《電解原理》巧設(shè)計

袁芳芬

[摘要]電解池是借助電能，使不能自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)能夠發(fā)生，從而使電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。它應(yīng)用相當(dāng)廣泛，由此形成的工業(yè)也很多。巧妙設(shè)計《電解原理》一課，有助于學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)電化學(xué)知識，為后續(xù)學(xué)習(xí)電化學(xué)知識在生產(chǎn)生活和科研中的應(yīng)用打好理論基礎(chǔ)。

[關(guān)鍵詞]高中化學(xué) 電解原理 教學(xué)設(shè)計

[中圖分類號]G633.8 [文獻標識碼]A [文章編號]1674-6058（2016）08-0099

本節(jié)課選自人教版普通高中課程標準實驗教科書化學(xué)選修4第四章《電化學(xué)基礎(chǔ)》第三節(jié)。電解池是繼原電池后電化學(xué)基礎(chǔ)不可或缺的組成部分，是學(xué)生學(xué)習(xí)“原電池”知識后的自然延伸，它有助于學(xué)生系統(tǒng)學(xué)習(xí)電化學(xué)知識，為后續(xù)學(xué)習(xí)電化學(xué)知識在生產(chǎn)生活和科研中的應(yīng)用打好理論基礎(chǔ)。

一、新課導(dǎo)入

展示圖片：生活中的電鍍產(chǎn)品。

知識搜索：電鍍（Electroplating）是利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。這種工藝利用電解作用使金屬或其他材料制件的表面附著一層金屬膜，可起到防止腐蝕，提高耐磨性、導(dǎo)電性、反光性及增進美觀等作用。

提問：如何給物品進行電鍍呢？要想電鍍就要先了解電解及電解原理。

設(shè)計目的：創(chuàng)設(shè)情境，引入課題，激發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，感受化學(xué)與生活的關(guān)系。

二、初識電解池

[微型實驗]用膠頭滴管取少量CuCl₂溶液于藥板槽中，用鉛筆芯做電極，給CuCl₂溶液通電，接人9 V直流電后，觀察在兩個鉛筆芯上的現(xiàn)象并記錄在學(xué)案上。注意產(chǎn)物的檢測。

[實驗注意事項]（1）各小組成員間相互配合，分工合作。（2）注意用電安全，連接電路時不要短路。（3）實驗結(jié)束后，請盡快斷開電路，記錄現(xiàn)象。（4）實驗后的溶液不要丟棄，電極不要拆卸。

[思考]組織學(xué)生從實驗現(xiàn)象分析原因。

[動畫模擬]通過多媒體的動畫設(shè)計，模擬電解CuCl₂溶液的微觀反應(yīng)原理。

設(shè)計目的：通過直觀、生動的動畫演示，加深學(xué)生對電解池工作原理的認識。

三、研究電解池

[提問]CuCl₂溶液中除了Cu²⁺、Cl^-之外，還有H⁺和OH^-，為什么后者沒有放電呢？

引導(dǎo)學(xué)生思考：電解質(zhì)溶液中離子的放電順序與離子的什么性質(zhì)有關(guān)？

引導(dǎo)歸納：陽極放電順序：S^2->I^->Br^->C1>OH^->含氧酸根離子。

陰極放電順序：Ag⁺>Hg²⁺>Fe²⁺>Cu²⁺>H⁺（酸）>Pb²⁺>Sn²⁺>Fe²⁺>Zn²⁺> Al³⁺>Mg²⁺>Na⁺>Cg²⁺>K⁺。

[板書設(shè)計]

CuCl₂=Cu+Cl₂↑

陰極：Cu²⁺+2e^-=Cu（與電源負極相連，還原反應(yīng)）

陽極：2Cl^--2e^-=Cl₂↑（與電源正極相連，氧化反應(yīng)）

[學(xué)以致用]以用碳棒為電極電解飽和食鹽水。

可從以下角度思考：（1）通電前電解液中存在哪些離子？這些離子的運動情況怎樣？（2）通電后，離子運動發(fā)生了什么變化？（3）通電后，在陰、陽兩極放電的是什么離子？電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式怎么書寫？（4）電解后，在陰極區(qū)和陽極區(qū)分別得到的產(chǎn)物是什么？怎樣初步檢驗兩極產(chǎn)物的生成？

[思考]同樣是電解CuCl₂溶液，如果采用不同的電極材料，電解情況會受到影響嗎？

[實驗探究]將電解CuCl₂溶液實驗后的兩電極，交換連接，再電解。觀察現(xiàn)象并記錄在學(xué)案上。

設(shè)計目的：利用電解原理分析不同溶液的電解產(chǎn)物，并從實驗中得出同種溶液不同電極材料所得產(chǎn)物不同。

四、電解原理的應(yīng)用

[設(shè)計實驗]鐵鑰匙鍍銅。

實驗用品：直流電源、燒杯、導(dǎo)線、電極（石墨棒、鐵片、銅片）；CuCl₂溶液、NaCl溶液、CuSO₄溶液。

設(shè)計目的：動手設(shè)計，實驗驗證，鞏固和提升所學(xué)知識。

[教學(xué)反思]本節(jié)課的教學(xué)在“以學(xué)生為主體，以老師為主導(dǎo)”的原則下進行，設(shè)計時突出學(xué)生對探究過程的體驗，培養(yǎng)學(xué)生合作精神，提高實踐能力。從日常生活中的物品出發(fā)，創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)學(xué)生的求知欲，通過自己動手，利用所學(xué)知識實驗，分析原因，找出原理，讓學(xué)生掌握知識的同時，體會收獲的喜悅。通過探究實驗提高學(xué)生的參與度，使學(xué)生親身感受電能與化學(xué)能轉(zhuǎn)化的過程，突破教學(xué)重點。同時，教學(xué)過程仍存在一些不足之處，如教學(xué)秩序和探究時間沒把握好，造成課時前松后緊；實驗過程中的污染問題也沒有得到很好的解決，建議改用更好的實驗裝置；少數(shù)學(xué)生因能力差異，沒有積極參與活動，需在今后的教學(xué)中對其進行耐心引導(dǎo)和鼓勵。

（責(zé)任編輯 羅艷）