资源简介

(共36张PPT)
实验活动4 简单的电镀实验
人教版选择性必修1《化学反应原理》第四章化学反应与电能
目
录
发展学生科学探究素养和
创新实践能力的项目式学习
01
项目的确立 背景和价值
02
项目的总结 评价和反思
03
项目的实施 过程和方法
01 项
目
的
确
立
背景和价值分析
倡导真实问题情境的创设，开展以化学实验为主的多种探究活动，激发学生学习化学的兴趣，促进学生学习方式的转变
课标
简单的电镀实验，人教版选择性必修一第四章，用品和操作非常简单，学生实验却容易出现镀层发黑的异常现象
教材
学生已经学习了电解原理及其应用等相关知识，具有浓厚的实验兴趣和基本操作能力。
学情
01 项
目
的
确
立
背景和价值分析
课题
学生电镀实验条件优化和产物探究(针对镀层发黑的异常现象）
课型
开展项目式教学、实验探究拓展课、校本课程(教学对象：高二对化学有浓厚兴趣的选科生）
每周两节课，共4课时
01 项
目
的
确
立
背景和价值分析
1. 通过探究影响镀铜的主要因素，体会条件控制在科学实验和实际生产中的重要作用。
2. 通过探究黑色物质成分，掌握实验探究的基本步骤和方法，增强证据意识和求真务实的科学态度。
3.通过小组合作，交流评价，提高沟通交流能力，增强团队合作意识。
1. 通过对方案设计、工具制作的交流和点评，诊断并发展学生解决实际问题的能力水平。（孤立水平，系统水平）
2. 通过对黑色物质成分探究设计方案的交流和点评，诊断并发展学生实验探究的水平（孤立水平、系统水平）
1.设计反应器提高条件精准度，克服传统烧杯实验效率低、难以控制变量的缺点
创新要点
2.引导学生亲历创新实验，体验真正的探究过程，使学生成为思考者而非简单的观察者和记录者
01 项
目
的
确
立
背景和价值分析
01
02
03
04
05
06
创设情境
资料查询
产物探究
分组合作
条件优化
总结评价
教学过程
01 项
目
的
确
立
背景和价值分析
准备
简单的电镀实验
异常现象
正常现象
1.探究得到良好镀铜的条件
2.探究黑色物质成分是什么
实验事实
为情境
引入项目式探究任务
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
分工
合作
第1小组
第2小组
第3小组
资料查询组
条件控制组
产物探究组
根据个人兴趣、自由组合、自主选择
分组合作
资料查询
条件控制
产物探究
汇总结果
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
资料查询
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
资料查询组汇报
铁钉是否打磨
铁钉和铜片位置
硫酸铜配制浓度
猜想
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
方案设计
控制变量
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
实验准备
1.镀件优化 2.工具制作 3.标准制定
A级 均匀、光滑、牢固
B级 较均匀、较光滑、较牢固
C级 较粗糙、暗淡、不牢固
D级 颗粒感强、黑色、不牢固
铁钉镀铜
石墨镀铜
并联式反应器
控距式反应器
镀层效果评定标准
条件控制组实验
猜想一：铁钉未打磨或未打磨光滑导致镀层发黑
a组 镀件光滑度对镀层效果的影响实验
电路 连接 条件控制 光滑电极 粗糙电极 结论
并联 电路 3v电压, 铜做阳极， 石墨做阴极0.5mol/LCuSO4各40mL 电解3min B级， 未呈黑色 C级，未呈黑色 镀件越光滑，镀层效果越好，均未出现发黑现象
抛光 未抛光
猜想二：铁钉和铜片放置位置不固定导致有的镀铜发黑
b组 电极距对镀层效果的影响实验
控距式反应器
条件控制 极间距不同 记录现象，分析结果 并联电路， 3v电压0.5mol/LCuSO4200mL电 3min 3cm，4cm，5cm 6cm，9cm，15cm 3-6cm，镀层效果均可，电极距越小，镀层效果越好，9cm以上，(电流过小）
未见镀层生成
极间距不是学生实验镀层发黑的主要因素
条件控制组实验
猜想三：硫酸铜配置浓度不同导致有的镀铜发黑
c 组 电解质浓度对镀层效果的影响实验
并联电路，极间距4cm，电压3v，时间5min 硫酸铜浓度 镀铜效果 结论
1组实验 0.50mol/L 红色，均匀 浓度大的镀层效果更好
0.75mol/L 红色，更致密 1.00mol/L 红色，光亮致密 2组实验 0.25mol/L 黑红相间 浓度过小会出现镀层发黑
0.10mol/L 黑色 0.075mol/L 黑色 1mol/L 0.5mol/L 0.1mol/L
结论：本实验条件下c(CuSO4)≥0.5mol/L镀层为红色，c(CuSO4)≤0.1mol/L镀层为黑色
证实
条件控制组实验
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
硫酸铜溶液浓度过小
1. 镀件表面光滑，洁净
2. 硫酸铜浓度不低于0.5mol/L
3. 电压3V(两节1号电池)串联，
电极距控制在3-4cm。
4. 时间3分钟即可。
条件控制组成果汇报
条件优化
理论联系实际
方法指引：
工程师工作流程
控制条件在化学反应调控中的作用
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
观察黑色固体
混有红色固体
制备并观察
0.1mol/L硫酸铜溶液，0.3A,铁做阴极，铜做阳极，250mL烧杯做容器
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
假设一：CuO 假设二：Cu 假设三CuO+Cu
方案1. 硝酸检验
3Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
假设一：CuO 假设二：Cu 假设三CuO+Cu
方案2. 硫酸检验
CuO+H2SO4=CuSO4+H2O
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
黑色固体成分探究
久置
通过硝酸和硫酸检验，初步实验结论是：黑色固体为铜，或铜中混有少量氧化铜
意外发现
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
实地探访大学实验室
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
仪器测定
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
分组合作
资料查询
条件控制组
汇总结果
产物探究组
资料查询组查询
在该条件下电极上得到了纳米级的铜，活性很强，易被氧化生成了氧化亚铜……
氧化亚铜不溶于水,可溶于浓氨水形成无色配合物 [Cu(NH3)2]+,其在空气中被氧化为蓝色的 [Cu(NH3)4]2+ 。氧化亚铜遇稀硫酸生成铜盐和铜单质。
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
Cu2O
无色的[Cu(NH3)2]+在空气中被氧化成深蓝色的[Cu(NH3)4]2+
酸性条件下歧化反应
Cu2O+4NH3.H2O=2[Cu(NH3)2]OH+3H2O
Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O
溶于氨水形成无色溶液
解释了加入硫酸久置有较多红色固体剩余
实验证实
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
分组合作
资料查询
条件控制组
汇总结果
产物探究组
成分探究组实验总结报告
学生电镀铜实验，在某些条件下出现镀层发黑，甚至出现黑色簇状物。……上述研究结果表明黑色固体物质为铜和氧化亚铜的混合物。
……
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
分组合作
资料查询
条件控制组
汇总结果
产物探究组
方法指导
科学家思考问题的思路和方法
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
分组合作
资料查询
条件控制组
产物探究组
汇总结果
组长负责
成果汇总
电镀实验探究项目总报告
目录
1.项目背景介绍
2.资料查询总结
3.条件控制探究
4.产物探究结果
5.学生反思评价
02 项
目
的
实施
过程和方法介绍
班级交流和展示
03 项
目
的
总结
评价和反思
档案袋评价
03 项
目
的
总结
评价和反思
本课题的亮点
和学生一起自制反应器
效率高、用途广，提高了学生解决问题的能力
01
带领学生亲历探究过程
体会先进科学仪器在科学探究中的重要作用
02
创设真实情境，开展项目式教学
在任务驱动下，提升综合能力和核心素养
03
I-在阳膜、阴膜的透过性对比实验
Cu2+、Fe2+、Mg2+ 的放电顺序比较
pH对铜做阳极放电产物的影响实验
Fe2+和H+放电顺序与离子浓度
关系的探究实验
课后延伸
Zn、Cu、Ag做阳极放电情况对比
Fe2+在阳膜、阴膜的透过性对比实验
感谢倾听
恳请指正

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