《電化學基礎》單元復習課教學建議

選修4第四章《電化學基礎》單元復習課教學建議廣州市真光中學周斯筠新課標要求1．體驗化學能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程，了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。2．通過查閱資料了解常見化學電源的種類及其工作原理，認識化學能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義及其重要應用。3．能解釋金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的危害，通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。本復習課的教學目標1.知識與技能目標（1）在氧化還原反應的基礎上理解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應式和電池反應方程式。（2）能夠利用原電池和電解池的知識解答生產(chǎn)生活中的實際問題。2.過程與方法目標（1）通過構(gòu)建原電池和電解池的模型，學生體會模型方法在學習中的運用。（2）通過對原電池和電解池的比較，培養(yǎng)學生應用對比等方法總結(jié)概括知識的能力。3.情感態(tài)度與價值觀目標重視理論聯(lián)系實際，在解決生產(chǎn)生活中的實際問題的過程中，讓學生深刻認識到化學知識對人類生活和社會發(fā)展的重要作用，培養(yǎng)學生的環(huán)保意識，提高科學素養(yǎng)，激發(fā)學生對化學的學習興趣。教學重點和難點復習重點：電池和電解池的工作原理復習難點運用原電池和電解池的工作原理，分析新型電池的電極反應以及生產(chǎn)和生活中的實際應用。

教學策略學生常錯點分析不少學生在解答電化學問題時,常因不能正確判斷原電池的正負極、電解池的陰陽極、參加電極反應的粒子及反應類型而屢屢出錯，學生普遍存在的問題是對電子流向、離子移動方向搞不清,電極反應類型記不住，電極方程式不會書寫,張冠李戴的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。究其原因是囫圇吞棗，死記硬背,僅用幾個常用的原電池和電解池例子代入來解決問題，而不是通過氧化還原的基本概念和理論去分析問題，缺乏對電化學基礎知識的真正理解。為了使學生比較輕松而深刻地理解電化學知識,提高分析問題和解決問題的能力,教師可引導學生抓住電化學知識的主線——電子。在氧化還原反應知識基礎上，結(jié)合電學的知識，抓住電子的流動方向進行原電池和電解池原理分析。氧化還原反應的本質(zhì)就是電子的轉(zhuǎn)移，而學生從初中開始就接觸電學，對電路中電流的方向和電子流動的方向有很深的記憶和理解，那么在復習電化學知識不妨從電子的流動方向入手，分析得失電子，進而得出電極類型、離子移動方向、反應類型、產(chǎn)物、電極方程式以及計算。模型構(gòu)建電極板電極板電解質(zhì)溶液電源電極板電極板電極板電極板電解質(zhì)溶液電源電極板電極板電解質(zhì)溶液

復習建議電化學知識點看似零散，如電極判斷、電極反應式的書寫、離子的移動、電解質(zhì)溶液的變化、新型電池的分析、金屬的腐蝕和防護、電鍍、電冶金、電解法制備某些物質(zhì)，裝置設計、環(huán)境保護等等，其實歸根結(jié)底所有的考點都是基本圍繞原電池和電解池的工作原理展開，只要深刻理解兩池的工作原理，這就能順利解決電化學的有關問題。單元復習課突出電化學方法的內(nèi)核（氧化還原反應）和主線（電子），把零散的知識整合起來，學生掌握思考問題的一般步驟。原電池和電解池的工作原理立足氧化還原反應，學生才能對原電池和電解池的工作原理有較深刻的理解。復習時可先復習有關氧化還原反應的基本概念，然后以“典例→模型→應用”模式展開學習。⑴典例簡單的雙液電池和電解池裝置分析，引導學生從得失電子的角度確定氧化劑和還原劑，逐步理清兩種裝置的區(qū)別、電子流動方向與電極名稱、離子移動方向、電極反應式書寫、反應類型、反應產(chǎn)物等問題之間的關系。（2）模型經(jīng)過對各種典型的原電池和電解池的分析，抽象為模型圖，教師讓學生在原電池和電解池模型圖中標出裝置名稱、電極材料、電極名稱、電子流動方向、離子移動方向、電極反應、能量轉(zhuǎn)變等問題，并列表比較。學生在抽象模型和表格歸納對比中可清晰認識原電池和電解池之間的關系。這樣有助于學生形成規(guī)律，往后再遇到新型的電池，問題也能迎刃而解。（3）應用原電池和電解池的應用范疇很廣，包括新能源、化學電源設計、金屬的腐蝕與防護、電鍍、電冶金、物質(zhì)的制備等等。練習題中不妨選擇一些有時代氣息的新型電池，與工業(yè)生產(chǎn)相聯(lián)系的題目。分析題目時，可引導學生應用氧化還原反應知識結(jié)合原電池和電解池的工作原理解決問題，并總結(jié)出分析電化學題目的一般步驟。電極反應式和電池總反應式的書寫正確書寫電極反應式和電池總反應式，首要的是清楚哪些粒子放電。這其實歸根結(jié)底就是氧化還原反應的問題。作為氧化劑，得電子能力越強的粒子越先放電；作為還原劑，失電子能力越強的粒子越先放電。當學生知道這些問題后就能判斷電極反應的反應物。關于放電順序，學生還是需要記憶某些粒子的放電規(guī)律。電解池：陽離子在陰極的放電順序正好與金屬活動順序相反。順序突出記?。篈g＋、Fe3＋＞Cu2＋＞H＋(酸)＞Fe2＋＞Zn2＋＞H＋(水)＞Na＋。在陽極陰離子的放電順序突出記?。航饘匐姌O(除Au、Pt)＞I>Br->Cl－＞OH－(堿、水)＞NO3－即可。同時要注意電極的種類不同造成不同的產(chǎn)物。判斷酸堿鹽水溶液的電解產(chǎn)物，首先讓學生自己寫電離方程式分析溶液中有哪幾種離子，根據(jù)放電順序判斷陽極、陰極應出什么產(chǎn)物，然后自己寫電極反應式、電解的化學反應方程式?；A較好的學生，可建議他們歸納出有無氧氣或氫氣產(chǎn)生的四類電解質(zhì)水溶液電解規(guī)律，包括電解產(chǎn)物、方程式、適用范圍、溶液pH變化等。原電池：注意介質(zhì)，當介質(zhì)不同時，電極反應式不同，如鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕，燃料電池。燃料電池中一定是燃料作負極，氧氣做正極，且氧氣的電極反應只有如下四種情況：①酸性介質(zhì)：O2＋4e－＋4H＋＝2H2O，②堿性或中性介質(zhì)：O2＋4e－＋2H2O＝4OH－，③固體氧化物熔融傳導O2－：O2＋4e－＝2O2－，④熔融碳酸鹽：負極O2＋4e－＋CO2＝CO32－（O2－與CO2反應）。以上電極反應式可讓學生結(jié)合具體例子書寫。除了根據(jù)原理分析，教師也可教授學生書寫電極反應式和電池總反應式的方法：“一分為二（減），二合為一（加）”。題目給出電池總反應式，學生只要書寫了較簡單的一極反應的電極方程式，然后總反應式減一極，可得另一極電極反應式。反過來，知道電極反應式，那么相加即可得電池總反應式?；瘜W電源教學中應把選修四第四章第2節(jié)給出的堿性鋅錳電池、鉛蓄電池、氫氧燃料電池的正負極材料、電極反應及總反應作為重點分析。課堂上分析一例，學生課后再對課本的例子逐一書寫電極反應式，特別是燃料電池。近年的高考試題中也出現(xiàn)了實物圖電池，這類題設問方式很多，且靈活多變，這要求學生對原電池的工作原理有深刻的認識，如2010年全國卷。雖然這些題命題材料很多很新穎，但殊途同歸，考查的內(nèi)容都是圍繞那幾個知識點進行。課堂上有意識地涉及高考題，引導學生要充分利用實物圖，從實物圖獲取信息，提煉信息，例如電子流動方向、離子移動方向、電極反應等等，從而正確解題，以后當學生遇到背景新的題目時就不會覺得無從下手了。電化學知識在生產(chǎn)生活中的應用電化學有關知識廣泛應用在金屬腐蝕與防護、金屬冶煉、電鍍等方面。高考命題中，對于電化學專題，除了圍繞上述幾方面進行，同時也會出既涉及新能源、環(huán)境保護、工業(yè)生產(chǎn)等熱點問題，以及利用電解原理實現(xiàn)用通常方法難以制備的物質(zhì)的制備等方面的內(nèi)容。將電化學有關知識應用在化學實驗現(xiàn)象的判斷和分析、定量實驗的操作要求、離子方程式的書寫、氧化還原反應問題分析、化學計算等方面，是高考命題的一個新的變化，復習時應引起足夠的重視。例如：2010年四川理綜卷第27題，山東卷第29題。無論題目如何變化，形式如何新穎，只要學生對電化學的核心知識有正確的理解，那么就不難解答這些問題。課堂復習時可以結(jié)合具體例子展開，如比較鐵的腐蝕速度、防止鐵的生銹等，學生體會如何運用電化學知識。習題選擇充分利用《學習與評價》的題目，學生水平比較好的可適當增加一些高考題目。教學設計案例【環(huán)節(jié)一】本章知識系統(tǒng)梳理【引入】氧化還原反應的本質(zhì)是電子發(fā)生轉(zhuǎn)移，而電化學就是利用氧化還原反應實現(xiàn)了化學能與電能之間的轉(zhuǎn)化。知識網(wǎng)絡圖【環(huán)節(jié)二】模型的建構(gòu)【回顧】那么如何利用氧化還原反應分析電化學并應用呢？氧化劑：反應時化合價________，________電子，被________，發(fā)生________反應；CuAgCuAgAgNO3溶液ONGYECuSO4溶液鹽橋（含瓊膠的

KCl飽和溶液）CCCCNaCl溶液⑴分析比較上述兩個裝置示意圖，指出裝置名稱。⑵標出兩池電子流動情況。⑶標出兩池離子移動情況。⑷分別標出四個電極發(fā)生的反應類型（氧化？還原？）。⑸分別標出四個電極的名稱。（6）分析兩個裝置中能量的轉(zhuǎn)變（7）分別寫出以上兩個裝置的反應現(xiàn)象（8）寫出以上兩個裝置的電極反應式和總反應式電極板電極板電解質(zhì)溶液電極板電極板電解質(zhì)溶液電極板電極板電解質(zhì)溶液電極板電極板電解質(zhì)溶液電源

[板書]歸納氧化還原反應原電池（自發(fā)）電解池（外加電源）還原劑氧化反應負極陽極（接正極）e—e—陰離子↑e—陰離子↑e—氧化劑還原反應正極陰極（接負極）放電順序：作為氧化劑，得電子能力越強的粒子越先放電；作為還原劑，失電子能力越強的粒子越先放電【環(huán)節(jié)三】綜合應用2010年我國《新興能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》提出“加強新能源、電動汽車等低碳技術(shù)的開發(fā)和利用”。新型電池在新能源的開發(fā)中占有重要地位，可用作節(jié)能環(huán)保電動汽車的動力電池。錳酸鋰電池可用于電動汽車。該電池充電時的工作原理如右圖所示。則下列說法正確的是（）A.充電時，錳酸鋰一極為陰極，接電源的負極B.可加入水溶液以提高電解質(zhì)的導電性C.放電時，電池的負極電極反應式為

Li–e-==Li+D.放電時電池內(nèi)部Li+向石墨移動（設計意圖：雖然該電池比較陌生，看似很難，但是通過讀圖，學生只要抓住兩個方面①該圖是充電過程原理，即電解池。②電極判斷，可通過電子的流動方向或電極材料的性質(zhì)。即可順利判斷充電過程中電解池的陰極和陽極；從而判斷當放電時電池的正極和負極、離子的移動方向。通過已學的鋰的性質(zhì)得出電解液的性質(zhì)。）[投影]分析新型電池的一般步驟(1)判斷原電池還是電解池(2)確定電極(從電子流動方向、化合價升降、電極材料等)(3書寫電極反應式(注意介質(zhì))2.氫燃料電池能量轉(zhuǎn)化率高，而且對環(huán)境友好，所以具有廣闊的發(fā)展前途。氯堿工業(yè)是高耗能產(chǎn)業(yè)，一種將電解池與燃料電池相組合的新工藝可以節(jié)（電）能30％以上。在這種工藝設計中，相關物料的傳輸與轉(zhuǎn)化關系如下圖所示，其中的電極未標出，所用的離子膜都只允許陽離子通過。①圖中X、Y分別是、（填化學式），分析比較圖示中氫氧化鈉質(zhì)量分數(shù)a％與b％的大?。虎诜謩e寫出燃料電池B中正極、負極上發(fā)生的電極反應正極：；負極：；③當電路中有2mol電子通過時，生成的X的體積（標準狀況下）是。④這樣設計的主要節(jié)（電）能之處在于（寫出2處）、。（小結(jié)）分析步驟：判斷類別：A電解池，產(chǎn)生氫氣和氯氣；B燃料電池確定電極：B中氧氣為正極，則Y應為負極，故Y為氫氣電極反應式書寫：介質(zhì)時NaOH溶液，故正極：O2+4OH-+4e-==2H2O，負極電極反應式可通過總反應式-正極反應式（設計意圖：學生會寫在不同介質(zhì)下的燃料電池的電極反應式。電解NaCl溶液與燃料電池相結(jié)合，學生體會在實際生產(chǎn)中節(jié)能環(huán)保的意識）3.我國近年大力發(fā)展水力發(fā)電。鋼鐵是水閘門、水輪機等的主要材料。鋼鐵很容易生銹而被腐蝕，每年因腐蝕而損失的鋼材約占世界鋼鐵年產(chǎn)量的四分之一。（1）鋼鐵在水溶液被腐蝕，你能用一個原理圖來表示這個過程嗎？（2）利用右圖裝置，可以模擬鐵的電化學防護。為減緩鐵的腐蝕，若開關K置于M處，則X可以選擇（）A、銅B、鈉C、鋅D、石墨其電極反應式為。若開關K置于N處，也可以降低鐵閘門的腐蝕速率，其中鐵閘門應該連接在直流電源的極上。（3）除了電化學腐蝕外，電鍍可使鐵與空氣、水等物質(zhì)隔離，防止鐵腐蝕。鍍銅可防止鐵制品腐蝕，請選擇以下藥品，設計一裝置在鐵上電鍍銅。藥品：鐵、銅、石墨