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《电解原理》教案

一、课标解读

1．内容要求

①认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。

②了解电解池的工作原理，认识电解在实现物质转化和储存能量中的具体应用。

2．学业要求

能分析、解释电解池的工作原理，能设计简单的电解池。

二、教材分析

《电解原理》将带领学生进一步认识化学变化所遵循的基本原理，初步形成关于物质变化的科学观念。在了解化学反应中能量转化所遵循的规律的基础上，赞赏运用化学反应原理对科学技术和人类社会文明所起的重要作用。同时基于电解池原型建构电化学认知模型，基于认知模型认识更多、更复杂的电解池装置，分析、解决电化学真实问题，理解物质变化和能量转化，发展“证据推理与模型认知”的素养。

化学反应中，化学能与其他形式的能量可以相互转化并遵循能量守恒定律。化学能与电能的直接转化需要通过氧化还原反应在一定的装置中才能实现，电解池是将电能转化为化学能的装置。《电解原理》在人教版旧教材中位于选修4第四章第三节，在人教版新教材中位于选择性必修1第四章第二节。与旧教材相比，新教材有如下变化：

1．深入分析CuCl2溶液的电解实验

新教材中保留了CuCl2溶液的电解实验，并更细致深入地分析了其原理。

①描述现象：新教材对现象的描述为“与直流电源负极相连的石墨棒上逐渐覆盖一层红色的铜，与电源正极相连的石墨棒上有气泡产生，湿润的碘化钾淀粉试纸变成蓝色”，将“阴极阳极”的概念后移至原理分析中。

②得出结论：新教材删去了“CuCl2溶液在电流的作用下发生了化学变化，分解生成了Cu和Cl2”，改为“CuCl2溶液在通电条件下生成了Cu和Cl2”，更贴近实验事实，更符合学生的认知。

③分析原理：新教材依次分析了通电前后水溶液中CuCl2的行为。以通电后Cu2＋和Cl－迁移方向为学生展示了离子导体的分析思路。

2．强化对电解原理的认识

在分析电解池的工作原理时，新教材删去了关于“该实验中电解质溶液的导电过程，就是电解质溶液的电解过程”的表述，增加了“上述过程可以看作外接电源提供的电能，借助电解池将还原剂（如Cl－）的电子转移给了氧化剂（如Cu2＋）”。增加了“思考与讨论”环节，带领学生建构模型并提升对模型的认识。增加了“方法导引”，启发学生不仅要重视分析电解池、原电池的区别，也要重视电解池、原电池的联系，即两个装置的电化学基础都是氧化反应和还原反应，进一步发展学生的认识。

3．聚焦于电解原理

新教材删去了“我们不仅可以用电解法分解CuCl2，还可以用此法分解许多难以分解的物质，生产许多化工产品……”及“电解法是最强有力的氧化还原手段”等相关内容，引导学生关注电解原理，为下一节“电解原理的应用”打好基础。

电解池以发生在电子导体与离子导体接触界面上的氧化还原反应为基础。由以上分析可知，新教材强调构成电化学体系的基本要素，即电极反应、电极材料、离子导体、电子导体，重视对电化学过程的系统分析思路，力求提高学生对电化学本质的认识。

三、学情分析

通过前面章节的学习，学生已经掌握了原电池的工作原理及电极反应式的书写，建立了原电池的认知模型，对陌生原电池装置有一定的分析思路和方法，但对于电能与化学能的转化方式及离子的放电顺序等还存在认知局限。

四、素养目标

【教学目标】

1．了解电解、电解池的概念，认识电解是电能转化为化学能的一种重要形式；

2．形成系统分析电解池的一般思路和方法，能初步设计简单的电解池；

3．初步了解在电解过程中，粒子的放电顺序与其氧化性、还原性的关系，能解释或预测电解反应的产物，并能用电极反应和总反应进行表征。

【评价目标】

1．通过对电解池工作原理的讨论和电极反应式及总反应式的书写，诊断学生对电解及电解池的掌握程度；

2．通过对陌生电解池的组成、结构及工作原理的分析，诊断并发生学生的证据推理与模型认知的素养。

五、教学重点、难点

教学重点：电解原理；电极反应的分析与表征

难点：电解池思维模型的建构；离子的放电顺序

六、教学方法

七、教学思路

八、教学过程

环节

教师活动

学生活动

课堂引入

【教师引导】电解一词对大家来说并不陌生，初中时，我们学习了通过电解水实验探究水的组成，在必修二中我们知道了一些非常活泼的金属需要通过电解法冶炼。什么是电解呢？

思考

建立模型

【教师演示】电解氯化铜溶液

这是氯化铜溶液的电解装置，包括直流电源、导线、两个石墨棒和氯化铜溶液，一个石墨棒通过导线连接到电源的正极，另一个石墨棒通过导线连接到电源的负极。请大家观看视频，并描述实验现象。

【教师引导】分析氯化铜溶液的电解实验

从视频中我们可以看出，通电之后与直流电源正极相连的石墨棒上有气泡产生，与直流电源负极相连的石墨棒上覆盖了一层红色物质，当老师打开装置时，还闻到了一股刺激性的气味。这个有刺激性气味的气体是什么呢？红色物质又是什么呢？通电之后，氯化铜