以铜作电极电解电解质溶液

“以铜作电极电解电解质溶液”的探究宝泉岭高级中学 化学教师： 张秋平使用教材：化学选修四实验器材：铁架台、U形管、电源、铜电极、石墨电极、烧杯、NaOH溶液、NaCl溶液、NaSO4溶液、PH计。实验原理：Cu+2H2O=Cu(OH)2+H2(电解)尊敬的各位评委，大家好，我是宝泉岭高级中学的化学老师，张秋平，今天我说课的题目是 “以铜作电极电解电解质溶液”的探究。本节课是在学生学习完电解原理以后设计的一节研究性学习的课，是利用电解原理制备Cu(OH)2展开一系列的探究活动。下面我将从以下六个板块来向各位评委汇报一下我对本节课的理解和设计。一、教材分析本节课主要涉及人教版化学选修四第四章电化学基础第三节电解原理的相关知识，是原电池之后电化学基础不可或缺的组成部分，是原电池知识的延续，更是研究其应用的基础，在中学化学基本理论中占有重要的地位，也是指导工农业生产实践的重要理论依据。人教版教材充分考虑到电极反应的复杂性，在组织编写教材时知识的呈现采用由浅入深、逐步递进的方式。首先介绍惰性电极电解CuCl2溶液，使学生认识电解质电离出来的离子发生电极反应，让学生初步掌握电解的原理。然后介绍电解NaCl溶液，展示了水参与电解，但电极不参与电解过程，使学生了解分析电极反应需要考虑溶液中离子放电顺序。进而介绍了电镀和电冶金，电解质和电极都参与了电解，让学生了解活泼金属作阳极材料也可参加电极反应。学生在逐步学习过程中了解了电解原理的应用。教材知识的呈现顺序符合学生的认知规律。本节课是在学生学习电解原理及应用后以铜为阳极电解电解质溶液的实验探究课，着重引导学生应用有关电解原理，让学生进一步探究以铜为电极在不同电解液中的反应规律。二、学情分析高二学生在必修一、必修二和选修四中已经学过氧化还原反应、离子反应及电化学的有关知识，具有强烈的好奇心和求知欲，形象思绪能力已充分发展。对实验探究的热情高，有一定的创新精神，但对探究的基本方法还不熟悉，思维能力和探究能力还比较薄弱，因此需要老师适当的组织和引导。三、教学目标分析结合学生认知结构及心理特点，本节课及教材结构与内容分析，特制定以下教学目标：1、加深对电解工作原理的理解。2、依据化学学科核心素养，培养学生实验探究能力及论证推理的科学方法。3、培养学生合作能力，观察能力、论证推理能力及质疑能力。四、教法、学法分析本节课以“探究式教学法”为主，采用了分组实验探究和分组讨论的形式，使学生积极参与到知识的形成过程中，从而有效的实现三维教学目标，学生课前做好复习，课上积极参与到小组探究活动中，自主思考与合作学习相结合，大胆质疑，勇于提出问题，充分发挥协作精神，真正实现从“”做”中“学”。五、教学重点、难点分析教学重点：电解池的工作原理。教学难点，学生实验探究证据论证能力培养，理解电解质溶液对电极放电的影响。六、教学设计创设情境，引入课题教师请同学们利用电解池工作原理和实验台上的器材，设计Cu(OH)2制备的实验方案。学生通过讨论给出方案：以Cu做阳极，石墨做阴极，NaOH溶液做电解质溶液进行电解，并预测了实验现象。探究活动学生根据制备方案，设计反应装置，进行实验探究，观察并汇报实验现象。学生 Cu片表层和溶液慢慢变黑，没有产生蓝色絮状沉淀。本环节的意图是：学生进行实验探究，并汇报实验现象，结果发现，并没有得到“预测”现象。问题情境的创设，使学生利用已有的知识预测结果和实际实验现象的不同，而产生巨大的认知冲突，从而引发学生探究欲望。引发新问题，深入探究教师针对上述实验探究，同学们有哪些疑问？学生讨论：探究2：在什么条件下才能达到实验目的？即有蓝色絮状沉淀。探究3：继续探究上述电解过程中的阳极区产物（黑色物质）究竟是什么？教师组织学生讨论、探究条件的变量，比如改变NaOH溶液的浓度，改变电解质溶液，或改变实验装置等（当改变一个条件，其它条件应该保持一致）。根据个人兴趣，自己选择课题，自由组合，将学生分为三组分别进行实验探究。（教师适时的组织引导。）探究活动2A组不同浓度的NaOH溶液。（投影学生设计方案）探究活动2B组：不同电解质溶液。（投影学生设计方案）探究活动2C组：不同电解装置，电解同浓度的NaOH。（投影学生设计方案）设计意图：是学生充分体验“科学探究”的过程，进一步理解“控制变量”的思想在科学探究中的应用。探究活动3探究黑色物质是什么？（投影学生设计方案）教师探究反应过程中的实际反应产物，引导学生讨论，研究物质性质的步骤和方案。设计意图：通过探讨研究产物性质，使学生掌握其基本步骤，并了解传感器等技术在科学探究中的应用；同时培养学生化学素养，论证推理能力。总结汇报汇报学生探究结果，（展示幻灯片）。探究2A组，不同浓度的NaOH溶液，同时得到结论，改变NaOH溶液浓度，只影响反应速率，两级产物类似，得不到蓝色絮状Cu(OH)2沉淀。B组，改变不同的电解质溶液，（展示幻灯片）。同学们的到结论，选择Na2SO4溶液做电解质溶液，可以得到蓝色絮状沉淀。C组，同学们分别选择小烧杯，U形管，六孔点穴板进行试验，（展示幻灯片）。得到结论：装置不同，电解反应只是速率不同，均得不到蓝色絮状沉淀。探究3，学生大胆预测黑色物质成分是CuO。将变黑后的铜片放入稀盐酸中，铜片上黑色物质溶解，我们利用PH计测溶液的PH值，（展示幻灯片），可以看出，Cu片放入后，溶液PH值有所升高。通过上述实验探究活动，加深了学生对电解原理的理解，初步解释了实验探究的异常现象，同时培养了学生的探究能力和勇于探索的科学精神。课堂小结，拓展应用学生总结，师生共同对上述探究活动进行小结并得出结论。课堂反馈通过课堂练习，检验学习效果。课外作业1、请同学们课下查阅资料，寻找利用铜作阳极电解法制备Cu(OH)2的最佳方法，并设计实验方案。 2、请同学们课下查阅资料，解释电解NaOH溶液，为什么得到了黑色物质。反思与评价应该说本堂课在老师的组织引导下，以学生的探究活动为主，教学环节紧扣，从产生认知冲突到分组探究，最后解释异常，得出结论。整个过程中充满了自主探究的氛围，尤其是探究2，探究3，注重探究方法和探究过程的渗透，因此，本节课的最大特点探究加生成，除此之外，还让学生感受到了真实的化学课堂。虽得到的结论有别于常见的习题，但通过课后查阅资料，分析，也可解决问题。让学生辩证的看待理论和实际，原理和环境的关系，其次，让学生体验了自主的化学课堂，大家可以看到，在第二个环节中，我们根据充分尊重学生意愿，根据学生兴趣展开探究，取得了较好的实验效果，最后，让学生体验科技的化学课堂，尤其在探究三，我们使用了传感器，传感器的