《电能转化为化学能》教学设计

杨大强

（扬州大学附属中学 江苏 扬州 225000）

一、教材分析与教学思路

1.教材分析

案例章节：《普通高中课程标准实验教科书 （苏教版）》必修②专题二化学反应与能量第三单元化学能与电能的转化中电能转化为化学能（第一课时）。

内容分析：电能转化为化学能是对教材中化学能与电能的转化内容的完善，也为学生后面学习选修模块相关知识奠定基础。本节内容旨在让学生了解：电解是一种最强有力的氧化还原手段；电解可以转化物质；电解可以将电能转化为物质进而贮存化学能。因此，教材从引导学生回忆学习过的电解反应，从弄清电解反应的反应物和生成物入手，通过电解饱和氯化铜溶液实验的观察、探究，帮助学生分析理解电解反应实质，并在此基础上总结出电解池的基本工作原理，最后通过铜的电解精炼强调电解法在实际工业生产中的重要性。

教学方法：探究教学、问题教学、启发式教学

2.教学思路与设计

在传统的电解池内容的教学中，学生在学完之后，仅能机械性的记住电解的基本原理、离子的放电顺序，并浅层次地解决一些简单的与电解相关的习题。“授人以鱼，不如授人以渔”。在这节课上，如何通过真实的情景，调动学生的学习兴趣、思维，从学生已有知识体系中搜索出相关信息，并自己尝试去总结、归纳电解的工作原理，以及常见离子的放电顺序是这节课的关键。因此，我们首先用电解在水的净化中的应用——制氢氧化铝胶体沉降废水中的固体悬浮物为教学情境，激发学生学习的兴趣，再加以一个个启发式的问题来调动学生思考，从而引导学生自行归纳出电解原理和一些常见离子的放电顺序。然后，我们通过探究实验“电解饱和氯化铜溶液”，帮助学生构建电解池这一完整的知识体系，最后通过“工业精炼铜视频录像”让学生进一步理解电解在工业和生活中的重要性。

学生通过一年半的化学学习，积累了一定的化学反应，而他们对于这些反应更多地是从元素化合物知识的角度去理解，并没有尝试着从化学反应原理的角度去理解。本课时从学生熟悉的电解反应入手，教学生如何学习化学反应原理中的部分知识、规律，启发、引导学生积极思考，重点是突出培养了学生的思维，获得掌握化学反应原理和规律的方法，而不仅仅是获得知识本身。

二、教学目标设计

知识与技能：

（1）理解电解的基本规律；

（2）电解池中电极反应的书写；

（3）掌握电解原理的重要应用，如电镀、金属的电解精炼、氯碱工业等。

过程与方法：分析比较归纳等思维能力的培养，通过电解实验培养观察能力。

情感态度与价值观：从实验现象分析得出宏观现象和微观本质的关系，领悟感性认识到理性认识的过程。

三、教学重难点与教学过程设计

1.教学重难点

（1）阴阳极的离子放电顺序

（2）惰性电极材料做阳极时的电解规律

（3）活性电极材料做阳极时的电解规律

2.教学设计流程

3.板书设计（略）

四、教学设计的思考

1.教学环节分析

你知道吗——笔者通过展示真实的情境生活污水的处理，引出学习任务——电解反应的原理。将学生的注意力和兴趣吸引到学习任务中来。通过对铝比金子贵这历史事实激发学生的学习兴趣。

设计意图你知道吗 （播放视频）污水处理厂经常用电解反应来净化污水，我们来看污水净化视频。 激发学生的学习兴趣，突出电解在生产和生活中的应用。实验探究（一） 铝做阳极，石墨做负极，电解污水。 激发学生的学习兴趣，设置问题。学生活动你知道吗知识回顾我们都知道元素周期表是由俄国的化学家门捷列夫归纳得到的。为了表彰他的这一重要贡献，英国皇家学会赠送给他一只当时比黄金还贵的铝杯。脚下的泥土随意抓一把，可能都含有许多铝的化合物。之所以铝当时比黄金贵，是因为铝的制备是由钠来还原的。直到1886年，霍尔发明改进了电解铝的方法，金属铝的产量迅速增长，价格则大幅度下降。从此，金属铝告别了首饰店，走进了人们的日常生活中。在初中化学和必修①中我们已经学习过很多的电解反应，请回忆有关知识，并填空：实 例 电解产物 阳极产物 阴极产物 化学方程式水饱和食盐水熔融氯化钠熔融氯化镁熔融氧化铝激发学生兴趣激活学生的认知结构，引导学生问题讨论 问题一：构成电解池的条件有哪些呢？ 聚焦问题情景问题讨论自己动手问题二：电流怎样使水转化为各种产物呢？电解水实验中氢气和氧气是如何得到的呢？问题三：在电解水实验中加入的硫酸钠起什么作用？问题四：能否用氢氧化钠、稀硫酸代替硫酸钠？问题五：电解饱和食盐水即氯碱工业中又是如何制得氢气、氯气和氢氧化钠的？总结电解规律（1）阳离子在 极（阳极、阴极） （得到、失去）电子，发生 反应（氧化、还原）， 性强的阳离子先放电。（2）阴离子在 极（阳极、阴极） （得到、失去）电子，发生 反应（氧化、还原）， 性强的阴离子先放电。层层深入的问题，启发引导学生讨论、思考。帮助学生从以上问题讨论和思考的结果中，自行总结电解规律。帮助学生提炼电解规律的精华，从而能够轻松解决相关的化学问题。自己动手 请写出其余三个电解反应的电极反应。 练习巩固电解规律。自己总结总结电解规律：（1）正极—阳极—阴离子—失电子—氧化反应—还原性强的先（2）负极—阴极—阳离子—得电子—还原反应—氧化性强的先问题讨论实验探究（二）问题六：现在如果我们来电解饱和氯化铜溶液产物可能是什么呢？分析讨论电解饱和氯化铜溶液产物可能是：阳极产物：阴极产物：电解饱和氯化铜溶液写出实验现象和电极反应：规律总结：氧化性大小： ＞ ，所以先放电，阴极产物为 。从电解规律过渡到离子的放电顺序。激发学生的学习兴趣；培养学生思考问题的严密性。问题讨论 问题七：若将电解饱和氯化铜溶液中的碳棒换成铜棒结果会怎样呢？ 启发引导学生思考

视频播放（播放精炼铜视频）（1）比铜活泼的金属——Zn、Fe、Ni只溶解，不析出（2）不如铜活泼的金属——Au、Pt不溶解，而以单质沉积，形成阳极泥（3）电解质溶液中硫酸铜的浓度 基本不变 。激发学生的学习兴趣实验探究（三） 三电极实验电解污水：石墨、铁做阳极，铝做阴极。 激发学生想自己动手实验的兴趣。自己动手电解液中含有 K+、Cl-、SO42-、OH-（少量）、Cu2+、H+（少量），（1）用两个石墨棒作电极电解，开始时阳极上电极反应是 ；阴极上电极反应是 ；（2）改用两个铜棒作电极电解时，则阳极变化是 ，阴极上电极反应是 ；阳极上电极反应是 ；

知识回顾——启发引导学生从已有的知识体系寻找到与本节新课的相关知识。

问题讨论——教师策划好学生思考和讨论的步骤、节奏和深广度，使学生在问题情境中去“发现”问题，从探究和讨论中掌握知识，获得规律。教师让问题的讨论环环相扣，步步深入。

自己动手——学生通过亲自动手解决电解相关的化学问题，从而得到正确的规律和结论。

实验探究——化学是实验科学。引导学生通过实验去观察、分析、研究，从而“发现”知识，探究规律，用理论去论证，从而使问题获得解决。

2.现代教学媒体与传统板书有机结合

现代教学媒体能把文字、声音、图像、动画等传媒集于一体，具有促思，激趣，高效等功能。在课堂上有效利用多媒体手段，特别是对于一些课堂上难以演示的实验，通过多媒体手段往往可以收到事半功倍的效果。但传统的教学手段板书，也有着不可替代的作用。

3.创新实验的设计

这节课中我们采用了创新实验——污水处理。该实验简单易操作、所耗时间短、现象明显。我们设计该实验有3个目的：一是让学生了解当今工业处理污水方法；二是让了解电解法在日常生活中的重要性；三是教师可以通过启发学生逐个分析三电极上得到的产物，帮助学生巩固电解规律。