第四章 实验活动4 简单的电镀实验 教学设计 2025-2026学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

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本章节内容涉及电镀实验的基本原理和操作步骤，旨在培养学生实验操作能力和电化学知识应用能力。通过电镀实验，学生可以了解金属离子在电解质溶液中的还原与氧化过程，加深对电化学原理的理解。本实验操作性强，与课本中电化学理论内容紧密相连，有助于提高学生实践能力。核心素养目标1.培养学生的实验操作技能，提高安全意识和环保意识。

2.增强学生对电化学原理的理解，提升科学探究能力。

3.培养学生的合作精神和团队协作能力，通过实验合作完成任务。

4.培养学生严谨的科学态度和实事求是的学习方法。学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：

学生在进入高二化学选择性必修1课程前，已经学习了基础的化学知识和实验技能，包括物质的性质、化学反应、溶液的配制等。他们对金属的性质和电化学的基本概念有一定的了解，但可能对电镀实验的具体操作和电镀原理的深入理解还有限。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：

高中生对化学实验普遍感兴趣，但兴趣程度不一。部分学生可能对实验操作充满好奇心，而另一些学生可能对此感到陌生或缺乏信心。学生的学习能力各异，部分学生具备较强的动手能力和观察能力，能够迅速掌握实验技巧；而部分学生可能需要更多的指导和练习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：

在进行电镀实验时，学生可能会遇到以下困难和挑战：一是实验操作的准确性，包括电极的放置、电流的控制等；二是实验现象的观察和解释，学生可能难以准确描述电镀过程中出现的颜色变化、气泡产生等现象；三是实验结果的重复性和准确性，学生可能难以保证每次实验都能得到一致的结果。此外，对于电镀原理的理解可能也是学生的一大挑战，需要通过实验和理论讲解相结合的方式帮助学生克服。教学资源准备1.教材：确保每位学生都配备人教版（2019）选择性必修1化学教材。

2.辅助材料：准备与电镀实验相关的图片、图表、电镀原理介绍视频等。

3.实验器材：准备电解槽、直流电源、待镀金属制品、电解液、电极等实验器材，并确保其安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，布置实验操作台，确保实验区域整洁、安全。教学过程设计（一）导入环节（5分钟）

1.创设情境：展示电镀工艺在生活中的应用，如手机壳、饰品等，引导学生思考电镀的原理和意义。

2.提出问题：引导学生思考电镀过程中涉及的化学反应，激发学生对电化学原理的好奇心。

3.设问互动：提问学生已经掌握的电化学知识，检查学生对基础知识的掌握程度。

（二）讲授新课（15分钟）

1.电镀实验原理：讲解电镀的基本原理，包括电解质溶液、电极、电流等概念。

2.电镀操作步骤：详细讲解电镀实验的操作步骤，包括电解液的配制、电极的放置、电流的控制等。

3.实验现象分析：讲解电镀过程中可能出现的现象，如气泡产生、颜色变化等，并引导学生进行分析。

（三）巩固练习（10分钟）

1.课堂练习：发放电镀实验相关的练习题，要求学生在规定时间内完成。

2.小组讨论：将学生分成小组，讨论练习题中的问题，培养学生的合作精神和团队协作能力。

（四）课堂提问（5分钟）

1.提问环节：针对练习题中的问题，提问学生，检查学生对新知识的理解和掌握程度。

2.学生回答：鼓励学生积极参与，对学生的回答给予肯定和纠正。

（五）师生互动环节（10分钟）

1.实验操作演示：教师演示电镀实验操作，强调操作注意事项。

2.学生跟随操作：学生按照教师的指导进行实验操作，教师巡回指导。

3.互动提问：在实验过程中，教师提问学生实验现象和原理，引导学生思考和总结。

（六）核心素养拓展（5分钟）

1.分析电镀工艺在实际生活中的应用，培养学生的环保意识和可持续发展意识。

2.引导学生思考电镀工艺的优缺点，培养学生的创新思维和批判性思维能力。

（七）课堂小结（5分钟）

1.回顾本节课所学内容，强调电镀实验的原理和操作步骤。

2.总结实验过程中的重难点，帮助学生巩固知识。

整个教学过程共计45分钟，各环节用时如下：

导入环节：5分钟

讲授新课：15分钟

巩固练习：10分钟

课堂提问：5分钟

师生互动环节：10分钟

核心素养拓展：5分钟

课堂小结：5分钟

在教学过程中，教师应根据学生的实际情况灵活调整教学节奏和内容，确保教学效果。学生学习效果学生学习效果

1.实验操作技能提升：学生掌握了电镀实验的基本操作步骤，能够独立完成实验，提高了实验操作技能。

2.理解电化学原理：学生对电镀实验背后的电化学原理有了更深入的理解，包括电解质溶液中的离子迁移、电极反应等。

3.应用知识解决实际问题的能力：学生能够将所学电镀知识应用到实际情境中，如分析电镀工艺对环境保护的影响，提出了减少污染和节约能源的建议。

4.科学探究能力：通过实验操作，学生学会了如何设计实验、观察实验现象、分析数据，提高了科学探究能力。

5.团队协作和沟通能力：在小组讨论和实验操作中，学生学会了如何与他人合作，有效沟通，共同完成任务。

6.安全意识和环保意识：学生在实验过程中，意识到安全操作的重要性，以及环保在化学实验中的必要性。

7.严谨的科学态度：学生在实验中养成了严谨对待实验数据、仔细分析实验现象的科学态度。

8.创新思维和批判性思维能力：通过对电镀工艺的优缺点的分析，学生能够提出改进方案，培养了创新思维和批判性思维能力。

9.知识迁移能力：学生能够将电镀实验中学习到的原理和方法迁移到其他电化学实验中，提高了知识迁移能力。

10.持续学习的能力：学生对电化学领域产生了浓厚兴趣，激发了进一步探索和研究化学学科的意愿。典型例题讲解1.例题：

在电镀铜的过程中，若电解液中含有0.01mol/L的CuSO4溶液，通电一段时间后，阳极溶解了0.02g铜，求此时电解质溶液中铜离子浓度的变化。

解答：

铜的摩尔质量为64g/mol，所以0.02g铜对应的物质的量为0.02g/64g/mol=0.0003125mol。

由于铜在阳极溶解，相当于铜离子被还原沉积在阴极上，因此电解质溶液中的铜离子浓度减少了0.0003125mol。

初始铜离子浓度为0.01mol/L，所以变化后的浓度为0.01mol/L-0.0003125mol/L=0.0096875mol/L。

2.例题：

在电镀过程中，若阳极溶解了5g锌，电解质溶液中锌离子的浓度变化是多少？

解答：

锌的摩尔质量为65.38g/mol，所以5g锌对应的物质的量为5g/65.38g/mol≈0.0765mol。

由于锌在阳极溶解，电解质溶液中的锌离子浓度减少了0.0765mol。

假设电解质溶液的体积为1L，则锌离子浓度的变化为0.0765mol/L。

3.例题：

若电镀过程中阴极沉积了0.01mol铜，求此时通过电解质溶液的电量。

解答：

根据法拉第电解定律，电解过程中通过的电量为物质的量乘以法拉第常数（F）和电子的价数（n）。

铜的价数为2，法拉第常数为96500C/mol。

所以电量为0.01mol×2×96500C/mol=1930C。

4.例题：

在电镀镍的过程中，若阴极沉积了0.5mol镍，求此时阳极溶解的镍的质量。

解答：

镍的摩尔质量为58.69g/mol。

阳极溶解的镍的质量为0.5mol×58.69g/mol=29.345g。

5.例题：

电镀过程中，若电解质溶液中的铜离子浓度为0.02mol/L，通电1小时后，阴极沉积了0.01mol铜，求电解质溶液中铜离子浓度的变化。

解答：

铜的摩尔质量为64g/mol，所以0.01mol铜对应的物质的量为0.01mol。

由于铜在阴极沉积，电解质溶液中的铜离子浓度减少了0.01mol。

初始铜离子浓度为0.02mol/L，溶液体积为1L，所以变化后的浓度为(0.02mol/L-0.01mol)/1L=0.01mol/L。板书设计①电镀实验原理

-电解质溶液：含有金属离子的溶液

-电极：阳极（金属溶解）和阴极（金属沉积）

-电流：驱动金属离子在电极间移动

-电化学反应：阳极溶解金属，阴极金属离子还原沉积

②电镀操作步骤

-电解液配制：按比例配制含有金属离子的溶液

-电极准备：清洁并打磨电极表面

-电极放置：正确放置阳极和阴极

-电流控制：调节电流大小，控制电镀速度

-时间控制：根据电镀要求控制通电时间

③电镀现象分析

-气泡产生：电极反应产生的气体

-颜色变化：金属沉积导致颜色变化

-电极溶解：阳极金属溶解

-阴极沉积：金属离子在阴极还原沉积

④安全注意事项

-防触电：确保电源断开，使用绝缘手套

-防腐蚀：穿戴防护服，避免金属溅射

-环保：妥善处理电解液和废弃物

⑤实验结果分析

-铜离子浓度变化：计算电解质溶液中铜离子浓度的变化

-镍离子浓度变化：计算电解质溶液中镍离子浓度的变化

-电流与沉积量的关系：分析电流大小对金属沉积量的影响

⑥实验总结

-电镀原理和操作步骤

-实验现象及其分析

-安全注意事项

-实验结果与理论预测的对比反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学：结合实际生活中的电镀应用案例，让学生通过分析案例来理解电镀原理，提高学习的趣味性和实用性。

2.多媒体辅助教学：利用视频、图片等多媒体资源，直观展示电镀过程，帮助学生更好地理解电镀现象。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生实验操作不规范：部分学生在实验过程中操作不规范，存在安全隐患。

2.学生对电镀原理理解不透彻：部分学生对电镀的化学原理理解不够深入，影响实验效果。

3.教学评价单一：目前的教学评价主要依赖于实验报告，缺乏对学生实验操作技能和理论