1、教学基本信息课题基于证据研究电解食盐水中的相关反应教学设计人员授课教师学校佘平平北京二中指导思想与理论依据为落实“立德树人”的教育根本任务，高中化学课程标准修订组提出包含“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认识”“实验探究与创新意识”“科学精神和社会责任”等五个要素的高中化学核心素养。“核心素养”指出，能初步学会收集各种证据，对物质的性质及其变化提出可能的假设；基于证据进行分析推理，证实或证伪假设；能解释证据与结论之间的关系，确定形成科学结论所需要的证据和寻找证据的途径；能认识化学现象与模型之间的联系，能运用多种模型来描述和解释化学现象，预测物质及其变化的可能结果；能依
2、据物质及其变化的信息建构模型，建立解决复杂化学问题的思维框架。高考考试说明（北京卷）化学考试内容部分明确要求学生能结合海水等自然资源综合利用的实例，了解运用物质性质和反应规律实现物质间的转化。根据氧化还原反应的规律研究物质的化学性质。理解电解池的工作原理，了解电解池在实际中的应用，了解难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质。基于对高中化学核心素养和考试说明的分析，本教学设计以氯碱工业为载体在解决“氯碱工业为什么要使用饱和NaCl溶液”，“阳极材料对电解反应有什么影响”的实际问题过程中，引导学生基于证据研究电解食盐水中的相关反应，形成解决复杂化学问题的思维框架。教学素材分析教学素材选择：“海水资源
3、利用”是关系到未来人类可持续发展的重要环节，氯碱工业是其中十分重要的一部分。本节课的教学设计以普通高中课程标准试验教科书化学.选修4中电解原理的应用氯碱工业为知识背景。近年来以“氯碱工业”为背景的题目在高考中屡见不鲜，这类题目普遍具有的特点是：题目紧贴科技生产、社会生活，具有鲜明的时代色彩和一定的现实意义，属于热点问题。本教学设计以氯碱工业为载体，在解决“氯碱工业为什么要使用饱和NaCl溶液”，“阳极材料对电解反应有什么影响”的实际问题过程中，引导学生基于证据研究电解食盐水中的相关反应，形成解决复杂化学问题的思维框架，从而有效提高学生分析、解决问题的能力。重点突破知识点影响物质氧化性、还原性的
4、因素；运用平衡原理解释问题；电解原理 教学目标(内容框架)知识与技能1 复习氯碱工业的核心反应和工艺。2 复习影响物质氧化性、还原性的因素。3 运用平衡原理解释问题。过程与方法1 引导学生对两个情况下电解食盐水实验中的阳极产物提出可能的假设，初步学会筛选信息、寻找证据；2 引导学生对观察记录的实验信息进行加工，获取证据证明自己的观点，提升学生的证据意识；3 在两个电解食盐水实验中的研究过程中，培养同学从提供的新信息中，准确地提取实质性内容，并经与已有知识块整合，重组为新知识块的能力，形成解决复杂化学问题的思维框架。情感态度与价值观深刻理解化学原理和工业生产的相互关系，赞赏化学对社会发展的重大贡
5、献。具体教学实施过程教学环节教师活动学生活动设计意图提出问题介绍海水资源综合应用，引出氯碱工业回忆氯碱工业的核心反应和核心工艺创设真实问题情境，提炼成需要解决的化学问题【问题一】氯碱工业为什么要使用饱和NaCl溶液石墨电极电解 1 mol/L NaCl溶液的阳极产物预测：石墨电极电解 1 mol/L NaCl溶液的阳极产物通过刚才的实验，你认为石墨电极电解 1 mol/L NaCl溶液的阳极产物有什么？什么实验现象能支持你的观点？通过刚才的实验，你认为影响物质氧化性和还原性的因素有哪些？什么实验事实能支持你的观点？小组讨论汇报交流O2、Cl2思考回答Cl2：黄绿色气体O2：用碱除去氯气后仍然有
6、阳极气体产物；酸性淀粉碘化钾变蓝，中性不变思考回答浓度，酸碱性引导学生筛选信息、寻找证据；对物质的性质及其变化提出可能的假设；基于证据研究电解稀食盐水中的相关反应；基于证据推理分析影响物质氧化性还原性的因素。【问题二】阳极材料对电解反应有什么影响？铜电极电解 3 mol/L NaCl 溶液预测：铜电极电解 3 mol/L NaCl溶液的阳极产物通过刚才的实验，你认为铜电极电解 3 mol/L NaCl溶液的阳极产物有什么？什么实验现象能支持你的观点？通过刚才的实验，你认为影响物质氧化性和还原性的因素还有哪些？什么实验事实能支持你的观点？利用平衡移动原理解释CuCl转变为CuOH的原因？请设计实
7、验装置，避免CuCl的白色沉淀转变成CuOH的橙黄色沉淀。小组讨论汇报交流Cu2+、Cl2、O2思考回答CuCl白色沉淀CuOH橙黄色沉淀Cu2O砖红色沉淀思考回答环境离子H+放电，水的电离平衡被促进，OH-浓度增大。CuCl转变为CuOH小组讨论汇报交流加阳离子交换膜或者加盐桥再次预测，渗透学生筛选信息、寻找证据的意识；基于证据研究铜电极电解食盐水中的相关反应，培养同学从提供的新信息中，准确地提取实质性内容；基于证据推理分析影响物质氧化性还原性的其他因素；运用平衡原理解释问题。总结提升通过今天这节课的学习，你对解决复杂化学问题有什么新的想法？小组讨论汇报交流升华形成解决复杂化学问题的思维框架
8、迁移应用设计方案利用电渗析法淡化海水。课后继续思考学以致用教学效果检测氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图如右图所示。（1）溶液A的溶质是。（2）电解饱和食盐水的离子方程式是。（3）电解时用盐酸控制阳极区溶液的pH在23。用化学平衡移动原理解释盐酸的作用：。（4）电解所用的盐水需精制，去除有影响的Ca2+、Mg2+、NH4+、SO42-、c(SO42-)c(Ca2+)。精制流程如下(淡盐水和溶液A来自电解池)：盐泥a除泥沙外，还含有的物质是。过程I中将NH4+转化为N2的离子方程式是。BaSO4的溶解度比BaCO3的小。过程中除去的离子有。经过程处理，要求盐水c中剩余Na2SO3的含量小于5
9、mgL。若盐水b中NaClO的含量是7.45 mgL，则处理10 m3盐水b，至多添加10Na2SO3溶液kg（溶液体积变化忽略不计）。答案：（1）NaOH （2）2Cl +2H2O H2 + Cl2 + 2OH（3）Cl2与水反应：Cl2 + H2OHCl + HClO，增大HCl的浓度使平衡逆向移动，减少Cl2在水中的溶解度，有利于Cl2的逸出。（4）Mg(OH)22NH4+ + 3Cl2 + 8OH= N2+ 6Cl+ 8H2OSO42、Ca2+1.76后续课程设计思路本教学设计以氯碱工业为载体，在解决“氯碱工业为什么要使用饱和NaCl溶液”，“阳极材料对电解反应有什么影响”的实际问题过程中，引导学生基于证据研究电解食盐水中的相关反应，形成解决复杂化学问题的思维框架。在后续的课程中，通过“设计方案利用电渗析法淡化海水”实际问题的解决，在复习重要原理的基础上，使学生将本节课的思路内化为自己思考问题的方法。