嘗試以“交換膜、電化學”整合教學素材

摘 要：以“含離子交換膜的電化學”為主線，整合教學素材，優化教學設計，嘗試打造一堂有化學思維、有突破、有創新、高效率的化學課堂。

關鍵詞：交換膜;電化學;概念辨析;“圖示法”解題

一、設計思想

筆者力求從以下幾個方面設計教學：概念辨析、評典例、重點撥、獨特清晰解題思路。近年來，電化學多以含交換膜形式考查，本節課在于引導學生該類題型的解答。[1]當代著名心理學家和教育家布魯納指出“不論我們教什么學科，務必使學生理解學科的基本結構?！?/p>

二、教學目標

1.知識與能力：了解（含交換膜）原電池、電解池的工作原理，能寫出電極反應式和電池總方程式。

2.過程與方法：復習引入、引導、示例、總結等步驟，對電化學進行二輪復習。

3.情感態度價值觀：加深對電化學的體會，理解電能、化學能的相互轉化，學會欣賞化學于人類的貢獻，發現化學之美，掌握有效的解題技巧。

三、教學主要過程

情境導入：賞析一道2014年福建高考題

[師]請同學說說對交換膜的理解！

[生]

[設計意圖]以一道經典的高考題做引課，引出今天課的重難點--交換膜，激發學生的思維。

環節一回歸課本

[師]此處陽離子交換膜的作用是什么？

[生]

[設計意圖]由高考題回歸課本示例，強化基礎。

環節三小試牛刀

1.為循環利用人體呼出的CO2并提供氧氣，我國科學家設計出一種裝置，實現“太陽能→電能→化學能”的轉化，總反應為2CO2=2CO+O2下列有關說法正確的是（）

A.該裝置屬于原電池

B.人體呼出的水蒸氣參與Y極反應：

CO2+H2O+2e-=CO+2OH-

C.反應完畢，該太陽能裝置中的電解質溶液堿性增強

D.X極反應式：O2+2H2O+4e-=4OH-

[師]請書寫電極反應式！

[生]

[師]根據電子流向判斷X為陽極產生氧氣：

4OH--4e-=O2+2H2O，Y為陰極產生CO：2CO2+4e-=2CO+4OH-

[設計意圖]讓學生體會宏觀辨識與微觀探析，體會變化觀念與平衡思想，從簡單開始，更符合學生的認知發展，同時體會到科技改變生活。

環節四典例剖析

2.某原電池裝置如上圖所示，電池總反應為2Ag+Cl2=2AgCl下列說法正確的是（）

A.正極反應AgCl+e-=Ag+Cl-

B.放電時，交換膜右側溶液中有大量白色沉淀生成

C.若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應隨之改變

D.當電路中轉移0.01mole-時，交換膜左側溶液中約減少0.02mol離子

[師]請書寫正極、負極反應式。

[生]負極：Ag-e-=Ag+正極：Cl2+2e-=2Cl-

[師]左側產生Ag+，銀離子處在氯離子的環境，產生的銀離子立即變氯化銀沉淀。

負極：Ag-e-+2Cl-=2AgCl正極：Cl2+2e-=2Cl-

[師]當電路中轉移0.01mole-，交換膜左側溶液約減少0.02mol離子，是否正確？

[板書]負：2Ag-2e-+2Cl-=2AgCl 正：Cl2+2e-=2Cl-

[設計意圖][2]知道可以通過分析、推理等方法認識研究對象的本質特征、構成要素及其相互關系，建立認知模型，并且能運用模型解釋化學現象，揭示現象的本質和規律。

環節四學以致用

3.電解槽內裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開，通電發現左側溶液變藍色，一段時間后，藍色逐漸變淺。已知：3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，下列說法不正確的是（ ）

A.右側發生的電極反應式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-

B.電解結束時，右側溶液中含有IO3-

C.電解槽內發生反應的總化學方程式：KI+3H2O=KIO3+3H2↑

D.如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內發生的總化學不變

[師]該裝置為電解池，根據題中信息，請書寫電極反應式。

[生]陽極：6I--6e-=3I23I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O陰極：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-

[板書]

[師]第1種情況存在I2與OH-的反應，第2中情況不存在OH—的移動，因此I2不消失，藍色溶液不消失，兩者總反應式不同。

[設計意圖]積極倡導“教、學、評”一體化，使得學生在能力方面得到不同程度的提高。

四、教學反思

追逐高考熱點，以“交換膜、電化學”整合教學素材，主題更明確，概念對比更明顯，以點帶面，對電化學整體進行全面的二輪復習。另一方面，筆者今后還應在題目梯度的安排上做長期地努力，良好梯度可以讓課堂更有層次感。

參考文獻

[1]吳曉燕，布魯納.學習理論指導下的心理學教學嘗試.教育探索，2005（5）：90-92

[2]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，（2018.9重?。?

作者簡介：陳嫦（1982-），女，江西靖安人，化學教育本科，現為三明一中化學教師