电解原理的应用

教材分析

教材的设计大致分为三个阶段，就电解原理的应用而言，冶炼活泼金属、电镀、电解精炼、电解饱和食盐水和电化学储能等典型生产过程都是重要的化工产业。通过一般模型的构建，要求学生既要静态地认识电解池的构成，又要动态地了解其工作原理和过程，是一个从“抽象思维到实践”的过程，培养学生深度应用电解模型解决真实问题的能力。本课时是将电解原理应用在具体实例中。

学习目标

1、能够结合工业生产需求，学会设计简单模型，选择合适的电极材料和电解质溶液，用于粗锌精炼

2、学会评价电解饱和食盐水装置，设计出能应用于氯碱工业的阳离子交换膜电解装置，完善电解模型。

3、能通过铅蓄电池、充电宝、新能源汽车等生活中常见物品，了解化学能向电能转化的现实意义，学会深度应用模型。

重点难点

重点：1.简单电解模型的分析与完善，离子交换膜在电解池中的作用。2.电解过程中的能量转换，充电电池的工作原理。

难点：1.离子交换膜电解池在工业生产中的应用，设计含离子交换膜的电解池。2.充电电池工作原理，充、放电时的能量转化、电极判断和电极反应式的书写。

学情分析

本节课的授课对象为高一选修化学的学生，学生已经掌握了氧化还原反应、离子反应、原电池等知识，接触过电解池的工作原理，但是对电解原理的应用并没有特别深入的理解，尤其是处理真实问题时能力欠缺。通过对电解池原理及应用的学习，学生产生了利用理论知识解决实际问题的兴趣。

教学方法

情境设疑、实验探究、交流研讨、讲授拓展，课堂检测

教学过程

（一）、氯碱工业

引入课题：展示氯气、氢氧化钠用途的照片，引出氯碱工业的目的，设计问题，让学生思考氯碱工业的原理。从而引出电解原理的第一个应用。通过分析电解池阴阳极、离子种类和放电顺序，写出电极反应式，从而让学生掌握电解池电解反应式的一般方法。

（二）、离子交换膜

让学生交流讨论传统的电解氯化钠会存在什么隐患？激发学生思维引出离子交换膜，和学生一起写出阴阳极电极反应式判断产物，进而判断出交换膜的种类。最后总结交换膜的作用和具体起作用的过程。阳离子交换膜只允许阳离子离子通过（作用：既能防止阴极产生的H₂和阳极产生的Cl₂混合而引起爆炸，又能避免Cl₂和NaOH反应生成NaClO而影响烧碱的质量和产量）。讲完知识点通过一道题目让学生练习，巩固学习内容。

（三）、电镀及电解精炼

提出问题让学生思考：电解氯化铜溶液，电极反应有何变化?电极反应式怎么写?将电池正负极调换让学生继续写电极反应式。发现在金属铁表面镀上了一层金属铜。进而继续追问：如果想在铁制品上镀上铜，该如何设计实验？1、铁制品应该在哪一极？2、电解质溶液中应该含有什么离子？3、另一极应该用什么材料做电极？电解一段时间后溶液中硫酸铜浓度怎样变化？

学生通过讨论进一步理解了电镀的概念，便是应用电解原理，在某些金属或其他材料制品表面镀上一薄层其他金属或合金（镀层）的过程。补充电镀的特点是阳极本身参加电极反应，电镀液的组成及酸碱性保持不变。通过题目来巩固电镀的内容。

继续提问：粗铜中往往含有铁、锌、镍、银、金等多种杂质，常用电解的方法进行精炼。如何设计？在做题中学习电解精炼的内容，易错点尤其在阳极泥处，要重点强调，让学生在理解的基础上在去思考，继续通过做题来巩固。

（四）、电冶金

     讲解电解NaCl (熔融) 、MgCl₂(熔融) 、Al₂O₃(熔融) 来冶炼活泼金属。

课后反思

本节课通过设计电解装置入手，引导学生将所学知识运用到工为生产中。通过交流讨论，学生自主设计模型，相互评价并不断完善，更加深刻的理解电解原理，认识到电解在物质转化和能量转化中的应用。在这个过程中，学生感受到书本知识的局限性，激发了进一步深入学习的兴趣。学生能够在教师的引导下全心投入，不断思考，完善自己的知识体系。在教学设计中没有考虑到学生处理真实问题的能力不足，在后期教学中要多引导学生动脑思考、动手操作，培养学生分析解决实际问题的能力。