1选修4第四章《电化学基础》教材分析与教学建议(林玩花)

1选修4第四章《电化学基础》教材分析与教学建议(林玩花)

选修4 第四章《电化学基础》教材分析与教学建议

广州市执信中学化学科林玩花

一、教材分析

1、地位和作用

（1）本章是高中化学基本理论知识体系中的一个重要内容，也是学生所学高中知识的难点之一。有关电化学知识考点是高考考查的必考点、热点。

（2）本章在必修2教材“化学能与电能” 内容的基础上进一步拓宽和加深，并对氧化还原反应、离子反应等知识进行巩固和强化。此外，“化学能与电能的相互转化”是选修4第一章“化学反应与能量”学习的延续。

（3）通过对原电池、电解池、金属腐蚀和防护原理和实验的探究，培养学生的实验技能和应用所学知识分析、解决实际问题的能力，体会到理论联系实际的意义。

（4）本章知识在了解和掌握了原电池、电解池工作原理的基础上，通过对碱性锌锰干电池（一次电池）、铅蓄电池（二次电池）、燃料电池、电镀、金属精炼的分析，体会电化学知识与生产、生活、国防等工业的密切联系以及对人类社会发

展和进步的重要作用。

2、知识结构

本章的知识结构为：

二．课程标准、考试说明对本章的要求

新课程内容标准新课程活

动

与探究建

议

2010年广东

省高考

考试说明要

求

复习 1课时

测验、评讲 2课时

合共10课时。

四、本章的教学目标：

（1）知识与技能：

①在氧化还原的知识基础上，进一步理解原电池、电解池的反应原理与它们的装置。能够根据电极材料、氧化还原反应原理写出电极反应式。

②了解原电池、电解池的工作原理在实际的一些应用。

③了解金属腐蚀的原理与种类，认识金属腐蚀的危害，知道防止金属腐蚀的方法。

（2）过程与方法：

①在运用氧化还原反应原理来分析原电池、电解池及各类化学电源工作原理的过程中，通过对电子、离子流动方向的分析，加深对微粒观的理解。体会到如何在自己原有的知识与能力基础上，继续自主学习，认识到知识的延续性、发展性。

②通过在不同原电池的工作原理、原电池与电解池、化学腐蚀与电化学腐蚀、析氢腐蚀与吸氧腐

蚀的比较学习中，学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工

③经历对原电池、电解池的实验装置的改进，进一步理解科学探究的意义，学习科学探究的基本方法，体会用理论知识解决实际问题的意义。（3）情感、态度与价值观：

①有参与化学实验和科学探究活动的热情，有将化学知识应用于生产、生活实践的意识。

②赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注与化学有关的社会热点问题，逐步形成可持续发展的思想。

③通过了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识。

五、各节的重、难点的教学建议

如何围绕“过程与方法”目标，实现本教学内容的“知识与技能”目标

我们认为，实现新课程的三维目标，教学设计要以三维目标为指导，处理好这三者的关系，最终得以实现三维目标。把“知识与技能”作为基础和载体，通过一定的“过程与方法”学习与教授化学知识与技能，形成“情感态度与价

值观”。其中“过程与方法”是核心和关键，是教与学的方式的体现。

我们把握围绕“过程与方法”目标设计学习与教授的过程与方法，达成“知识与技能”与“情感态度与价值观”目标。下面，通过几个案例说明。

案例一：原电池的工作原理，突破“盐桥的作用”的教学难点。

“过程与方法”目标：回归原有的知识，实现新的学习；体验应用基本化学知识原理，不断改进实验，解决遇到的问题的过程。

教学过程：学生根据实验课题设计实验，教师演示实验，师生边观察实验现象，边分析，边改进实验，同时尝试，以求获得较理想的实验效果。

探究课题：以Zn+CuSO

4=ZnSO

4

+Cu

为反应原理，设计实验，实现“化学能转变为电能”，能提供持久、稳定的电流。

实验一：装置如图1，同浓度和体

积的CuSO

4溶液和ZnSO

4

溶液，相同Zn、Cu电极，

实验的时间略长。

现象：开始时，电流计的指针发生偏转，在铜片

表面有新的红色铜析出；随着时间的延续，电流计指针偏转的角度逐渐减小，直至归零。同时锌片表面逐渐被铜全部覆盖。

分析原因：开始时，此装置的符合原电池的装置的三个条件，实现了在外电路产生电子的定向流动，实现了化学能转变为电能；

溶液直接接后来，由于负极的Zn片与CuSO

4

触，在锌片上析出铜。当锌表面完全被铜覆盖后，反应终止；此外负极附近溶液会因Zn2+的进入而带正电荷，正极附近CuSO

液会因Cu2+的析出而

4

带负电荷。

结论：1、发生了原电池反应，且其中锌为原电池的负极，铜为正极。

2、这是一个低效率的原电池，不能持续对外提供电能。

解决问题：设法阻止溶液中的Cu2+在负极锌表面还原，维持反应池中溶液的电中性。

溶液分开，维持反解决设想：负极锌片与CuSO

4

应池中溶液的电中性，形成闭合回路。

解决办法：见实验二。

实验二：装置如图2，同浓

度和体积的CuSO

溶液和

4

ZnSO

溶液，相同Zn、Cu电极，实验时，先按着

4

装置图连接仪器，使用盐桥与不使用盐桥，对比实验现象，突显盐桥的作用。

实验现象：不使用盐桥，

流计的指针不发生偏转；

插入盐桥，电流计的指针

发生偏转且比较稳定、持

久，在铜片表面有新的红

色铜析出。

分析原因：（如图，在PPT中演示其动画模拟微观中的外电路的电子流动、内电路的溶液盐桥中离子的移动）

结论：盐桥电池由于使用了既相对独立（两只烧杯中）又有联系（通过盐桥）的两个半电池，两个电极反应在互不干扰的环境中发生，使氧化还原反应得以持续发生且产生持久、稳定的电流。

学生的几个困惑：改用别的电极材料可以吗？改用别的盐桥溶液可以吗？改用别的电解质溶液可以吗？（在实际应用中，还真的不全是插到相应的盐溶液中，如碱性锌锰干电池）

实验三：装置如图2，只是把负极的半电池的电