微型實驗探究《電解池的工作原理》教學設計

摘要：利用微型實驗探究《電解池的工作原理》，不僅使探究式實驗得以順利進行，而且更有效地培養了學生的創新意識，提高了學生的創新思維和創新能力，提高了學生的素質。

關鍵詞：微型實驗；探究；電解池

文章編號：1005－6629(2007)06－0038－04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1教材分析與處理

本段教材的編寫充分考慮到了電解池中物質發生電極反應的復雜性，采用逐步遞進的方式組織教材內容的。首先介紹電解熔融鹽，在此情況下電解質電離出來的離子發生電極反應；然后介紹電解鹽溶液，但水不參與電解過程的情況；進而介紹電解鹽溶液，水參與電解過程的情況；最后介紹電解鹽溶液，同時電極參與電解的情況。便于學生逐漸深入地認識電解原理，符合學生的認知規律。

因有關電解及電解池相關的概念等基礎知識在《化學2》中已經學習過，所以簡化了概念的教學，而重點放在突破工作原理的教學。因難度較大，教學中通過微型實驗探究，先引導電解CuCl₂溶液歸納總結有關電解池的原理，然后放手讓學生去進一步探究其電極反應中規律。內容較多，適合于兩節連上。

2教學目標

2．1 知識與技能

理解電解池的工作原理，能正確寫出電解池的陰、陽極的電極反應式及電池反應式。

2．2 過程與方法

⑴通過對電解池的工作原理的探究，培養學生觀察、比較、分析、推理、歸納、總結等能力，以及實驗能力。

⑵通過對探究電解池的工作原理的學習過程進行反思、評價和調控，形成自主學習化學的能力。

2．3 情感、態度與價值觀

通過實驗探究，提高學生學習化學學科的積極性；養成嚴謹求實的學習品質、良好的科學態度和探索精神。

2．4 教學重點：電解池的工作原理。

教學難點：形成學生的實驗探究能力。

教具準備：多媒體課件、一號電池一節、導線若干、粗銅絲一根、白色點滴板一塊、濾紙若干、粗鉛筆芯、Na₂SO₄溶液、KMnO₄溶液、氯化銅溶液、淀粉溶液、碘化鉀溶液、稀鹽酸、石蕊試液、氯化鈉溶液、酚酞試液、硫酸銅溶液、氫氧化鈉溶液等。

3教學過程

【引入】設問：⑴什么樣的化學反應可設計成原電池？

⑵NaCl分解制得Na不可自發進行，如何可以使之發生?

⑶電解、電解池的概念？

【新課】PPT投影

電解：在直流電的作用下，在兩電極上分別發生氧化反應和還原反應的過程叫做電解。

電解池：將電能轉化為化學能的裝置稱為電解池。

[設問]⑴如何判斷電極？

⑵電子流向如何？

[學生]陰極——與電源負極相連的電極；陽極——與電源正極相連的電極。電子從電源的負極流出至陰極，陽極電子流入電源正極。

下面我們來探究一下電極反應的規律：

[教師]同學們根據剛才的探究，總結出電解池的工作原理。

學生討論歸納（自主學習，合作探究）

[學生]電解原理：電解質在溶液或熔融狀態下電離出自由移動的離子。通電時，自由移動的離子作定向移動。陽離子移向陰極，在陰極上得到電子而發生還原反應；陰離子移向陽極，在陽極上失去電子而發生氧化反應。

[播放Flash動畫]電子的傳遞方向：電子從原電池的負極出發，經過導線回到電解池的陰極，溶液中陰陽離子作定向形成電流，陰離子在陽極失去電子，電子經導線回到原電池的正極。

師：（小結）上面的裝置，就是電解池。它是一個將電能轉化為化學能的裝置，那么，構成的條件是什么呢？

生：⑴與電源相連的兩個電極

⑵電解質溶液或熔化的電解質

⑶形成閉合回路

[自主探究實驗Ⅱ]利用所給試劑，用簡單易行的實驗證明電解過程中陰陽兩極的電極反應。提供的試劑及材料有：鉛筆芯、淀粉溶液、碘化鉀溶液、硫酸鈉溶液、稀鹽酸、石蕊試液、氯化鈉溶液、酚酞試液、硫酸銅溶液、氫氧化鈉溶液等。根據實驗完成下表：

[實驗提醒]⑴兩只眼睛分開用：從溶液中出來了什么，溶液中留下了什么？

⑵如何設計實驗來驗證各電極上發生反應生成的產物？

投影展示學生的探究成果。

[小結]分析電解反應的一般思路：明確溶液中存在哪些離子→陰陽兩極附近有哪些離子→根據陽極氧化、陰極還原分析得出產物。

陽極——氧化反應 S^2－＞I^－＞Br^－＞Cl^－＞OH^－＞含氧酸根、F^－

陰極——還原反應 Ag⁺＞Cu²⁺＞H⁺＞Na⁺

[學生]討論、總結：物質在陰極發生反應，本質上是得電子、發生還原反應的過程，因此，物質的氧化性越強，越易發生反應；物質在陽極發生反應，本質上是失電子、發生氧化反應的過程，因此，物質的還原性越強，越易發生反應。

常見電解質的電解類型：

[小結]電解池的工作原理的內容和要點。

[強調]陰極上總是溶液中的陽離子放電發生還原反應，而陽極則首先看電極材料，若是活性電極，電極自身失電子而溶解發生氧化反應，若是惰性電極，則是溶液中的陰離子放電發生氧化反應。

4教學反思

4．1 微型實驗的優點

⑴有利于激發學生對化學的興趣、樹立綠色化學的觀念和培養創新精神；

⑵微型化學實驗現象明顯、操作簡便快速、節省經費、減少污染、安全；

⑶微型實驗儀器價格低廉，易于實現學生每人一套，因此利于強化動手能力的訓練和實驗的推廣。

學生的興趣往往會集中在一些新鮮的，沒有見過的，又能使自己產生好奇心的事物上，因此，在學生剛開始接觸化學時使用他們沒有見過的“小”儀器進行實驗，勢必會激發學生對化學的興趣，并且實驗時操作簡便快速、節省了學生老師的時間和學校的經費、以及減少對環境污染、并同時保障了學生的安全。

電解飽和食鹽水時，陽極只能看到有氣泡冒出，但無法聞到氣味，更無法觀察到黃綠色氣體出現，但可用KI淀粉試紙檢驗出氯氣來，逼著學生去想辦法來檢驗，養成積極思考問題、主動解決問題的好習慣。從而達到培養了學生的創新意識，提高了學生的創新思維和創新能力，提高了學生素質的目的。

4．2科學探究

特別是化學基本理論部分的探究，如本段內容中電解池的工作原理的探究，以學生現有的認知水平和知識技能水平，是無法順利開展的，設計的實驗探究方案也會不夠嚴密。基于此教師的組織和指導作用是不可缺少的。如果先予以引導，然后再放手讓學生去嘗試，學生通過提供藥品進行實驗、觀察、思考、交流與討論之后，自然而然就形成了對工作的原理的整體認知。

教師在教學中，要在科學探究活動策略與方法的制定方面起啟發、指導、咨詢作用；要在科學探究活動的組織中起主導作用；在活動的操作層面上起示范作用；在學習活動過程和評價方面發揮指導作用；引導學生有效地參與探究.