4-2-4電解原理的應(yīng)用Ⅰ教學(xué)設(shè)計(jì)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

4-2-4電解原理的應(yīng)用Ⅰ教學(xué)設(shè)計(jì)2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1授課內(nèi)容授課時(shí)數(shù)授課班級(jí)授課人數(shù)授課地點(diǎn)授課時(shí)間課程基本信息1.課程名稱：電解原理的應(yīng)用Ⅰ

2.教學(xué)年級(jí)和班級(jí)：2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

3.授課時(shí)間：1課時(shí)

4.教學(xué)時(shí)數(shù)：45分鐘核心素養(yǎng)目標(biāo)本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)包括：提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，通過電解原理實(shí)驗(yàn)的操作和分析，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和科學(xué)思維；培養(yǎng)學(xué)生的信息處理能力，通過電解原理的應(yīng)用實(shí)例，讓學(xué)生學(xué)會(huì)從信息中提取關(guān)鍵點(diǎn)并進(jìn)行分析；提高學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，通過小組討論和實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的溝通協(xié)作能力；培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)和討論中提出新的觀點(diǎn)和思考。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：

1.電解原理的基本概念和電解過程。

2.不同電解質(zhì)溶液中的離子放電順序。

3.電解產(chǎn)物的判斷和計(jì)算。

難點(diǎn)：

1.電解質(zhì)溶液中離子放電順序的判斷。

2.電解過程中電極反應(yīng)的理解和應(yīng)用。

3.電解產(chǎn)物的計(jì)算方法。

解決辦法：

1.通過實(shí)驗(yàn)演示和動(dòng)畫講解，幫助學(xué)生直觀理解電解原理和電解過程。

2.通過實(shí)例分析和練習(xí)題，讓學(xué)生掌握離子放電順序的判斷方法。

3.通過步驟講解和練習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生理解和應(yīng)用電極反應(yīng)。

4.通過分組討論和問題解答，幫助學(xué)生掌握電解產(chǎn)物的判斷和計(jì)算方法。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.實(shí)驗(yàn)法：通過電解實(shí)驗(yàn)的演示和操作，讓學(xué)生直觀地理解電解原理和電解過程，增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力。

2.討論法：組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考和探究電解質(zhì)溶液中離子放電順序的判斷方法，提高學(xué)生的科學(xué)思維能力。

3.問題解決法：通過提出問題和案例分析，激發(fā)學(xué)生的思考和探究欲望，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用電解原理解決實(shí)際問題的能力。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用多媒體設(shè)備播放電解實(shí)驗(yàn)的動(dòng)畫和視頻，生動(dòng)形象地展示電解過程，幫助學(xué)生更好地理解電解原理。

2.教學(xué)軟件應(yīng)用：運(yùn)用教學(xué)軟件進(jìn)行電解產(chǎn)物的計(jì)算和分析，提高學(xué)生的信息處理能力和創(chuàng)新思維。

3.互動(dòng)式教學(xué)平臺(tái)：利用互動(dòng)式教學(xué)平臺(tái)，發(fā)布電解原理相關(guān)的問題和討論主題，引導(dǎo)學(xué)生積極參與討論和交流，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

4.練習(xí)題和案例分析：設(shè)計(jì)相關(guān)的練習(xí)題和案例分析，讓學(xué)生在理論知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行應(yīng)用和實(shí)踐，鞏固所學(xué)知識(shí)，并培養(yǎng)學(xué)生的解決問題的能力。

5.反饋與評(píng)價(jià)：通過學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告、作業(yè)和課堂表現(xiàn)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，及時(shí)給予反饋，幫助學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)方法和提高學(xué)習(xí)效果。教學(xué)流程（一）課前準(zhǔn)備（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

學(xué)生預(yù)習(xí)：

發(fā)放預(yù)習(xí)材料，引導(dǎo)學(xué)生提前了解電解原理及應(yīng)用的學(xué)習(xí)內(nèi)容，標(biāo)記出有疑問或不懂的地方。

設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)問題，激發(fā)學(xué)生思考，為課堂學(xué)習(xí)電解原理及應(yīng)用內(nèi)容做好準(zhǔn)備。

教師備課：

深入研究教材，明確電解原理及應(yīng)用教學(xué)目標(biāo)和重難點(diǎn)。

準(zhǔn)備教學(xué)用具和多媒體資源，確保電解原理及應(yīng)用教學(xué)過程的順利進(jìn)行。

設(shè)計(jì)課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)電解原理及應(yīng)用的積極性。

（二）課堂導(dǎo)入（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

激發(fā)興趣：

提出問題或設(shè)置懸念，引發(fā)學(xué)生的好奇心和求知欲，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入電解原理及應(yīng)用學(xué)習(xí)狀態(tài)。

回顧舊知：

簡要回顧上節(jié)課學(xué)習(xí)的電解質(zhì)和電離等知識(shí)，幫助學(xué)生建立知識(shí)之間的聯(lián)系。

提出問題，檢查學(xué)生對(duì)舊知的掌握情況，為電解原理及應(yīng)用新課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

（三）新課呈現(xiàn)（預(yù)計(jì)用時(shí)：25分鐘）

知識(shí)講解：

清晰、準(zhǔn)確地講解電解原理的基本概念、電解過程以及離子放電順序等知識(shí)點(diǎn)，結(jié)合實(shí)例幫助學(xué)生理解。

突出電解原理的重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)離子放電順序等難點(diǎn)，通過對(duì)比、歸納等方法幫助學(xué)生加深記憶。

互動(dòng)探究：

設(shè)計(jì)小組討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生圍繞電解質(zhì)溶液中離子放電順序的判斷方法展開討論，培養(yǎng)學(xué)生的合作精神和溝通能力。

鼓勵(lì)學(xué)生提出自己的觀點(diǎn)和疑問，引導(dǎo)學(xué)生深入思考，拓展思維。

技能訓(xùn)練：

設(shè)計(jì)實(shí)踐活動(dòng)或?qū)嶒?yàn)，讓學(xué)生在實(shí)踐中體驗(yàn)電解原理及應(yīng)用知識(shí)的應(yīng)用，提高實(shí)踐能力。

在電解原理及應(yīng)用新課呈現(xiàn)結(jié)束后，對(duì)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行梳理和總結(jié)。

強(qiáng)調(diào)電解原理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，幫助學(xué)生形成完整的知識(shí)體系。

（四）鞏固練習(xí)（預(yù)計(jì)用時(shí)：5分鐘）

隨堂練習(xí)：

隨堂練習(xí)題，讓學(xué)生在課堂上完成，檢查學(xué)生對(duì)電解原理及應(yīng)用知識(shí)的掌握情況。

鼓勵(lì)學(xué)生相互討論、互相幫助，共同解決電解原理及應(yīng)用問題。

錯(cuò)題訂正：

針對(duì)學(xué)生在隨堂練習(xí)中出現(xiàn)的錯(cuò)誤，進(jìn)行及時(shí)訂正和講解。

引導(dǎo)學(xué)生分析錯(cuò)誤原因，避免類似錯(cuò)誤再次發(fā)生。

（五）拓展延伸（預(yù)計(jì)用時(shí)：3分鐘）

知識(shí)拓展：

介紹與電解原理及應(yīng)用相關(guān)的拓展知識(shí)，拓寬學(xué)生的知識(shí)視野。

引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注學(xué)科前沿動(dòng)態(tài)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和探索精神。

情感升華：

結(jié)合電解原理及應(yīng)用內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生思考學(xué)科與生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

鼓勵(lì)學(xué)生分享學(xué)習(xí)電解原理及應(yīng)用的心得和體會(huì)，增進(jìn)師生之間的情感交流。

（六）課堂小結(jié)（預(yù)計(jì)用時(shí)：2分鐘）

簡要回顧本節(jié)課學(xué)習(xí)的電解原理及應(yīng)用內(nèi)容，強(qiáng)調(diào)重點(diǎn)和難點(diǎn)。

肯定學(xué)生的表現(xiàn)，鼓勵(lì)他們繼續(xù)努力。

布置作業(yè)：

根據(jù)本節(jié)課學(xué)習(xí)的電解原理及應(yīng)用內(nèi)容，布置適量的課后作業(yè)，鞏固學(xué)習(xí)效果。

提醒學(xué)生注意作業(yè)要求和時(shí)間安排，確保作業(yè)質(zhì)量。學(xué)生學(xué)習(xí)效果1.知識(shí)掌握：學(xué)生能夠理解電解原理的基本概念，掌握電解過程以及離子放電順序的知識(shí)，并能夠運(yùn)用這些知識(shí)解釋實(shí)際問題。

2.實(shí)驗(yàn)技能：學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作，能夠熟練掌握電解實(shí)驗(yàn)的基本步驟和技巧，能夠安全、準(zhǔn)確地進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。

3.科學(xué)思維：學(xué)生通過分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果和解決實(shí)際問題，能夠培養(yǎng)觀察、思考、推理和判斷的科學(xué)思維能力。

4.問題解決：學(xué)生能夠運(yùn)用電解原理解決實(shí)際問題，如判斷電解產(chǎn)物的生成和進(jìn)行電解產(chǎn)物的計(jì)算。

5.團(tuán)隊(duì)合作：學(xué)生在小組討論和實(shí)驗(yàn)過程中，能夠有效溝通、合作，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。

6.創(chuàng)新能力：學(xué)生能夠提出新的觀點(diǎn)和思考，通過實(shí)驗(yàn)和討論，培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

7.情感態(tài)度：學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到電解原理在實(shí)際生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)對(duì)化學(xué)學(xué)科的興趣和熱情，增強(qiáng)對(duì)科學(xué)研究的信心。板書設(shè)計(jì)①重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：電解原理的基本概念、電解過程、離子放電順序、電解產(chǎn)物的判斷和計(jì)算。

②關(guān)鍵詞：電解、電極、離子、放電、產(chǎn)物、電流。

③趣味性句子：電解實(shí)驗(yàn)中的“神奇轉(zhuǎn)化”，如“水分解成氫氣和氧氣”，以及“氧化還原反應(yīng)”的趣味描述。

④藝術(shù)性設(shè)計(jì)：使用不同顏色和圖標(biāo)來標(biāo)注電解原理的不同環(huán)節(jié)，如使用紅色標(biāo)注氧化反應(yīng)，藍(lán)色標(biāo)注還原反應(yīng)，綠色標(biāo)注離子放電順序。

⑤互動(dòng)性元素：在板書中加入互動(dòng)性問題，如“你能預(yù)測這個(gè)電解實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生哪些氣體嗎？”引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂討論。

⑥邏輯性結(jié)構(gòu)：板書設(shè)計(jì)應(yīng)遵循邏輯順序，從電解原理的定義到電解過程的描述，再到離子放電順序的判斷，最后到電解產(chǎn)物的計(jì)算，使學(xué)生能夠清晰地理解電解原理的應(yīng)用。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測課堂小結(jié)：

1.本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電解原理的基本概念，包括電解過程、離子放電順序以及電解產(chǎn)物的判斷和計(jì)算。

2.學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)操作，直觀地了解了電解過程，并能夠運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解釋實(shí)際問題。

3.學(xué)生在小組討論和實(shí)驗(yàn)過程中，培養(yǎng)了科學(xué)思維、團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新能力。

4.學(xué)生能夠運(yùn)用電解原理解決實(shí)際問題，如判斷電解產(chǎn)物的生成和進(jìn)行電解產(chǎn)物的計(jì)算。

5.學(xué)生對(duì)電解原理在實(shí)際生活中的應(yīng)用有了更深入的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)了興趣和熱情，增強(qiáng)了對(duì)科學(xué)研究的信心。

當(dāng)堂檢測：

1.判斷題：

（1）電解是指在直流電源的作用下，物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程。（）

（2）在電解過程中，陽離子向陰極移動(dòng)，陰離子向陽極移動(dòng)。（）

（3）電解產(chǎn)物的生成取決于電解質(zhì)的種類和濃度。（）

2.選擇題：

（1）以下哪個(gè)物質(zhì)在電解過程中會(huì)產(chǎn)生氫氣？（）

A.硫酸B.氯化鈉C.硝酸D.氫氧化鈉

3.簡答題：

請(qǐng)簡述電解原理的基本過程及其應(yīng)用。

4.計(jì)算題：

已知某電解質(zhì)溶液中的硫酸根離子濃度為0.2mol/L，氫離子濃度為0.1mol/L，求在該溶液中進(jìn)行電解時(shí)，陰極和陽極上分別產(chǎn)生的氣體體積。

5.實(shí)驗(yàn)題：

設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證不同電解質(zhì)溶液中的離子放電順序。典型例題講解例題1：

題目：已知某電解質(zhì)溶液中的氫離子濃度為0.1mol/L，硫酸根離子濃度為0.2mol/L，求在該溶液中進(jìn)行電解時(shí)，陰極和陽極上分別產(chǎn)生的氣體體積。

解題思路：

首先，根據(jù)電解原理，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。在給定的溶液中，陽極上氫離子放電生成氫氣，陰極上硫酸根離子放電生成氫氧化物。

計(jì)算過程：

（1）陽極放電方程式：2H+（aq）-2e-→H2（g）

（2）陰極放電方程式：SO4^2-（aq）+2H2O（l）+2e-→SO3^2-（aq）+4OH-（aq）

由于氫離子濃度為0.1mol/L，我們可以計(jì)算出在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每摩爾氫離子放電產(chǎn)生的氫氣體積為22.4L。因此，每摩爾硫酸根離子放電產(chǎn)生的氫氧化物體積為4×22.4L=89.6L。

根據(jù)阿伏伽德羅常數(shù)，0.1mol的氫離子對(duì)應(yīng)22.4L的氫氣體積。因此，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol的硫酸根離子放電產(chǎn)生的氫氧化物體積為89.6L。

答案：陽極上產(chǎn)生的氣體為氫氣，體積為22.4L；陰極上產(chǎn)生的氣體為氫氧化物，體積為89.6L。

例題2：

題目：已知某電解質(zhì)溶液中的氫離子濃度為0.1mol/L，氫氧根離子濃度為0.2mol/L，求在該溶液中進(jìn)行電解時(shí)，陰極和陽極上分別產(chǎn)生的氣體體積。

解題思路：

首先，根據(jù)電解原理，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。在給定的溶液中，陽極上氫離子放電生成氫氣，陰極上氫氧根離子放電生成水。

計(jì)算過程：

（1）陽極放電方程式：2H+（aq）-2e-→H2（g）

（2）陰極放電方程式：OH-（aq）+H2O（l）+e-→H2O（l）

由于氫離子濃度為0.1mol/L，我們可以計(jì)算出在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每摩爾氫離子放電產(chǎn)生的氫氣體積為22.4L。因此，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol的氫氧根離子放電產(chǎn)生的水體積為22.4L。

答案：陽極上產(chǎn)生的氣體為氫氣，體積為22.4L；陰極上產(chǎn)生的氣體為水，體積為22.4L。

例題3：

題目：已知某電解質(zhì)溶液中的氫離子濃度為0.1mol/L，氯離子濃度為0.2mol/L，求在該溶液中進(jìn)行電解時(shí)，陰極和陽極上分別產(chǎn)生的氣體體積。

解題思路：

首先，根據(jù)電解原理，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。在給定的溶液中，陽極上氯離子放電生成氯氣，陰極上氫離子放電生成氫氣。

計(jì)算過程：

（1）陽極放電方程式：Cl-（aq）+1e-→Cl2（g）

（2）陰極放電方程式：2H+（aq）-2e-→H2（g）

由于氯離子濃度為0.1mol/L，我們可以計(jì)算出在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每摩爾氯離子放電產(chǎn)生的氯氣體積為22.4L。因此，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol的氫離子放電產(chǎn)生的氫氣體積為22.4L。

答案：陽極上產(chǎn)生的氣體為氯氣，體積為22.4L；陰極上產(chǎn)生的氣體為氫氣，體積為22.4L。

例題4：

題目：已知某電解質(zhì)溶液中的硫酸根離子濃度為0.1mol/L，氯離子濃度為0.2mol/L，求在該溶液中進(jìn)行電解時(shí)，陰極和陽極上分別產(chǎn)生的氣體體積。

解題思路：

首先，根據(jù)電解原理，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。在給定的溶液中，陽極上硫酸根離子放電生成硫酸，陰極上氯離子放電生成氯氣。

計(jì)算過程：

（1）陽極放電方程式：SO4^2-（aq）+2e-→SO3^2-（aq）+4H+（aq）

（2）陰極放電方程式：Cl-（aq）+1e-→Cl2（g）

由于硫酸根離子濃度為0.1mol/L，我們可以計(jì)算出在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，每摩爾硫酸根離子放電產(chǎn)生的硫酸體積為22.4L。因此，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下，1mol的氯離子放電產(chǎn)生的氯氣體積為22.4L。

答案：陽極上產(chǎn)生的氣體為氯氣，體積為22.4L；陰極上產(chǎn)生的氣體為硫酸，體積為22.4L。

例題5：

題目：已知某電解質(zhì)溶液中的氫離子濃度為0.1mol/L，硫酸根離子濃度為0.1mol/L，求在該溶液中進(jìn)行電解時(shí)，陰極和陽極上分別產(chǎn)生的氣體體積。

解題思路：

首先，根據(jù)電解原理，陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極發(fā)生還原反應(yīng)。在給定的溶液中，陽極上氫離子放電生成氫氣，