:正负极反应式不会写,遇到新型电池看不懂,有什么对策吗问题22:原电池的配平怎么配?然后氧化还原怎么判断?问题23:请问一下电解质溶液是熔融盐要怎么书写?问题24:燃料电池的电极反应式怎么写不太会问题25:燃料电池和充电电池的方程式应该怎么写问题26:什么是放电顺序问题27:不会写电极方程式?这该怎么学?问题28:选择题:怎么判断新型电池装置图中两极?大题:很难写对方程式,怎么学会类比学过的电池原理问题29:考试的时候一出陌生的电化学,都不会做,怎么办?问题30:酸性燃料电池和碱性燃料电池中的H 和OH-怎么区分在哪一极生成哪一极消耗!谢谢老师。
高三化学教案:电化学原理及应用复习教案专题八电化学原理及应用班级:姓名:学习时间:【课前自主复习与思考】1.阅读并思考《创新设计》相关内容。
2.原电池、电解池的工作原理、应用。
3.原电池、电解池电极反应式的书写。
【结合自主复习内容思考如下问题】1.用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池。
以下关于该原电池的叙述正确的是①在外电路中,电流由铜电极流向银电极②正极反应为Ag++e-===Ag③实验过程中取出盐桥,电池仍能继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A.①②B.②③C.②④D.③④2.用阳极X和阴极Y电解Z的水溶液,电解一段时间后,再加入W,能使溶液恢复到电解前的状态,符合题意的是组号 X Y Z WA C Fe NaCl H2OB Pt Cu CuSO4 CuSO4溶液C C C H2SO4 H2OD Ag Fe AgNO3 AgNO3晶体【考纲点拨】1.理解原电池和电解池的工作原理,能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见的化学电源,认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
3.认识金属腐蚀的危害,理解金属发生电化学腐蚀的原因,能运用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。
4.了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。
认识化学在解决能源危机中的重要作用。
【自主研究例题】1.控制合适的条件,将反应2Fe3++2I- Fe2++I2设计成如图所示的原电池。
下列判断不正确的是( )A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+发生还原反应C.电流计计数为零时,反应达化学平衡状态D.电流计计数为零后,在甲中加入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极2.如下图所示装置,A、B中电极为多孔的惰性电极;C、D为夹在湿的Na2SO4滤纸条上的铂夹,a、b为电源的两极。
电化学认识模型及其在高三原电池复习教学中的应用一、本文概述Overview of this article电化学作为化学学科的一个重要分支,主要研究电与化学反应之间的相互作用和转化关系。
电化学认识模型是对电化学现象进行理解和分析的理论工具,它帮助学生和教师从微观层面理解原电池的工作原理、电极反应以及能量转化等核心知识。
在高三原电池复习教学中,电化学认识模型的应用具有非常重要的意义。
本文旨在探讨电化学认识模型的基本概念和构建方法,并分析其在高三原电池复习教学中的应用策略及效果。
通过深入研究和实践,我们期望能够帮助学生更好地理解和掌握原电池的工作原理,提高复习效率,为未来的学习和实践打下坚实的基础。
Electrochemistry, as an important branch of chemistry, mainly studies the interaction and transformation relationship between electricity and chemical reactions. The electrochemical understanding model is a theoretical tool for understanding and analyzing electrochemical phenomena, whichhelps students and teachers understand the core knowledge of the working principle, electrode reactions, and energy conversion of primary batteries from a micro level. The application of electrochemical understanding models is of great significance in the review teaching of primary batteries in the third year of high school. This article aims to explore the basic concepts and construction methods of the electrochemical understanding model, and analyze its application strategies and effects in the review teaching of primary batteries in the third year of high school. Through in-depth research and practice, we hope to help students better understand and master the working principle of primary batteries, improve review efficiency, and lay a solid foundation for future learning and practice.二、电化学认识模型的构建Construction of Electrochemical Understanding Model电化学认识模型的构建是理解和应用电化学原理的关键。
高三化学微型专题复习教学(修改 - )2500字高三化学微型专题复习教学――以苏教版电化学为例【中文摘要】:高中化学教师要引导学生对电化学知识进行系统地疏理、概括、归纳,使之连成线,形成面。
师生双方在复习中要积极主动地去辨析、去领悟、去探究。
只要师生都是有心人,抓实质,善分析,重迁移,学生必将在高考中取得不俗的成绩,并且其身与心得到多方面的开发和锻造。
【关键词】:考察点知识脉络知识网络细心的教师早已发现,电化学是高考命题的热点之一。
细究近几年几年全国各地特别是苏教版的高考试题,电化学常以选择题居多,也有以填空、简答、实验、计算等形式命题。
由于电化学中的电路、电量等与物理学“藕断丝连”,在今后的综合考试中该部分不仅不会“削弱”,还有“加重比分”的趋势。
高中化学教师要引导学生对电化学知识进行系统地疏理、概括、归纳,使之连成线,形成面。
如何以考试说明为“纲”,以教材为“本”,以高考试题为“范”;如何引领学生在化学的王国里自由驰骋,同时在高考中取得累累硕果,这是摆在每一个化学教师面前的沉甸甸的话题。
一、抓住点:考察点不可或缺纵观高考试题,70%的题目考查的基础知识和基本技能,其重要性不言而喻。
假如高三化学复习也可分为“三轮”复习,那么基础知识和基本技能的掌握应该是高考化学复习的第一个阶段。
就电化学而言,对每一个知识点、每一个概念都要充分理解,例如:电解质和非电解质,正负极与阴阳极等等;对于不同的概念要能够区分,例如:电化学中的四个“池”。
要强化学生的熟练基本技能。
例如:电解产物与电子相当量关系的计算等等。
教师要合理利用“规律”破解难点。
其实,不论什么学科,其知识点都是有规可循的。
这些“规律”大多是在知识范围内根据经验总结的“规律”。
如果化学教师,想方设法把这些规律变成学生记忆库长久不变的知识,这将有利于学生对重点和难点的掌握。
例如,下面的规律应该牢牢把握:因为物质得失电子后在不同介质中的存在形式不同,所以电极反应式的书写必须考虑介质环境。
高考化学复习之电化学的解题技巧高考化学复习之电化学的解题技巧在“化学”科目中,电化学是一个要点,同时也是难点。
本次“化学”科目答疑过程中,同学们对“电化学的解题方法”存在的疑问非常多,另有部分同学提出了“化学的学习与提高”提出了疑问。
下面是对本次答疑的汇总,希望对同学们学习化学,尤其是电化学部分有所帮助。
一、电化学的解题方法问题1:问题2:电化学不会,尤其是方程式。
问题3:电化学不明白什么意思,不知道做题思路问题4:怎么复习电化学呢当时学的也不太好问题5:电化学的技巧重要吗问题6:电极方程式怎么写?一遇到题就乱了应该怎么学问题7:固体电解质的电极方程式怎么写问题8:总是写不好电极反应问题9:请问原电池的电极方程式怎么写?总是找不准。
问题10:总是分不清电解池阴阳极,阴阳极方程式不会写问题11:电解质溶液放电顺序那里的什么都搞不清不会用问题12:怎样书写电极方程式问题13:怎样正确判别原电池中的正负极?问题14:遇到新型电池如何入手做题,有时遇到的新型电池根本看不懂。
问题15:有的里面成分过于复杂,分不清是哪个,哪个阳极哪个阴极,哪边得电子,哪边失电子,也有的成分太少也看不出来问题16:正极和负极,阳极和阴极的电极方程式都有固定的模式吗?如果没有,那要怎么书写?通过什么来看?问题17:电极反应式不太会写特别是燃料电池的负极反应式问题18:有时候电池题里会出现有机物这怎么判断化合价和正负极反应呢问题19:有时候原电池他给的总反应式是没见过的,而其中的元素化合价又不知道,该怎么办啊?问题20:在写电化学方程式时,有些是直接电解水,然后还有些是电解电极本身,还有些要电解电解质。
请问这些如何区分,谢谢问题21:正负极反应式不会写,遇到新型电池看不懂,有什么对策吗问题22:原电池的配平怎么配?然后氧化还原怎么判断?问题23:请问一下电解质溶液是熔融盐要怎么书写?问题24:燃料电池的电极反应式怎么写不太会问题25:燃料电池和充电电池的方程式应该怎么写问题26:什么是放电顺序问题27:不会写电极方程式?这该怎么学?问题28:选择题:怎么判断新型电池装置图中两极?大题:很难写对方程式,怎么学会类比学过的电池原理问题29:考试的时候一出陌生的电化学,都不会做,怎么办?问题30:酸性燃料电池和碱性燃料电池中的H 和OH-怎么区分在哪一极生成哪一极消耗!谢谢老师。
最新整理高三化学教学高考化学复习之电化学的解题技巧高考化学复习之电化学的解题技巧在“化学”科目中,电化学是一个要点,同时也是难点。
本次“化学”科目答疑过程中,同学们对“电化学的解题方法”存在的疑问非常多,另有部分同学提出了“化学的学习与提高”提出了疑问。
下面是对本次答疑的汇总,希望对同学们学习化学,尤其是电化学部分有所帮助。
一、电化学的解题方法问题1:问题2:电化学不会,尤其是方程式。
问题3:电化学不明白什么意思,不知道做题思路问题4:怎么复习电化学呢当时学的也不太好问题5:电化学的技巧重要吗问题6:电极方程式怎么写?一遇到题就乱了应该怎么学问题7:固体电解质的电极方程式怎么写问题8:总是写不好电极反应问题9:请问原电池的电极方程式怎么写?总是找不准。
问题10:总是分不清电解池阴阳极,阴阳极方程式不会写问题11:电解质溶液放电顺序那里的什么都搞不清不会用问题12:怎样书写电极方程式问题13:怎样正确判别原电池中的正负极?问题14:遇到新型电池如何入手做题,有时遇到的新型电池根本看不懂。
问题15:有的里面成分过于复杂,分不清是哪个,哪个阳极哪个阴极,哪边得电子,哪边失电子,也有的成分太少也看不出来问题16:正极和负极,阳极和阴极的电极方程式都有固定的模式吗?如果没有,那要怎么书写?通过什么来看?问题17:电极反应式不太会写特别是燃料电池的负极反应式问题18:有时候电池题里会出现有机物这怎么判断化合价和正负极反应呢问题19:有时候原电池他给的总反应式是没见过的,而其中的元素化合价又不知道,该怎么办啊?问题20:在写电化学方程式时,有些是直接电解水,然后还有些是电解电极本身,还有些要电解电解质。
请问这些如何区分,谢谢问题21:正负极反应式不会写,遇到新型电池看不懂,有什么对策吗问题22:原电池的配平怎么配?然后氧化还原怎么判断?问题23:请问一下电解质溶液是熔融盐要怎么书写?问题24:燃料电池的电极反应式怎么写不太会问题25:燃料电池和充电电池的方程式应该怎么写问题26:什么是放电顺序问题27:不会写电极方程式?这该怎么学?问题28:选择题:怎么判断新型电池装置图中两极?大题:很难写对方程式,怎么学会类比学过的电池原理问题29:考试的时候一出陌生的电化学,都不会做,怎么办?问题30:酸性燃料电池和碱性燃料电池中的H和OH-怎么区分在哪一极生成哪一极消耗!谢谢老师。
高三电化学复习教案化学组一、教学目标:【知识与能力】1.理解原电池原理和电解池原理,能够正确分析和判断电化学中的电极反应,正确书写电极反应式。
2.了解化学腐蚀与电化学腐蚀,联系生产、生活中的金属腐蚀现象,会分析和区别化学腐蚀和电化学腐蚀,了解一般防腐蚀的方法,并能运用原电池的基本原理解释简单的防腐蚀等生产实际问题。
3.铜的电解精炼、镀铜、氯碱工业等是电解原理的具体应用,要了解和熟悉这些反应原理。
4.电解池中电解质溶液的pH变化的计算。
【过程与方法】学生通过回顾原电池、电解池相关知识点,课堂强化训练,利用已掌握知识来解决问题等方式,加强学生对原电池、电解池相关知识点的理解。
【情感、态度、价值观】让学生在分析问题中实现对知识认识的再次升华,在解决问题中找到学习的成就感,增强学生的自信心。
二、教学方法:学生自主分析、归纳,启发、引导,采用多媒体辅助教学。
三、教学过程:【知识回顾】氧化还原反应:“升失氧化还原剂,降得还原氧化剂。
”“有升必有降,有得必有失,得失必相等。
”【知识梳理】(1)一个概念:没有外加电源的装置应该为原电池,有外加电源的装置应该为电解池(或电镀池)。
(2)两个电极:原电池:活泼金属做负极。
电解池:阳()→氧()→氧()。
(3)三个流向:电解池:①电流:正极→阳极,负极→阴极。
(4)四个条件:原电池:①活性不同的两极,②电解质溶液,③闭合的回路,④负极能自发进行氧化还原反应。
电解池:①两个电极,②电解质溶液,③闭合的回路,④外加电源。
【能力培养】1.书写原电池电极反应,先根据氧化还原反应原理判断正、负极反应物质,并得出该物质得失电子数,最后考虑电解质溶液是否会参与到反应中去。
书写下列原电池电极方程式:1.Cu—Zn(稀硫酸)(-)Zn-2e-=Zn2+(+)2H++2e-= H2↑总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑2. 钢(Fe—C)在酸性溶液中析氢腐蚀(-)Fe – 2e- = Fe 2+(+)2H++ 2e-= H2↑总反应:Fe +2H+= Fe 2++H2↑3. 钢(Fe—C)在碱性或中性溶液中吸氧腐蚀(-)Fe -2e-= Fe 2+(+)O2+4e-+2H2O=4OH-总反应:2Fe +O2+2H2O=2Fe (OH)24. H2—O2(铂电极,HCl)(-)H2-2e-= 2H+(+)O2+4e-+4H+ =2H2O总反应:2H2+O2=2H2O5. H2—O2(铂电极,KOH)(-)H2-2e-+2OH-=2H2O (+)O2+4e-+2H2O=4OH-总反应:2H2+O2=2H2O6.Pb—PbO2在硫酸溶液(PbSO4为沉淀)(-)Pb-2e-+SO42-= PbSO4↓(+)PbO2+2e-+4H++SO42-= PbSO4↓+2H2O总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4↓7.CH4—O2燃料电池(铂电极,KOH电解质溶液)(-)CH4-8e-+10OH-= CO32-+7H2O (+)O2+4e-+2H2O=4OH-总反应:CH4+2O2+2OH-= CO32-+3H2O2.书写电解池电极反应,先看阳极是否为活泼金属,是活泼金属,则阳极会参与到电极反应中来,再分析溶液中存在的阴、阳离子,阴离子在阳极失电子,阳离子在阴极得电子还原。