第十届全国中小学化学实验教学说课活动高中化学《探究电解池中的离子移动方向》泊头市第一中学白旭

第十届全国中小学化学实验教学说课活动高中化学《探究电解池中的离子移动方向》泊头市第一中学 白旭

说课教师：白旭（泊头市第一中学）

探究电解池中离子移动方向

泊头市第一中学   白旭

大家好，我是来自泊头一中的白旭，我说课的题目是，探究电解池中离子移动方向。我将从以下五个方面展开。

（一） 实验基本信息

1教材分析

本节课选自苏教版选择性必修一专题一第二单元化学能与电能的相互转化。课本中给出了电解池的工作原理，溶液中离子移动方向，和电极上的放电顺序。但是学生死记硬背效果不佳，基于此，我带领学生展开了实验探究，希望通过实验让学生加深对该部分知识的理解和记忆。

2课标分析

（１）新课标指出，要重视教学内容的结构化设计，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的改变，培养他们的创新精神和实践能力。

（２）培养学生的学科素养：包括宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学态度与社会责任五个方面

（３）要求学生能发现和提出有探究价值的化学问题，能依据探究目的设计并优化实验方案，完成实验操作，能对观察记录的实验信息进行加工并获得结论；能和同学交流实验探究的成果，提出进一步探究或改进的设想

3学情分析

通过必修二的学习，学生基本掌握了原电池的工作原理，会书写电极反应式，对于二次电池的充电过程有部分了解，但是对于电解池的工作原理还缺乏深入的探究。

4教学目标

教学重点：电解池的工作原理

教学难点：电解池的两极放电顺序和溶液中离子移动方向

学科素养：使学生养成良好的学习习惯，以学生为主体，培养学生发现问题解决问题的能力，激发学生对本学科的兴趣

（二） 试验设计思路与创新点

将微观粒子的移动情况用肉眼可见的形式展现出来，这也是本次试验的创新点通过直观观察有色离子的移动方向，得出电解池中离子移动规律，使学生在实践中得真知。

（三） 实验教学过程

1． 初步实验

想要组成一个完整的电解池，就需要用到四部分：外加直流电源，导线、电解质溶液、两个能导电的电极，为了方便观察离子移动情况，我们将其设计为双液电解池，所以还要用到盐桥。我引导学生思考，如何能直观观察到离子的移动情况，学生们展开了激烈的讨论，最后大部分同学一致认为，可以通过观察有色离子的移动情况，判断电解池中的离子移动规律。我让学生充分发挥自身能动性，结合所学知识，最终选择结果如下：

（1）电解质溶液： 硫酸钠溶液

（2）电极材料   阳极材料——铜片   阴极材料——锌片

（3）电源：学生电源30V直流电

（4）两个电解槽和盐桥：学生们开始时选出的盐桥材料有滤纸，洗脸巾，棉纱布。

通过多次实验发现滤纸上离子扩散速度较慢，不易观察实验现象，棉纱布上离子扩散速度太快，加样以后迅速向两边扩散，也不易观察，最终发现洗脸巾上离子扩散速度刚好适合观察。

为了能使有色离子的移动轨迹更加清晰，学生们提出用注射器在浸湿后的洗脸巾中心加样。

将以下四种有色电解质溶液滴在盐桥的中心：

含有色阳离子的三氯化铁溶液和硫酸铜溶液

含有色阴离子的高锰钾溶液和重铬酸钾溶液。

2． 发现问题

　　一开始实验很顺利，但是后来，学生发现了一个问题。电解初期能观察到三价铁，铜离子这样的阳离子向着阴极移动，但是电解一段时间后，阳极电解槽溶液变蓝，阳离子竟然开始向着阳极移动，和课本中给出的结论相悖。请看视频｛视频一｝这是什么原因造成的呢？学生们的实验一度进入了瓶颈。我给学生提供了一个资料，渗透作用：水或者溶剂分子从低浓度溶液到高浓度溶液的现象。我引导学生思考，有没有可能是阳极电解槽离子浓度增大，从而发生了渗透作用呢？可喜的是，立即有学生展开了实验验证，用两个电解槽，右侧电解槽中的硫酸钠溶液的浓度是左侧的三倍，中间用盐桥连接，加样观察离子移动情况，实验视频如下：｛视频二｝通过实验证明，就算是不通电，有色离子也会向着电解质溶液浓度大的一方移动。结合阳极电解槽溶液变蓝的现象学生推测可能是阳极材料铜片失电子使溶液中的离子浓度增大，由于渗透作用，不论是有色阳离子还是有色阴离子都向着阳极移动。我顺势提出阳极放电顺序：当电极材料是活泼金属时，活泼金属优于溶液中的离子先放电，引导学生完善阳极的放电顺序

阳极放电顺序：活泼金属＞碘离子＞溴离子＞氯离子＞含氧酸根离子，从而突破了教学难点

后来学生提出将阳极材料换成铁钉，如果我们的预测正确的话，阳极将会产生二价铁，二价铁随即被空气中的氧气氧化成黄色的三价铁，三价铁向阴极迁移，与阴极产生的氢氧根结合，最终变成红褐色的氢氧化铁沉淀。下面是学生的验证视频。｛视频三｝再次证明了同学们的推测是正确的。。

3． 实验改进

通过对第一次试验进行分析，总结经验后，学生讨论得出有以下两点需要改进

（１） 可以将阳极材料更换为石墨电极，这样在电解过程中，就不会使阳极槽溶液浓度持续增大。并且实质为电解水，不会对环境造成污染。

（２） 要保持两个电解槽中的硫酸钠溶液浓度相同

4． 重新实验

学生们重新实验，果真解决了第一次实验中遇到的问题，以下是实验视频｛视频４｝可以很明显的观察到阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动

5． 得出结论

通过本次实验，得出了两条结论

（１） 阳极放电顺序中活泼金属优于溶液中的离子先放电。

（２） 电解池中的离子移动方向为阳离子移向阴极，阴离子移向阳极。

（四） 课堂实录

以下是课堂实录

（五） 实验效果评价

1获得知识技能

通过本次实验，学生得到知识上的积累和实验技能的提升

2核心素养提升

培养学生的创新意识和动手能力，培养了学生发现问题和解决问题的能力，提高学生证据推理和模型认知的能力，促使学生全面发展，成为对社会有用的人。

3学科思维养成

养成良好的实验操作习惯，和严谨的学科思维

4学科兴趣培养

使学生从实践中的真知，让学生有获得感，激发了学生学习化学的兴趣。

课后让学生们填写了自我评价表格，便于掌握学生的学习程度，落实了“教、学、评”一体化的新课标要求。以上就是我的说课内容，恳请各位评委批评指正。