《電能轉化為化學能》教學設計

楊大強

（揚州大學附屬中學 江蘇 揚州 225000）

一、教材分析與教學思路

1.教材分析

案例章節：《普通高中課程標準實驗教科書 （蘇教版）》必修②專題二化學反應與能量第三單元化學能與電能的轉化中電能轉化為化學能（第一課時）。

內容分析：電能轉化為化學能是對教材中化學能與電能的轉化內容的完善，也為學生后面學習選修模塊相關知識奠定基礎。本節內容旨在讓學生了解：電解是一種最強有力的氧化還原手段；電解可以轉化物質；電解可以將電能轉化為物質進而貯存化學能。因此，教材從引導學生回憶學習過的電解反應，從弄清電解反應的反應物和生成物入手，通過電解飽和氯化銅溶液實驗的觀察、探究，幫助學生分析理解電解反應實質，并在此基礎上總結出電解池的基本工作原理，最后通過銅的電解精煉強調電解法在實際工業生產中的重要性。

教學方法：探究教學、問題教學、啟發式教學

2.教學思路與設計

在傳統的電解池內容的教學中，學生在學完之后，僅能機械性的記住電解的基本原理、離子的放電順序，并淺層次地解決一些簡單的與電解相關的習題。“授人以魚，不如授人以漁”。在這節課上，如何通過真實的情景，調動學生的學習興趣、思維，從學生已有知識體系中搜索出相關信息，并自己嘗試去總結、歸納電解的工作原理，以及常見離子的放電順序是這節課的關鍵。因此，我們首先用電解在水的凈化中的應用——制氫氧化鋁膠體沉降廢水中的固體懸浮物為教學情境，激發學生學習的興趣，再加以一個個啟發式的問題來調動學生思考，從而引導學生自行歸納出電解原理和一些常見離子的放電順序。然后，我們通過探究實驗“電解飽和氯化銅溶液”，幫助學生構建電解池這一完整的知識體系，最后通過“工業精煉銅視頻錄像”讓學生進一步理解電解在工業和生活中的重要性。

學生通過一年半的化學學習，積累了一定的化學反應，而他們對于這些反應更多地是從元素化合物知識的角度去理解，并沒有嘗試著從化學反應原理的角度去理解。本課時從學生熟悉的電解反應入手，教學生如何學習化學反應原理中的部分知識、規律，啟發、引導學生積極思考，重點是突出培養了學生的思維，獲得掌握化學反應原理和規律的方法，而不僅僅是獲得知識本身。

二、教學目標設計

知識與技能：

（1）理解電解的基本規律；

（2）電解池中電極反應的書寫；

（3）掌握電解原理的重要應用，如電鍍、金屬的電解精煉、氯堿工業等。

過程與方法：分析比較歸納等思維能力的培養，通過電解實驗培養觀察能力。

情感態度與價值觀：從實驗現象分析得出宏觀現象和微觀本質的關系，領悟感性認識到理性認識的過程。

三、教學重難點與教學過程設計

1.教學重難點

（1）陰陽極的離子放電順序

（2）惰性電極材料做陽極時的電解規律

（3）活性電極材料做陽極時的電解規律

2.教學設計流程

3.板書設計（略）

四、教學設計的思考

1.教學環節分析

你知道嗎——筆者通過展示真實的情境生活污水的處理，引出學習任務——電解反應的原理。將學生的注意力和興趣吸引到學習任務中來。通過對鋁比金子貴這歷史事實激發學生的學習興趣。

設計意圖你知道嗎 （播放視頻）污水處理廠經常用電解反應來凈化污水，我們來看污水凈化視頻。 激發學生的學習興趣，突出電解在生產和生活中的應用。實驗探究（一） 鋁做陽極，石墨做負極，電解污水。 激發學生的學習興趣，設置問題。學生活動你知道嗎知識回顧我們都知道元素周期表是由俄國的化學家門捷列夫歸納得到的。為了表彰他的這一重要貢獻，英國皇家學會贈送給他一只當時比黃金還貴的鋁杯。腳下的泥土隨意抓一把，可能都含有許多鋁的化合物。之所以鋁當時比黃金貴，是因為鋁的制備是由鈉來還原的。直到1886年，霍爾發明改進了電解鋁的方法，金屬鋁的產量迅速增長，價格則大幅度下降。從此，金屬鋁告別了首飾店，走進了人們的日常生活中。在初中化學和必修①中我們已經學習過很多的電解反應，請回憶有關知識，并填空：實 例 電解產物 陽極產物 陰極產物 化學方程式水飽和食鹽水熔融氯化鈉熔融氯化鎂熔融氧化鋁激發學生興趣激活學生的認知結構，引導學生問題討論 問題一：構成電解池的條件有哪些呢？ 聚焦問題情景問題討論自己動手問題二：電流怎樣使水轉化為各種產物呢？電解水實驗中氫氣和氧氣是如何得到的呢？問題三：在電解水實驗中加入的硫酸鈉起什么作用？問題四：能否用氫氧化鈉、稀硫酸代替硫酸鈉？問題五：電解飽和食鹽水即氯堿工業中又是如何制得氫氣、氯氣和氫氧化鈉的？總結電解規律（1）陽離子在 極（陽極、陰極） （得到、失去）電子，發生 反應（氧化、還原）， 性強的陽離子先放電。（2）陰離子在 極（陽極、陰極） （得到、失去）電子，發生 反應（氧化、還原）， 性強的陰離子先放電。層層深入的問題，啟發引導學生討論、思考。幫助學生從以上問題討論和思考的結果中，自行總結電解規律。幫助學生提煉電解規律的精華，從而能夠輕松解決相關的化學問題。自己動手 請寫出其余三個電解反應的電極反應。 練習鞏固電解規律。自己總結總結電解規律：（1）正極—陽極—陰離子—失電子—氧化反應—還原性強的先（2）負極—陰極—陽離子—得電子—還原反應—氧化性強的先問題討論實驗探究（二）問題六：現在如果我們來電解飽和氯化銅溶液產物可能是什么呢？分析討論電解飽和氯化銅溶液產物可能是：陽極產物：陰極產物：電解飽和氯化銅溶液寫出實驗現象和電極反應：規律總結：氧化性大小： ＞ ，所以先放電，陰極產物為 。從電解規律過渡到離子的放電順序。激發學生的學習興趣；培養學生思考問題的嚴密性。問題討論 問題七：若將電解飽和氯化銅溶液中的碳棒換成銅棒結果會怎樣呢？ 啟發引導學生思考

視頻播放（播放精煉銅視頻）（1）比銅活潑的金屬——Zn、Fe、Ni只溶解，不析出（2）不如銅活潑的金屬——Au、Pt不溶解，而以單質沉積，形成陽極泥（3）電解質溶液中硫酸銅的濃度 基本不變 。激發學生的學習興趣實驗探究（三） 三電極實驗電解污水：石墨、鐵做陽極，鋁做陰極。 激發學生想自己動手實驗的興趣。自己動手電解液中含有 K+、Cl-、SO42-、OH-（少量）、Cu2+、H+（少量），（1）用兩個石墨棒作電極電解，開始時陽極上電極反應是 ；陰極上電極反應是 ；（2）改用兩個銅棒作電極電解時，則陽極變化是 ，陰極上電極反應是 ；陽極上電極反應是 ；

知識回顧——啟發引導學生從已有的知識體系尋找到與本節新課的相關知識。

問題討論——教師策劃好學生思考和討論的步驟、節奏和深廣度，使學生在問題情境中去“發現”問題，從探究和討論中掌握知識，獲得規律。教師讓問題的討論環環相扣，步步深入。

自己動手——學生通過親自動手解決電解相關的化學問題，從而得到正確的規律和結論。

實驗探究——化學是實驗科學。引導學生通過實驗去觀察、分析、研究，從而“發現”知識，探究規律，用理論去論證，從而使問題獲得解決。

2.現代教學媒體與傳統板書有機結合

現代教學媒體能把文字、聲音、圖像、動畫等傳媒集于一體，具有促思，激趣，高效等功能。在課堂上有效利用多媒體手段，特別是對于一些課堂上難以演示的實驗，通過多媒體手段往往可以收到事半功倍的效果。但傳統的教學手段板書，也有著不可替代的作用。

3.創新實驗的設計

這節課中我們采用了創新實驗——污水處理。該實驗簡單易操作、所耗時間短、現象明顯。我們設計該實驗有3個目的：一是讓學生了解當今工業處理污水方法；二是讓了解電解法在日常生活中的重要性；三是教師可以通過啟發學生逐個分析三電極上得到的產物，幫助學生鞏固電解規律。