一、教學內容概述

 

本章包括原電池、化學電源、電解池、金屬的電化學腐蝕與防護四部分內容。

 

原電池內容是學生在化學必修2中學習了由鋅片、銅片和稀硫酸溶液組成的簡單原電池，初步了解了原電池原理。在本章第一節中將學習帶有鹽橋的較復雜的原電池，進一步認識原電池的構成和反應原理，了解設計原電池，選用正、負電極的原則。

 

化學電源內容是學生在必修化學2中對于化學電池的原理和應用已有了初步的了解的基礎上，本章在電池選用的標準，以及在一次電池、二次電池和燃料電池的反應原理方面，均有所拓寬和加深。

 

電解池的內容，教科書以CuCl2溶液的電解為例，介紹了電解的原理。由于課程標準不要求介紹電極電勢、分解電壓等概念，因此這里只是簡單地說明電解的產物，而不能定量地分析電解過程中什么離子能參與放電。在電解原理的應用中，教科書簡單地介紹了電解飽和食鹽水制取燒堿、氯氣和氫氣。電鍍側重銅的電解精煉以及電冶金制取活潑金屬的知識，目的是拓寬學生的知識面，開拓他們的科學技術視野。

 

金屬的電化學腐蝕與防護內容教科書著重闡述了金屬腐蝕造成的嚴重危害，指出金屬腐蝕分為化學腐蝕和電化學腐蝕兩類。這里著重討論了電化學腐蝕的機制，闡述了析氫腐蝕和吸氧腐蝕的反應原理，指出金屬電化學腐蝕的本質是金屬表面形成了微型原電池，使金屬失去電子而被氧化。同時指出，人們根據對金屬電化學腐蝕本質的認識，發明了防護金屬電化學腐蝕的方法，并具體地介紹了犧牲陽極的陰極保護法和外加電流的陰極保護法。

 

本章知識的邏輯關系如下：

 

 

二、本章教學內容在模塊內容體系中的地位和作用

 

“化學反應原理”模塊主要是面向將來學習理工科專業的學生，以及對化學反應原理感興趣的學生。本模塊承擔著為選修本模塊學生提供較為完整和系統的化學反應原理知識，為學生理解和運用化學反應原理奠定知識基礎。電化學是研究化學能與電能相互轉換的裝置、過程和效率的科學，它的應用十分廣泛，在分析、合成等領域應用很廣，由此形成的工業也很多，如電解、電鍍、電冶金、電池制造等。通過向學生提供大量體現化學反應原理對社會發展貢獻的實例，加深學生對電化學反應所遵循規律的了解；本章還設計了一些有趣的實驗和科學探究活動，這有利于學生增強探索化學反應原理的興趣，提高學習社會的責任感，同時樹立學習和研究化學的遠大志向。

 

本章涉及許多化學核心知識，其中，有些知識在必修化學中沒有出現，如電解；有些內容在必修課程中要求較低，如原電池反應，化學必修2只要求學生知道電池是利用氧化還原反應將化學能轉化成電能的裝置。還有些知識在其它模塊中以不同的視角和研究方式呈現，如金屬的腐蝕和防護，不僅在本章中作為重要的一節內容來研究，在《化學與生活》模塊中則從生活入手來學習，在《化學與技術》中是從金屬材料的使用和保護角度來學習。所以，本章知識在整個高中化學學習中占有十分重要的地位，是在必修化學的基礎上，幫助學生從氧化還原的本質上，從化學反應與能量的關系上，進一步學習和探索化學反應的規律及其應用，構建較為完整和系統的化學反應原理知識體系。從生活實際入手，使學生在學習基礎知識的同時，體驗科學、社會、技術、環境之間的關系，初步樹立可持續發展的思想，為將來學習與化學相關專業課程奠定基礎。

 

三、教學目標分析

 

（一）   關于本章必修模塊與選修模塊課標、學習要求的對比分析

 

《必修課標標準》

《必修模塊學習要求》

《選修課標標準》

《選修模塊學習要求》

 

舉例說明化學能與電能的轉化關系及其應用。

1舉例說明化學能與電能的轉化關系及其應用。

體驗化學能與電能相互轉化的探究過程，了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。

1通過進行化學能轉化為電能的探究活動，了解原電池工作原理，能正確書寫原電池的正、負極的電極反應式及電池反應方程式。

 

2知道電池是利用氧化還原反應將化學能轉化成電能的裝置。

 

2通過電能轉變為化學能的探究活動，了解電解池工作原理，能正確書寫電解池的陰、陽極的電極反應式及電解反應方程式。

 

3通過制作簡易原電池的實驗，了解原電池的概念和原理。

 

認識提高燃料的燃燒效率、開發高能清潔燃料和研制新型電池的重要性。

通過具體實例說明提高燃料燃燒效率的方法，能夠舉出一些清潔燃料和新型電池，體會提高燃料的燃燒效率、開發高能清潔燃料和研制新型電池的重要性 。

通過查閱資料了解常見化學電源的種類及其工作原理，認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要應用。

1通過查閱資料等途徑了解常見化學電源的種類及工作原理，認識化學能轉化為電能的實際意義。

 

2知道電解在氯堿工業、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應用。認識電能轉化為化學能的實際意義。

 

 

 

能解釋金屬發生電化學腐蝕的原因，認識金屬腐蝕的危害，通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。

1了解金屬腐蝕帶來的危害，認識防止金屬腐蝕的重要意義。

 

2了解化學腐蝕和電化學腐蝕的涵義，理解電化學腐蝕發生的條件，能解釋金屬發生電化學腐蝕的原因。

 

3認識鋼鐵吸氧腐蝕和析氫腐蝕發生的條件及原理，會書寫電極反應式和總反應式。

 

4通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施，了解常見的防止金屬腐蝕的方法及其原理。

 

 

（二）本章教學目標分析

 

在必修學習過程中，只要求學生知道電池是利用氧化還原反應將化學能轉化成電能的裝置，不要求書寫電極反應及總反應方程式。在本章學習中則強調化學能與電能相互轉化的探究過程，了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式；從電化學反應原理解決實際問題的角度引出金屬腐蝕與防護，要求學生理解電化學腐蝕發生的條件，認識鋼鐵吸氧腐蝕和析氫腐蝕發生的條件及原理，通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施，了解常見的防止金屬腐蝕的方法及其原理；通過實驗探究掌握電解池的工作原理，知道電解在氯堿工業、電鍍、電冶金方面的應用。

 

1．知識與技能目標

 

（1）了解原電池的工作原理，能寫出其電極反應和電池反應方程式。

 

（2）了解常見的化學電源的種類及其工作原理，知道它們在生產、生活和國防中的實際應用。

 

（3）了解電解池的工作原理，知道電解在氯堿工業、電鍍、電冶金方面的應用。

 

（4）能解釋金屬發生電化學腐蝕的原因，知道防護金屬腐蝕的方法。

 

2．過程與方法目標

 

（1）通過進行化學能轉化為電能的探究活動，體驗原電池的工作原理，熟練書寫電極反應和電池反應方程式。

 

（2）通過查閱資料等途徑了解常見化學電源的種類及工作原理，認識化學能轉化為電能在生產生活中的實際意義。掌握三類電池的基本構造、工作原理、性能和適用范圍。

 

（3）通過“電解氯化銅溶液實驗”探究，了解電解池工作原理，能正確判斷電解池的陰極和陽極，能正確書寫電解池的陰、陽極的電極反應式及電解反應方程式。知道電解原理在氯堿工業、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應用。

 

（4）通過揭示金屬腐蝕的嚴重性和危害性，分析發生金屬腐蝕的原因，探討防止金屬腐蝕的思路和方法。

 

3．情感態度與價值觀目標

 

     通過化學能與電能相互轉化關系的學習，使學生從能量的角度比較深刻地了解化學科學對人類的貢獻，體會能量守恒的意義。在探究三種電池的基礎上，學會利用能源與創造新能源的思路和方法，提高環保意識和節能意識。通過電解原理在氯堿工業、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應用，激發學生學習的積極性，提高學生社會責任感和公民意識。在實驗探究與交流活動中，訓練學生的思維能力，以及分析處理信息的能力，學會合作與交流的能力。

 

四、重難點分析

 

學生在初中化學和必修模塊化學的學習中，已經了解了化學反應中能量的變化是舊化學鍵的斷裂和新化學鍵的生成，化學反應的能量變化可以伴隨著釋放能量，也可以伴隨著吸收能量，化學反應的能量可以與其他形式的能量相互轉化。本章是在學生原有知識的基礎上，重點掌握電化學的工作原理，電極及電池方程式的書寫，應用原理解決生活中的實際問題。難點是應用氧化還原反應的本質解決電極的確定及兩極的反應。

 

本章教學重點：

 

1．進一步了解原電池的工作原理，能夠寫出電極反應式和電池反應方程式。

 

2．了解一次電池、二次電池和燃料電池的反應原理、性能及其應用。

 

3．電解原理及其應用。

 

4．金屬的電化學腐蝕及金屬的電化學防護。

 

本章教學難點：

 

1．原電池的工作原理。

 

2．電解原理及其應用。

 

3．金屬發生吸氧腐蝕的電化學原理。

 

五、教學方式與教學方法分析

 

（一）聯系生活實際，激發學生學習化學反應原理的興趣

 

“化學反應原理”模塊的理論性很強，在教學中容易陷入從理論到理論的教學誤區，容易導致理論脫離實際，使學生逐漸喪失學習化學的興趣。所以在教學中要盡可能的從解決生活中的問題入手，如“為什么自行車會生銹”，“如何防止自行車等零件腐蝕”等，介紹金屬的腐蝕的原理及防腐措施；從生活中的電池入手，認識三類電池，并學會評價電池的優劣，提高環保意識和生存意識。從而進一步激發學生學習的積極性和主動性。

 

（二）靈活運用多種教學方式，突出重點，突破難點

 

利用對比的方法分析氧化還原反應在構成原電池前后的異同，可深刻領會原電池的工作原理及反應特征；通過類比的方法，推出燃料電池構成及電極反應和電池反應；通過列表的方法對照分析原電池與電解池的異同點，如對半電池、鹽橋、電解池、吸氧腐蝕等。在難點突破上，可以采用實驗探究的方法，視頻動畫的方式，生活中的實際例子等方式，將知識與技能、過程與方法、情感態度價值觀有機的結合起來。還可以通過小組實驗、探究、討論的活動方式，認識和了解電化學反應的發展歷程和前景，以及存在的問題。提高學生分析問題和解決問題的能力，提高學生的科學素養。

 

（三）充分調動學生在學習過程中的自主意識

 

以實驗為載體，創設問題情境，將對原有知識的回顧與新知識的引入融為一體，將實驗探究與思考交流交替進行，凸現學生的主體作用。0

 

（四）充分利用信息資源，提高學生社會責任感

 

可通過播放一些有關氯堿工業、電鍍、電冶金工藝和各類電池的圖像，幫助學生對電化學的研究領域和工藝形成一些感性認識；可利用教科書中提供的“鋅銀電池”“鋰電池”“微型燃料電池”等閱讀資料，幫助學生了解電池工業發展的現狀和前景；在教學中，我們還應密切關注能源、環保方面的時事新聞，關注科技發展的動態，以適時地為教學補充相關素材。

 

（五）研讀“課標”，把握好教學知識內容的深淺度

 

1．對于電解過程中陰、陽兩極上離子的放電順序，只要求學生通過對實驗現象的觀察和分析有一個粗略的了解。

 

2．要特別注意：教學中不要把陰、陽離子在電極上的放電順序絕對化。因為陰、陽離子在兩極上的放電情況比較復雜，與離子性質、溶液濃度、電流密度和電極材料等都有關系。

 

3．關于電解原理在氯堿工業、電解精煉銅和電冶金工業中金屬鈉的冶煉等方面的應用僅限于主要原理介紹，對生產的主要設備只作一般性的了解，而對具體生產流程則不作要求。

 

 六、教學資源建議

 

（一）可有選擇地組織以下學生實踐活動

 

1．前往超市、電器商店、汽車配件商店調查：

 

（1）電池的種類、型號、用途；

 

（2）選購電池的注意事項（質量、產地、廠家、價格等）。

 

2．到圖書館或上網查閱有關資料：

 

（1）電池的發明及電池工業的發展史；

 

（2）目前幾種主要類型電池的供電原理（同時要注意將物理中電學知識與化學中的電化學知識相聯系）；

 

（3）電池的應用范圍以及生產和銷售的市場走向；

 

（4）電池的生產和使用與環境問題；

 

（5）電池回收的價值以及目前在相關管理和技術操作中有待解決的問題。

 

3．可組織到生產電池的企業參觀考察。

 

4．圍繞著金屬腐蝕和防護組織社會調查等活動。

 

（1）在當地，金屬腐蝕的現狀及其危害；

 

（2）在當地，人們對金屬腐蝕的嚴重性和危害性的認識程度；

 

（3）通過觀察和資料收集，你了解哪些防治金屬腐蝕的方法？在社會上相關的科學技術有無新的進展？

 

（二 ）在實踐活動的基礎上，可組織學生探討以下問題

 

（1）如果你是一個電池制造業的管理者，你在開發新產品時將主要考慮哪些問題？

 

①對市場需求信息的準確把握，以便了解新產品的市場開發前景和預期可能獲得利潤的大��；

②本企業研制、生產新產品的技術、資金、設備、人力等條件。

 

（2）如果你是一個研制電池的工程師，在開發新產品時將主要考慮哪些問題？需要了解新產品的技術指標和生產成本的最基本要求。例如：

 

①電池功率的大�。ㄟ@涉及活性物質及相關電解質溶液等填充物的選擇）；

 

②電池的使用環境（涉及電池使用的安全性以及對電池的外形、質量大小和外包裝等方面的要求）；

 

③電池的連續工作時間或使用壽命（涉及活性物質用量、電池的記憶效應以及電池自放電率的大小等因素）；

 

④電池廢棄后，其內容物可能對環境的影響以及回收價值等等。

 

（3）如果你擁有一個筆記本電腦，你希望電腦中的電池有哪些優點？如電容量大，工作壽命長，充電時間短，體積小，質量輕，性價比高等。引導學生綜合運用所學知識，立足于社會這個大背景之下，以更開闊的視野從管理、技術、環境和消費等不同角度來分析實際問題。

 

七、學時建議

 

第1節    原電池                   1學時

 

第2節    化學電源                 1學時

 

第3節    電解池                   2學時

 

第4節    金屬的電化學腐蝕與防護   1學時

 

復習與機動                         1學時

合計                               6學時

 

 

 

本文來自：逍遙右腦記憶 /gaoer/75881.html

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