資源簡介

(共15張PPT)
電解原理的應用
指導思想
內容要求 學業要求 學業質量水平
認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要作用。了解電解池的工作原理，認識電解在實現物質轉化和儲存能量中的具體應用。 能分析、解釋電解池的工作原理，能設計簡單的電解池。 能分析化學能與電能相互轉化的原理及其在生產和生活 中的應用。
內容分析
本節內容位于選擇性必修一第四章第2節，是本大單元的第5課時，內容涵蓋氯堿工業、電解精煉銅和電冶金三部分，電鍍在后面課時提及。本節內容旨在利用第一課時學習的電解CuCl2溶液模型，類比研究電解飽和食鹽水的原理，分析陰、陽極的電極反應和總反應。通過電解精煉和電冶金工業，使學生體會電解原理在實際生產中的應用。新人教版教材新增了氯堿工業產品及其應用的圖解，并給出了離子交換膜法電解飽和食鹽水的示意圖和離子交換膜電解槽裝置圖，貼近實際生產，使學生對氯堿工業有初步體會。另外，新增了“電解與元素的發現”和“電有機合成”相關化學史資料卡片，以使學生認識電解的廣泛應用，拓寬學生視野。
教學分析
重點、難點
1.已有基礎：學生已經通過前面課時的學習建立了完善的電解池理論模型，初步了解了離子交換膜的知識；在必修階段已經涉及了電解法制備活潑金屬的內容。
2.發展點：在建構電解池模型、把握電解原理的基礎上，利用電解原理工具解決實際生產和生活的問題，以深化學生對電解原理的理解，發展“證據推理——模型認知”學科素養;并使學生體會電解原理對人類社會的貢獻，體會化學學科與生產生活密切相關，培養學生的“科學精神與社會責任”學科素養。
學情分析
教學分析
1.通過分析家用消毒機的工作原理，診斷并發展電解模型的系統分析思維。
2.通過對電解精煉銅、電冶金的分析，診斷并發展對電解模型用于解決實際生產問題的思維。
3.通過電解原理應用中對物質轉化的判斷和分析，診斷并發展學生對氧化還原認識思路的結構化水平。
評價目標
1．通過電解認知模型對氯堿工業，粗銅精煉等原理的分析，體會化學技術在生產中的真實應用價值。
2．通過建立電解應用問題的分析思維模式，加深對電解原理的理解與應用。
教學目標
教學分析
教
評
環節一：體會氯堿工業的發展史
1893年紐約建成電解食鹽水制取氯氣、氫氧化鈉的工廠。
1930年吳蘊初創建了“天原電化廠”成為中國氯堿工業的創始人。
1940年后世界以電解飽和食鹽水為基礎的 氯堿工業形成并迅速發展。
吳蘊初
愛國化工實業家
教學過程
1949年國內僅有10個氯堿廠，燒堿年產量只有1.5萬噸，氯產品產品只有液氯、漂白粉、鹽酸、氯化鐵等幾種。
現在，我國氯產品的開發發展到200多余種，并逐漸向精細化工和循環經濟方向邁進。競爭優勢居世界前列。
教學過程
環節二：從家用消毒機到氯堿工業
任務:觀看視頻，畫出電解氯化鈉溶液的裝置圖，
判斷電極產物并書寫電極方程式。
問題1:如何設計實驗檢驗電解氯化鈉水溶液兩級的產物Cl2和NaOH
問題3:該裝置能否應用于氯堿工業中制備NaOH溶液和純凈的Cl2
你能繼續優化該實驗裝置嗎？
陽極 (C) ：2Cl－－2e－===Cl2↑
陰極 (Fe)：2H2O + 2e- === H2↑+ 2OH-
Cl2+2NaOH =NaCl+NaClO+H2O
酚酞
淀粉—KI試紙
陽離子交換膜
陽離子交換膜
飽和NaCl 溶液 水
飽和NaCl 溶液 水（NaOH）
問題2:消毒液的有效成分是什么？從何而來？
環節三：電解精煉—我給精煉銅設計方案
任務：.如何用電解法使粗銅變為精銅？分小組完成設計方案。
教學過程
粗銅(含有鋅、鐵、鎳、銀、金、鉑等微量雜質）
銅導線
黃銅礦
粗銅
資料卡片： 一般火法冶煉得到的粗銅中含有多種雜質(如鋅、鐵、銀、金等)，純度僅為98.5%~99.5%，這種粗銅的導電性遠不能滿足電氣工業的要求，如果用以制電線（純度99.95%以上），就會大大降低電線的導電能力。因此必須利用電解的方法精煉粗銅。
問題1.陽極和陰極材料分別是
問題2.粗銅中的雜質金屬如何除去
問題3.如何選擇電解質溶液
金屬活動性順序：Zn Fe Ni Cu Ag Pt Au
先溶解
再析出
Cu-2e-==Cu2+
Cu2++2e-==Cu
陰極：精銅
陽極：粗銅
電解質溶液：CuSO4
思維建模
陽極材料 粗銅（含Zn、Fe、Ni、Ag、Au、Pt等）
陰極材料 純銅 陽極反應 陰極反應 “陽極泥” 溶液變化 減小
Zn－2e－===Zn2＋
Fe－2e－===Fe2＋
Ni－2e—===Ni2+
Cu－2e－===Cu2＋
Cu2+ + 2e- === Cu
Ag、Au、Pt等金屬雜質失電子能力弱，會以單質形式沉積形成“陽極泥”。
①電解質溶液的Cu2+濃度_______
②引入了Zn2+、Fe2+、Ni2+等雜質，需定時除去
【成果展示】
教學過程
1.確定陽極
①陽極材料
②陽極反應物
2.確定陰極
①陰極材料
②陰極反應物
3.構成閉合回路
①離子導體
②電子導體
原理維度
構建電解原理應用裝置的思路模型
裝置維度
(1)金屬冶煉： Mn＋＋ne－===M
(2)電解法用于冶煉較活潑的金屬(如鈉、鈣、鎂、鋁等)，但不能電解其鹽溶液，
應電解其熔融態。
(熔融)
電解
Mg + Cl2↑
MgCl2
陽極：2Cl- － 2e- == Cl2 ↑
陰極：Mg2++ 2e- == Mg
陽極：6O2- － 12e- == 3O2↑
陰極：Al3++3e- == Al
電解
冰晶石
2Al2O3(熔融) 4Al+ 3O2↑
2NaCl(熔融) 2Na + Cl2↑
電解
陽極：2Cl- － 2e- == Cl2 ↑
陰極：Na++ e- == Na
環節四：電冶金
教學過程
教學過程
教學過程
本節課旨在培養學生的實驗方案設計和優化能力，學生充分發揮已構建的電解池模型的功能，用認知模型解釋電解過程中的化學現象，揭示電解原理的本質，同時將電解模型應用至不同的領域中，讓學生在不斷的學習中體會模型認知的重要性。
在認知進階過程中學會分析、歸納、建構知識間的聯系，提煉出電解原理應用的一般思路，并用框圖等形式對這一認識思路顯性化，學生按此認識思路進行遷移，運用認知模型能對大量的電解過程進行分析判斷，揭示現象的本質。倡導學生像科學家那樣探究物質世界，倡導讓科學探究照進化學的課堂！
照出追求真理的觀念思維；
照出實證推理的科學精神；
照出孜孜以求的人文情懷！
教學反思
感謝您的聆聽，歡迎您批評指正！

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