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离子交换膜在电化学中的应用浙江省桐庐中学高三化学备课组吴方持一.考试说明要求1、了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。2、了解常见化学电源的种类及工作原理。3、理解金属发生电化学腐蚀的原因。了解金属腐蚀的危害和防止金属腐蚀的措施。二、课题设计的目的电化学的内容是浙江历年高考重要考点之一，主要以选择题和电极反应式书写的形式出现，考查的内容有：电极名称、离子和电子即电流的移动方向、溶液酸碱性的变化、电极反应式及总反应式的书写、根据电极反应式进行计算、能量转化等方面，而最近出现在电解池或原电池中涉及到离子交换膜的应用，电解池与原电池进行综合考查等等。在一轮的复习中已经将重要的知识点进行了复习，但是没有形成知识系统，尤其把膜用到新型的装置就不会分析，因此，二轮复习抓住核心知识，找准合适载体，进行知识综合利用、思维能力的培养，为学生的迁移应用能力奠定基础，从而达到让学生“怎么想，怎么做，怎么答”的目的。三、教学设计课题离子交换膜在电化学中的应用教学目标知识与技能1、掌握原电池和电解池的工作原理，电极反应式的书写和电池总反应式的书写。2、学会选择离子交换膜选择的一般方法，了解离子交换膜的应用。过程与方法1、通过实例分析原电池和电解池的工作原理，熟练书写电极反应和电池反应方程式。2、通过交流讨论、变式分析进一步归纳出归纳总结出离子交换膜选择的一般方法，了解离子交换膜的应用。情感态度与价值观通过对以离子交换膜的理论分析和实验验证，感受化学原理在社会生活中的应用。重难点重点电极反应式和电池总反应式的书写难点离子交换膜选择的一般方法总结教学方法以学生为主体的方法策略（多媒体、实验辅助）板书设计离子交换膜在电化学中的应用（略）教学过程环节教师活动学生活动设计意图引入课题交流与讨论1：请同学们画出电解饱和NaCl溶液制取NaOH、H2和Cl2的装置图，标出电极材料，写出电极反应式和总反应式。学生之间的讨论交流、书写、回答、其他同学补充。巩固电解的工作原理，利用原理来分析利用离子交换膜的必要性。培养学生回归教材的意识。激发学生兴趣。延伸思考思考1：用下面的装置制取NaOH、H2和Cl2,此装置有何缺陷？如何解决？思考2：如右图所示，在没有离子交换膜的情况下，用惰性电极电解饱和氯化钠溶液，可以制取环保性消毒液，请写出电池总反应式。分析、思考、回答书写强化利用原理进行问题解答与分析能力，化学学科表达能力。电池总反应式书写能力。变式提升深入分析变式：若将饱和食盐水换成KI及淀粉溶液制备KIO3（如图所示），通电发现右侧溶液变蓝色，一段时间后，蓝色逐渐变浅。已知:3I2＋6OH－＝IO3－＋5I－＋3H2O。请问：阴极电极反应式_______；总反应方程式___。A为___离子交换膜（填“阳”或“阴”）为什么？思考、练习交流、回答变式诱导思维。为学生根据总反应式（目标）和电极反应式来选择离子交换膜打下基础。交流与讨论2：一种以肼（N2H4）为燃料的电池装置如下图所示。该电池用空气中的氧气作为氧化剂，KOH作为电解质。（1）请写出负极发生的电极反应______.该燃料电池持续放电时，图中选_____离子交换膜。（2）假如使用阳离子交换膜，电流会怎样变化？不使用离子交换膜呢？思考、练习交流、回答原电池中离子交换膜的选择与分析。进一步为学生根据总反应式（目标）和电极反应式来选择离子交换膜打下基础。总结归纳（提炼升华）引导学生通过交流与讨论1、变式、交流与讨论2，归纳总结离子交换膜选择的一般方法。（电池总反应式(目的）、电极反应式、离子移动方向）回顾、综合分析、归纳、提炼作答学生总结出依据总反应式（目标）和电极反应式来选择离子交换膜综合应用巩固提高1：如图装置进行海水淡化，其中电极A接直流电源的负极，电极B接直流电源的正极，则：①隔膜A是____________（填“阳离子交换膜”、“阴离子交换膜”）②若电解硫酸钾制取KOH和硫酸，A、B、C____________（填“阳离子交换膜”、“阴离子交换膜”）巩固提高2：膜电解法在处理酸性含镍(Ni2+)废水（同时含有Na+、Cl-等离子）可以回收金属镍，使得Ni2+在B电极析出，达到回收金属镍目的，实际工艺中，在B极同时有氢气产生。(1).在电解过程中，含镍酸性废水应该注入___区。（2）如果没有阳离子交换膜可能会出现的现象？思考、作答学生将总结归纳的结论灵活应用。及时巩固提高。直击高考（升华提高）2012年浙江卷，10：C．该制备过程总反应的化学方程式为……2013年浙江卷，11：C．电解槽内发生反应的总化学方程式……D．如果用阳离子交换膜代替阴离子交换膜，电解槽内发生的总化学方程式不变引导观察分析（均有离子交换膜装置、电池反应式和电极反应式）通过具体的高考题来体会离子交换膜改变电池总反应式（或达到反应的目的）。课后作业详见学案。备注：所有图详见教学时学案2014-3-20