化学选修四电能转化为化学能-电解说课稿
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教材分析:电解属于电化学的学问范畴,是中学化学理论体系不行缺少的一部分,本节课属于电能与化学能相互转化的一节课。
同学在此之前已经学过原电池的相关内容所以在理解电解池的内容不会太生疏。
同学已经对金属活动性挨次、氧化还原反应、电解质的电离、离子反应以及化学反应的能量变化等学问有了肯定的了解,具备了学习电化学学问的基础。
设计思路本节课内容是鲁科版选修4第1章第2节《电能转化为化学能—点解》第1课时。
本课时以单一的物质的熔融体系为切入点,避开溶剂、放电挨次等简单因素,引领同学学习电解的原理,使他们知道电解的原理与原电池的原理本质上是相同的,以及在外加直流电的驱动下,借助于电解池装置,可以使一个不自发的氧化还原过程发生,并且该氧化还原过程的氧化过程与还原过程是分别在两个电极上进行的;使他们对氧化还原反应的实质是电子的转移这一生疏得到提升。
通过本节内容的学习要先让同学清楚的建立起阳极、阴极、电极反应等概念;然后再学习几个比较简单的水溶液体系的例子:电解食盐水、电解精练铜和电镀;并进一步学习电极材料、离子放电挨次等问题。
本节教材可分为两部分:电解原理和电解原理的应用。
依据课标要求:要同学能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。
从理论学问角度上要求不高,所以本节课设计主要以试验探究为主提升同学学习爱好为主,不宜拓展太多太深的理论内容,可以依据教材适当补充跟生活有关电解的应用的内容。
激发同学的学习爱好。
教学目标学问与技能目标:(1)理解电解的原理,把握电解、电解池概念,清楚地建立起电极反应的概念并能够正确地推断阴极和阳极。
(2)能正确推断电解池的阴阳极,能正确书写电极反应式和电解反应式力量方法目标通过活动探究,培育发觉问题、提出问题和解决问题力量。
情感态度目标通过学习电解原理,并进一步体会电解对人类社会的重要贡献,体验大胆猜想,学会合作学习、探究学习。
教学重点:电解的原理教学难点:阴极和阳极以及电板反应的概念,正确书写电极反应式。
第2节电能转化为化学能——电解第2课时电解的应用二、电解原理的应用1.电解饱和食盐水制备烧碱、氢气和氯气(1)装置(2)现象①阳极上:②阴极上:(3)原理分析及电极反应电解时U形管中,Cl-、OH-移向阳极,H+,Na+移向阴极。
①阳极离子放电顺序:电极反应:②阴极离子放电顺序:电极反应:(4)总反应化学方程式:离子方程式:注意:在上面的电解饱和食盐水的实验中,电解产物之间能够发生化学反应,如NaOH 溶液和Cl2能反应生成NaClO,H2和Cl2混合遇火能发生爆炸。
在工业生产中,为避免这几种产物混合,需要使反应在特殊的电解槽中进行。
2、铜的电解精炼:如右图为电解法精炼铜的装置,其中阳极为,阴极为,电解质溶液为溶液,粗铜中含Fe、Zn、Ni、Ag、Pt、Au等少量杂质金属。
阳极发生的主要反应为:-。
(杂质Fe、Zn、Ni也发生电极反应:Fe=Fe2++2e-。
Zn=Zn2++2e-,Ni=Ni2++2e-。
由于Pt、Ag、Au的金属性比Cu弱且量又少,这三种金属不反应,以单质的形式沉积在底部,得到阳极泥)。
阴极的反应为。
(由于Fe2+、Zn2+、Ni2+得电子能力比 Cu2+弱且量又少,故Fe2+、Zn2+、Ni2+不反应,以离子的形式留在溶液中,经过上述反应,粗铜中的杂质被除去,变成了精铜,能满足作为导线的要求,这就是铜的精炼)。
3、电镀【活动·探究】根据电解原理和铜的精炼的操作,利用如下材料:铁制品、铜片、CuSO4溶液、导线、直流电源,试设计一个实验,在铁钉表面镀上一层铜。
思路:铜的精炼中,粗铜为阳极,Cu失电子变成以Cu2+,溶液中的Cu2+在阴极得电子,生成Cu单质,即在阴极上析出了铜。
故要在铁制品表面镀铜,可让做阳极,为阴极,溶液为电解质溶液,设计成如下图所示的装置。
现象:电极反应:阳极:阴极:该过程就是电镀。
(1)电镀:。
(2)构成要素:电极:电镀溶液:知识点一氯碱工业1.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试液,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2.下图中能验证氯化钠溶液(含酚酞)电解产物的装置是()知识点二精炼铜及电镀池3.下列关于铜电极的叙述不正确的是()A.在镀件上镀铜时镀件作阴极B.在镀件上镀铜时可用金属铜作阳极C.用电解法精炼粗铜时粗铜作阳极D.用电解法精炼粗铜时纯铜作阳极4.金属镍有广泛的用途。
鲁科版化学选修4《电能转化为化学能—电解》(第1课时)教案——电解【学习目标】1、理解电解的原理。
2、掌握几种类型电解池的电极反应和电池反应书写。
3、理解电解的应用。
【教学策略】授课时数:2课时教学重点:电解的原理、类型及应用。
教学难点:不同电解质溶液电解的实质及电解在工业生产中的应用。
第 1 课时电解的原理一、电解的原理【实验·探讨】电解熔融NaCl制备金属Na。
下图为电解熔融NaCl的装置,容器中盛有熔融的NaCl,两侧分别插入石墨片和铁片作为电极材料,且石墨,铁片分别与电源的正极、负极相连。
思考:1、熔融的NaCl中存在的微粒是什么?它们处于怎样的状态?2、接通电源后,这些微粒如何运动?会发生什么变化?3、若在导线上接一个小灯泡,会出现什么现象?总结出如下概念:1、电解:在的作用下,电解质在两个电极上分别发生和的过程。
【要点强化指导】⑴电解时所用的电流必须是直流电,而不是交流电。
⑵熔融态电解质可被电解,电解质溶液也可被电解。
⑶电解的过程实质是一个氧化还原反应发生的过程,这一过程在通常情况下是不能进行的。
2、电解池:由电解熔融NaCl的装置可知,构成电解池的要素为:(1) (2)(3) (4)【练习1】.分析下图,属于电解池的有()【练习2】下列说法正确的是 ( )①电解是把电能转变成化学能;②电解是化学能转变成电能;③电解质溶液导电是化学变化;④任何电解过程,必将导致氧化还原反应的发生;3、电极反应:每个电极上进行的得电子或失电子的半反应为电极反应。
(1)阳极反应:由电解熔融NaCl知,石墨电极为阳极,在阳极上为失电子发生 -反应的电极。
电极反应:(2)阴极反应:电解熔融的NaCl中,为阴极,阴极上得电子发生反应:电极反应:电解质溶液进行电解时,情况就稍复杂些,如食盐水中除Na+、Cl-外,还原水电离的H+、OH-。
在电极上该什么离子得失电子需要比较不同离子得失电子能力的大小,即放电能力的强弱。
《电能转化为化学能——电解》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是“电能转化为化学能——电解”。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程、板书设计以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“电能转化为化学能——电解”是人教版高中化学选修 4《化学反应原理》中的重要内容。
这部分知识在化学学科中具有承上启下的作用,它既是对氧化还原反应、原电池等知识的深化和拓展,又为后续学习金属的腐蚀与防护等内容奠定了基础。
通过对电解原理的学习,学生能够从微观角度理解电能与化学能之间的相互转化,掌握电解池的工作原理和构成条件,为解决实际化学问题提供理论依据。
二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了氧化还原反应的基本概念和原电池的工作原理,具备了一定的化学知识和思维能力。
然而,电解原理涉及到微观粒子的运动和电子的转移,对于学生的抽象思维能力要求较高。
此外,学生在实验操作和数据分析方面还需要进一步培养和提高。
三、教学目标1、知识与技能目标(1)理解电解的基本原理,掌握电解池的构成条件。
(2)能够正确书写电解池的电极反应式和总反应式。
(3)了解电解在工业生产中的应用。
2、过程与方法目标(1)通过实验探究,培养学生的观察能力、实验操作能力和分析解决问题的能力。
(2)通过对电解原理的分析和讨论,提高学生的逻辑思维能力和抽象概括能力。
3、情感态度与价值观目标(1)激发学生学习化学的兴趣,培养学生的创新精神和实践能力。
(2)让学生体会化学知识在生产生活中的重要应用,增强学生的社会责任感。
四、教学重难点1、教学重点电解的基本原理、电解池的构成条件和电极反应式的书写。
2、教学难点电解池中离子的放电顺序和电极反应式的书写。
五、教法与学法1、教法(1)讲授法:讲解电解的基本概念和原理,使学生建立起系统的知识框架。
(2)实验法:通过实验演示和学生实验,让学生亲身体验电解的过程,加深对知识的理解。
第2节 电能转化为化学能—电解教学目标:1.知道可以通过电解使电能转化为化学能,能使许多在通常条件下不能发生的化学反应得以进行,具有十分重要的实际意义。
2.了解什么是电解,知道电解池是将电能转化为化学能的装置。
3.会书写电极反应式,知道在阳极发生氧化反应,在阴极发生还原反应。
教学重点:电解原理的理解教学难点:能正确书写电解池的电极反应式和总反应方程式教学过程:【引入】 复习:金属钠在足量氧气中燃烧,同时放出大量的热。
2Na (s) + Cl 2(g) = 2NaCl (s) ΔH = – 822.3kJ·mol -1由盖斯定律可知该反应的逆反应为一个吸热反应:2NaCl (s) = 2Na (s) + Cl 2(g) ΔH = + 822.3kJ·mol -1【思考:】 工业上怎样制备金属钠?【讲解】“化学史话”钠的化学性质很活泼,这给钠的制取带来一定的困难。
金属钠是在1807年通过电解氢氧化钠制得的,这个原理应用于工业生产,约在1891年才获得成功。
1921年电解氯化钠制钠的工业方法实现了。
由于金属钠在现代技术上得到重要应用,它的产量显著地增加。
目前,世界上钠的工业生产多数是用电解氯化钠的方法,少数仍沿用电解氢氧化钠的方法。
【多媒体展示】工业上电解熔融氯化钠制备金属钠装置图。
引出:电解是将电能转化为化学能的一种重要方法,这节课我们将学习电能转化为化学能—电解。
【自主学习】1.氧化还原反应:在反应过程中有元素化合价 的化学反应。
实质:2.还原反应:元素化合价 的反应,即 电子的反应 。
氧化反应:元素化合价 的反应,即 电子的反应。
3. 电解质:在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物。
4.从概念看,电解质导电的前提条件是 : 即存在 的离子 。
5.电解质溶液或熔融电解质导电的原因:离子的 。
氯化钠中存在 键。
氯化钠受热熔化时该化学键 (是、否)被破坏【学生展示自主学习成果】【教师点评】强调:电解质溶液或熔融电解质导电的原因—离子的定向移动。
第2节电能转化成化学能——电解
三维目标:
1、知识与技能:
掌握电解、电解池概念;运用电解的原理分析食盐水的电解,铜的精炼。
2、过程与方法:
建立较复杂体系中所发生的反应及其电解的实用价值。
提高学生的实验能力和分析能力。
3、情感、态度与价值观:
体会电解对人类社会的重要贡献,化学学科的重要性。
教学重点:
电解的原理及其运用
教学难点:
电解原理
教学用时:
2学时
教学过程:
第一课时电解的原理
置由哪些部分组成,同哪个方
〔总结
与电源正极相联的是阳
作业布置:
用表格的形式将电解的原理表示出来。
第2节电能转化为化学能——电解第1课时电解的原理教学目标1、掌握电解、电解池的概念2、了解电解池的构造特点和工作原理3、能正确书写电解池的电极反应式和电解的总方程式教材分析:在学生已经具有熔融盐可以导电知识的基础上,本节以单一物质的熔融体系为切入点,引领学生学习电解的原理,使学生对氧化还原反应的实质是电子转移这一认识得到提升,并让他们学习氧化还原反应的一种新类型:不自发,但可以在电驱动下发生。
学情分析:学生已经学习过氧化还原反应,热化学方程式等方面的知识。
教学重点:电解原理、电极反应。
教学难点:阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式。
教学方法: 情景讨论法、小组探究法、分析讲授法。
教学手段:多媒体。
教学过程:【联想•质疑】已知金属钠与氯气反应的热化学方程式:2Na(s) + Cl2=2NaCl(s) △H= —822.3kJ•mol—1如果要这个反应向反方向进行,则需要外界提供能量,那么大家想一想我们可以采用什么样的外界能量?【学生】电能。
【提问】那么这样的反应是什么能转化为什么能?【学生】电能转化为化学能【教师】对,电能转化为化学能的一中重要方法就是电解,我们先通过一段视频来了解电解的地位。
【视频展示】电解在元素发现史上的地位【讲述】通过将电能转化为化学能可以使许多在通常条件下不能发生的反应得以进行。
下面我们就来学习电解。
首先我们来以电解熔融NaCl 了解一下电解的原理【板书】一、电解的原理【阅读交流】动画演示1)、通电前,熔融氯化钠中存在哪些离子?这些离子的运动情况怎样?2)、通电后,外电路上的电子方向怎样?3)、接通电源后,熔融氯化钠中Na +、Cl -各向那个方向运动?4)、移到两极表面的Na +、Cl -将发生什么变化?电解熔融NaCl【讲解】在熔融NaCl 中,存在自由移动的Na +和Cl -,做杂乱无章的运动。
通电后,电子由电源的负极流出,聚集到铁电极上。
由于正负电荷相互吸引,Na +要移向铁电极,做定向移动。
化学选修四电能转化为化学能-电解说课稿
各位领导、老师们大家好!
我说课的题目是鲁科版化学选修四第一章第2节《电能转化为化学能》第一课时。
下面我将从教材、学情分析、教法和学法、教学过程、教学评价五个方面展开说课。
一、说教材
1.教材的地位和作用
选修四的第一章是化学反应与能量转化,而化学能和电能之间的转化是其中的重要组成部分,在人类生产和生活中起着重要的作用。
学生在必修二学习了原电池,对电化学有了初步认识,在此基础上继续学习电解,使学生构建完整的电化学知识体系。
学生已经具有了简单的电解质、氧化还原理论基础,在此基础上探究熔融盐的电解过程,归纳出电解工作原理,进而为第二课时探究在溶剂的参与下电解的过程和电解的应用奠定基础,因此本节在教学上起着承上启下的作用。
通过探究熔融氯化钠电解过程总结出电解工作原理,培养学生科学探究、归纳总结的能力。
电解原理及应用是高考的考点、热点,经常以选择题、填空题的形式出现,所以本节也是整个高中化学的重点。
2、为贯彻新课改要求,结合本节课内容和学生的认知特点,确定学习目标如下:
①知道电解过程中能量转化的形式;掌握电解的工作原理,会判断阴极和阳极、会书写电解熔融盐的电极反应。
该目标体现了核心素养中“宏观辨识与微观探析”的要求。
②通过对熔融氯化钠电解体系的分析,归纳总结出电解的工作原理,提高学生分析、归纳、推理的能力。
该目标体现了核心素养中“证据推理”及“科学探究”的要求
③通过本节的学习,再次从能量的角度理解化学学科的重要性。
通过对电解原理的探究,使学生体会到化学学科的逻辑性和严谨性。
该目标体现了核心素养中“科学态度与社会责任”的要求。
3、重难点
基于我对本节教材价值的认识和学生的实际学习能力,将教学重点确定为电解的原理,难点为阴极和阳极以及正确书写熔融盐的电极反应。
因为电解是电化学的基本原理点,是电解应用的理论基础,所以设置为教学重点。
由于学生对氧化还原理论掌握不足,所以将阴极和阳极以及电极反应设置
为难点。
二、学情分析
我所带的是2019级普通班学生,他们具有以下特点
性格特点:思维活跃,愿意接受新鲜事物,但信心不足,缺乏合作意识,不善于表达。
知识基础:学生有简单的电化学、离子反应基础,会书写简单的电极反应,但还不习惯从微观上分析离子的移动方向、判断得失电子。
虽然具备氧化还原理论基础,但掌握程度不高,应用不熟练。
能力水平:逻辑思维、抽象思维正处于发展中但不是很强,对抽象的概念、理论学习接受能力较弱。
具备一定的观察能力、迁移应用能力、概括总结能力,对科学探究的方法比较熟悉。
三、教法与学法
本节课理论性很强,概念抽象,所以课堂要避免枯燥,尽量化抽象为直观,化被动接受为主动探究,教师要发挥引导作用,充分调动起学生积极性。
采用实例探究、问题引导、动画演示、练习反馈评价等教学方法。
教学手段:多媒体和传统板书相结合。
二、说学法
根据高效课堂的理念,为加强学生的主体作用,采用课前预习、讨论、推理、归纳总结、学以致用等学习方法
四、教学过程
设计理念:根据本节教学目标和特点,结合学生的认知水平,我设计了“引出问题-实验探究-讨论分析-总结归纳-实践应用”的教学程序。
(一)课前准备
学生准备:预习教材内容、复习氧化还原反应
教师准备:制作导学案、多媒体课件
(二)检测预习效果导入新课
以提问的形式检查学生导学案预习部分的完成情况。
(2min)
以金属钠和氯气的反应为例,提问:这个反应能量的转化形式是什么?氯化钠在高温条件下能分解吗?如何使它分解?
承接上一节内容,得出该反应是化学能转化为热能。
熔融氯化钠的存在说明高温下不能分解,启发学生要分解需要外界提供电能,自然地引出本节课题-电能转化为化学能-电解。
(2min)
(三)实例引导问题探究
图片展示电解熔融氯化钠的装置,介绍其组成,包括:电源、导线、和电源正极相连的石墨电极、和电源负极相连的铁电极、电解池、熔融氯化钠。
设置问题链:①通电前,熔融氯化钠中有哪些离子?这些离子的运动情况怎么样?②接通电源后,外电路中电子流向是怎样的?③接通电源后,熔融氯化钠中Na+、Cl-、各向哪个方向移动?④移到两极表面的Na+、Cl-将发生什么变化?
学生小组讨论,选择一两个代表发言,汇报讨论结果。
前两个问题根据必修二的知识学生很容易回答,熔融的氯化钠会电离出自由移动的钠离子和氯离子,电源接通后,电子从负极流出,在铁电极表面聚集。
后两个问题有难度,可能会出现不一样的答案,教师先保留意见。
(5min)
播放动画,展示电解的微观过程以及实验结果,即接通电源后,跟正极连接的石墨电极上收集到氯气,跟负极相连的石墨电极上收集到金属钠。
接着解释前面遗留的问题,在学生头脑中清晰地建立起熔融氯化钠电解的微观过程。
从动画演示中可以看出,接通电源后,铁电极带负电荷,石墨电极带正电荷,在外加电场的作用下,原本自由移动的钠离子和氯离子定向移动,钠离子移向带负电荷的铁电极,在铁电极表面获得电子,形成钠原子,发生还原反应。
氯离子移向带正电荷的石墨电极,失去电子,形成氯气,发生氧化反应。
(5min) (四)总结归纳突破重难点
通过这个例子可以概括出电解的概念即:让直流电通过电解质溶液或熔融电解质,在两个电极上分别发生氧化反应和还原反应的过程叫做电解。
指出电解的能量转化形式是电能转化为化学能,以及这样的装置叫电解池。
总结出电解的构成条件:①直流电源、②固体电极材料、③电解质溶液或熔融的电解质、④闭合回路。
电解构成条件可以让学生总结,加深学生的理解。
接着给出阴阳极的定义:发生氧化反应的叫阳极、发生还原反应的叫阴极,指出上面的例子中阴阳极分别是什么。
简单介绍常用的惰性电极-石墨电极。
然后指出上述例子中钠离子和氯离子在两个电极上发生的反应叫做电极反应,分别相当于氧化还原反应的
一半。
(5min)
接着,将电解的工作原理以示意图的形式展示在多媒体上,与学生共同讨论完成设置的填空。
该环节是从一个具体的例子抽象出电解的工作原理,将个例上升为一般,这是本节课的核心,讲的时候语速放慢,留给学生充足的时间思考,加深学生的印象和理解。
然后设置问题,电解过程中导线上通过什么导电?溶液中通过什么来导电?电子的移动方向、电流的流向、阴阳离子的移动方向分别是什么情况?这几个问题通过前面的工作原理很容易得到答案,让学生单独思考、回答即可。
通过这几个问题,学生会对电解原理理解的更深刻。
(8min) 以电解熔融氯化钠为例,总结出书写单一体系电解反应的步骤,然后以惰性电极电解熔融MgCl2、熔融Al2O3为例让学生练习电极反应的书写,写完后学生展示,教师点评,强调写电极反应时要让得失电子数相等,写总反应时要注明条件“通电”。
该环节通过分析-总结-演练的方式使学生学会书写电极反应,既有助于学生从本质上理解电解的工作原理,也起到了检测学习成果的作用。
(5min) (五)课堂练习学以致用
设置两道考察电解原理的选择题,学生思考并回答,教师点评。
(5min)
(六)课堂总结布置作业
概括本节内容,强调重点,即电解的工作原理。
对比金属钠和氯
气反应生成氯化钠和氯化钠通电分解为金属钠与氯气两个反应,指出电解可以让通常条件下不能发生的反应得以进行,这对于化工生产、金属冶炼、实验研究以及人们的日常生活都具有十分重要的意义。
(2min)
(七)板书设计
第二节第一课时电解原理
概念:
定义:将电能转化为化学能的装置
电解电解池
构成条件:①直流电源②固体电极材料③电解质溶液或熔融
电解质④闭合回路
阳极:氧化反应、失电子
电极反应
阴极:还原反应、得电子
四、教学评价
课程安排看:通过实例探究抽象、归纳出电解工作原理,由易到难、循序渐进,学生更容易接受。
教学方法看:通过问题引导层层递进,激发学生的求知;通过电解原理图的分析强化了学生的理解和记忆;通过先总结方法后学以致用的过程使学生建立了书写电极反应的良好习惯。
教学手段看:多媒体和动画的使用极大刺激了学生感官,实现了化抽象为直观,给学生留下了深刻印象。
从学生活动上看:讨论调动起了学生的积极性,课堂更加活跃,分析归纳使学生头脑中清晰地建立起电解的微观过程。
存在问题是讨论环节中学生讨论深度不够,发言时语言表达能力欠缺,基础弱性格内敛的同学参与性不强。
作为新教师课堂组织能力和应变能力还有待提高。
今后可以在讨论环节中设置对抗机制,甚至可以将这种机制贯穿到整个教学过程中。
课前合理分组,每个小组人员配置要合理,内向和外向性格互相搭配,学习水平高低互相搭配,由善于表达、组织能力强的学生担任组长。
这样做看似麻烦,实则一劳永逸,以后的每节课都可以按照这样的分组开展学生活动。