嘗試以“交換膜、電化學(xué)”整合教學(xué)素材

摘 要：以“含離子交換膜的電化學(xué)”為主線，整合教學(xué)素材，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，嘗試打造一堂有化學(xué)思維、有突破、有創(chuàng)新、高效率的化學(xué)課堂。

關(guān)鍵詞：交換膜;電化學(xué);概念辨析;“圖示法”解題

一、設(shè)計思想

筆者力求從以下幾個方面設(shè)計教學(xué)：概念辨析、評典例、重點(diǎn)撥、獨(dú)特清晰解題思路。近年來，電化學(xué)多以含交換膜形式考查，本節(jié)課在于引導(dǎo)學(xué)生該類題型的解答。[1]當(dāng)代著名心理學(xué)家和教育家布魯納指出“不論我們教什么學(xué)科，務(wù)必使學(xué)生理解學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)。”

二、教學(xué)目標(biāo)

1.知識與能力：了解（含交換膜）原電池、電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池總方程式。

2.過程與方法：復(fù)習(xí)引入、引導(dǎo)、示例、總結(jié)等步驟，對電化學(xué)進(jìn)行二輪復(fù)習(xí)。

3.情感態(tài)度價值觀：加深對電化學(xué)的體會，理解電能、化學(xué)能的相互轉(zhuǎn)化，學(xué)會欣賞化學(xué)于人類的貢獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)化學(xué)之美，掌握有效的解題技巧。

三、教學(xué)主要過程

情境導(dǎo)入：賞析一道2014年福建高考題

[師]請同學(xué)說說對交換膜的理解！

[生]

[設(shè)計意圖]以一道經(jīng)典的高考題做引課，引出今天課的重難點(diǎn)--交換膜，激發(fā)學(xué)生的思維。

環(huán)節(jié)一回歸課本

[師]此處陽離子交換膜的作用是什么？

[生]

[設(shè)計意圖]由高考題回歸課本示例，強(qiáng)化基礎(chǔ)。

環(huán)節(jié)三小試牛刀

1.為循環(huán)利用人體呼出的CO2并提供氧氣，我國科學(xué)家設(shè)計出一種裝置，實(shí)現(xiàn)“太陽能→電能→化學(xué)能”的轉(zhuǎn)化，總反應(yīng)為2CO2=2CO+O2下列有關(guān)說法正確的是（）

A.該裝置屬于原電池

B.人體呼出的水蒸氣參與Y極反應(yīng)：

CO2+H2O+2e-=CO+2OH-

C.反應(yīng)完畢，該太陽能裝置中的電解質(zhì)溶液堿性增強(qiáng)

D.X極反應(yīng)式：O2+2H2O+4e-=4OH-

[師]請書寫電極反應(yīng)式！

[生]

[師]根據(jù)電子流向判斷X為陽極產(chǎn)生氧氣：

4OH--4e-=O2+2H2O，Y為陰極產(chǎn)生CO：2CO2+4e-=2CO+4OH-

[設(shè)計意圖]讓學(xué)生體會宏觀辨識與微觀探析，體會變化觀念與平衡思想，從簡單開始，更符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展，同時體會到科技改變生活。

環(huán)節(jié)四典例剖析

2.某原電池裝置如上圖所示，電池總反應(yīng)為2Ag+Cl2=2AgCl下列說法正確的是（）

A.正極反應(yīng)AgCl+e-=Ag+Cl-

B.放電時，交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成

C.若用NaCl溶液代替鹽酸，則電池總反應(yīng)隨之改變

D.當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole-時，交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02mol離子

[師]請書寫正極、負(fù)極反應(yīng)式。

[生]負(fù)極：Ag-e-=Ag+正極：Cl2+2e-=2Cl-

[師]左側(cè)產(chǎn)生Ag+，銀離子處在氯離子的環(huán)境，產(chǎn)生的銀離子立即變氯化銀沉淀。

負(fù)極：Ag-e-+2Cl-=2AgCl正極：Cl2+2e-=2Cl-

[師]當(dāng)電路中轉(zhuǎn)移0.01mole-，交換膜左側(cè)溶液約減少0.02mol離子，是否正確？

[板書]負(fù)：2Ag-2e-+2Cl-=2AgCl 正：Cl2+2e-=2Cl-

[設(shè)計意圖][2]知道可以通過分析、推理等方法認(rèn)識研究對象的本質(zhì)特征、構(gòu)成要素及其相互關(guān)系，建立認(rèn)知模型，并且能運(yùn)用模型解釋化學(xué)現(xiàn)象，揭示現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律。

環(huán)節(jié)四學(xué)以致用

3.電解槽內(nèi)裝有KI及淀粉溶液，中間用陰離子交換膜隔開，通電發(fā)現(xiàn)左側(cè)溶液變藍(lán)色，一段時間后，藍(lán)色逐漸變淺。已知：3I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O，下列說法不正確的是（ ）

A.右側(cè)發(fā)生的電極反應(yīng)式：2H2O+2e-=H2↑+2OH-

B.電解結(jié)束時，右側(cè)溶液中含有IO3-

C.電解槽內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的總化學(xué)方程式：KI+3H2O=KIO3+3H2↑

D.如果用陽離子交換膜代替陰離子交換膜，電解槽內(nèi)發(fā)生的總化學(xué)不變

[師]該裝置為電解池，根據(jù)題中信息，請書寫電極反應(yīng)式。

[生]陽極：6I--6e-=3I23I2+6OH-=IO3-+5I-+3H2O陰極：6H2O+6e-=3H2↑+6OH-

[板書]

[師]第1種情況存在I2與OH-的反應(yīng)，第2中情況不存在OH—的移動，因此I2不消失，藍(lán)色溶液不消失，兩者總反應(yīng)式不同。

[設(shè)計意圖]積極倡導(dǎo)“教、學(xué)、評”一體化，使得學(xué)生在能力方面得到不同程度的提高。

四、教學(xué)反思

追逐高考熱點(diǎn)，以“交換膜、電化學(xué)”整合教學(xué)素材，主題更明確，概念對比更明顯，以點(diǎn)帶面，對電化學(xué)整體進(jìn)行全面的二輪復(fù)習(xí)。另一方面，筆者今后還應(yīng)在題目梯度的安排上做長期地努力，良好梯度可以讓課堂更有層次感。

參考文獻(xiàn)

[1]吳曉燕，布魯納.學(xué)習(xí)理論指導(dǎo)下的心理學(xué)教學(xué)嘗試.教育探索，2005（5）：90-92

[2]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，（2018.9重印）：4

作者簡介：陳嫦（1982-），女，江西靖安人，化學(xué)教育本科，現(xiàn)為三明一中化學(xué)教師