《化學能與電能》導學案

1、化學能與電能導學案教案背景 本節(jié)內(nèi)容是在學生已經(jīng)建立起電極反應(yīng)的概念并能 夠正確地判斷陰極和陽極的基礎(chǔ)上，精心設(shè)計、構(gòu)建了一個內(nèi)容體系，以一個學生熟悉的自發(fā)的氧化還原反應(yīng)為研究對象，通過將其拆開在兩極上分別進行氧化還原反應(yīng)并采用逐步深入的手段，來介紹原電池的工作原理，以及陰極和陽極、正極和負極、電池反映的概念。教學課題 第一章 第三節(jié)化學能轉(zhuǎn)化為電能電池（第1課時）教材分析 本節(jié)內(nèi)容是電化學中的重要知識。由于學生之前沒有電化學的基礎(chǔ)，理解原電池原理有一定的難度。第一課時的主要內(nèi)容有：原電池的概念、原理、組成原電池的條件。原電池原理和組成條件是本節(jié)課的重點，原電池原理是本節(jié)課的難點。 本節(jié)教材設(shè)

2、置了大量的探究教學素材，富有深刻的探究教學思想內(nèi)涵。首先，新課引入的兩個演示實驗為探究教學創(chuàng)設(shè)了問題情景，當學生觀察到“銅片上產(chǎn)生氣泡”這一反常的實驗現(xiàn)象，就會情不自禁地提出一系列問題，產(chǎn)生強烈的探索欲望，并提出各種各樣的假設(shè)；緊接著，通過（ 4-15 ）演示實驗為學生提供“實證性”材料，學生根據(jù)實驗現(xiàn)象，經(jīng)過嚴密的邏輯推理，得出相關(guān)結(jié)論；當學生理解原電池的原理后，教材又設(shè)置了一個討論題，讓學生自己歸納“組成原電池的條件”。同時，課本后面的“家庭小實驗 - 水果電池”，習題中的“用銅、銀和硝酸溶液設(shè)計一個原電池”都是本課時探究教學內(nèi)容的應(yīng)用和延伸。 當然，為了更好地實施探究教學，還需對本節(jié)教材

3、內(nèi)容作必要的處理和補充。（1） 變教材中的教師演示實驗為學生動手實驗。這樣不僅使學生觀察到明顯的現(xiàn)象，還能使學生直接參與知識的獲得過程，獲得直接的體驗。 （2）對于原電池正負極的判斷，教材是以敘述的形式提出的，這不利于學生對概念的理解和記憶?？梢岳靡还?jié)干電池讓學生自己設(shè)計實驗得出結(jié)論。這比直接提出正負極的判斷方法更有利于啟發(fā)學生的思維，提高學生的實驗設(shè)計能力。 （3）教材中“組成原電池的條件”這一個討論題，問題過于空泛，考慮到學生的知識遷移能力和概括能力還不是很強，單純的討論可能會無從談起，因此教學中設(shè)計了一組學生實驗習題（以教材后面的一個習題為藍本），讓學生通過實驗獲得直接經(jīng)驗，再通過對比

4、分析，歸納出規(guī)律，最終得出組成原電池的三個必要條件。 （4）將課本后面的家庭小實驗 - 水果電池，移到探討“組成原電池的條件”的課堂教學中，不僅能幫助同學理解組成原電池的其中一個必要條件 - 電解質(zhì)溶液，而且能達到學以致用，使學生覺得化學就在我們的身邊，從而激發(fā)學生學習興趣，啟迪學生思維。 （5）在完成上述內(nèi)容后，可以讓學生自己設(shè)計一個原電池，將剛學的內(nèi)容進行應(yīng)用和鞏固，有利于培養(yǎng)學生的知識遷移能力和發(fā)散思維能力。 這樣處理教材內(nèi)容后，教學就可能按照“設(shè)置問題情景 - 學生提出問題 - 進行假設(shè)和推理 - 通過實驗驗證 - 得出相關(guān)結(jié)論 - 引發(fā)新的問題情景 - 提出新問題 - 實驗提供直接經(jīng)

5、驗 - 對比分析，總結(jié)規(guī)律 - 應(yīng)用原理、規(guī)律”的程序進行。 教學目標 1.知識目標：理解原電池原理，掌握構(gòu)成原電池的條件，會進行簡單的原電池設(shè)計。 2.情感目標：培養(yǎng)學生的探究精神和依據(jù)實驗事實得出結(jié)論的科學態(tài)度，培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作精神。 3.能力目標：培養(yǎng)學生觀察能力、實驗能力、實驗設(shè)計能力、語言表達能力。培養(yǎng)學生正向思維、逆向思維、發(fā)散思維能力。重點難點 原電池的構(gòu)成及工作原理，寫出簡單的電極反應(yīng)及電池反應(yīng)教學方法 教法引導探究法；學法合作學習法教學過程【課前延伸】回想：化學反應(yīng)中能量變化的原因是什么？化學能與電能：1.化學能與熱能的轉(zhuǎn)化放熱反應(yīng)：_吸熱反應(yīng)：_。常見的吸熱反應(yīng)有：_。2

6、.化學能轉(zhuǎn)化為電能（1）原電池：把 轉(zhuǎn)化為 能的裝置叫原電池。電極：負極（Zn）：電子流 （電流流入）的一極正極（Cu）：電子流 （電流流出）的一極（2）電極反應(yīng)與總反應(yīng)_ 極（鋅）：_（ 反應(yīng)）_ 極（銅）：_（ 反應(yīng)總反應(yīng)： 負極 電子發(fā)生氧化反應(yīng)，正極 電子發(fā)生還原反應(yīng)。能量轉(zhuǎn)化：化學能 （3）原電池組成條件 【預習檢測】1.下列關(guān)于原電池的說法正確的是：A.在正極上發(fā)生氧化反應(yīng) B.化學性質(zhì)較活潑的金屬為負極C.在外電路，電子流出正極 D.是由電能轉(zhuǎn)化為化學能的裝置2.下列可構(gòu)成原電池的是：【課內(nèi)探究】化學能與電能1.化學能與電能的間接轉(zhuǎn)化：2.化學能與電能的直接轉(zhuǎn)化：探究一：銅鋅原電

7、池工作原理是什么?電極電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型得失電子粒子電子流動方向負極正極探究二：如何判斷原電池的正負極？（1）依據(jù)原電池兩極材料：_作負極（K、Ca、Na太活潑，不能作電極）；_作正極。（2）根據(jù)電流方向或電子流向：電流（外電路）由_流向_；電子則由_經(jīng)外電路流向原電池的_。（3）根據(jù)內(nèi)電路離子遷移方向：_流向正極，_流向負極。（4）根據(jù)原電池中反應(yīng)類型：正極：_電子，發(fā)生_，現(xiàn)象是伴隨金屬的析出或H2的放出。負極：_電子，發(fā)生_，現(xiàn)象是電極本身的消耗，質(zhì)量減小。探究三：構(gòu)成原電池的條件有哪些？w.w.w.k.s.5.u.c.o.m_ _【歸納小結(jié)】【當堂檢測】1.下列裝置中能組成原電池

8、形成電流的是：2.某金屬能跟稀鹽酸作用發(fā)出氫氣，該金屬與鋅組成原電池時，鋅為負極，此金屬是：A.Mg B.Fe C.Al D.Cu3.由銅鋅和稀硫酸組成的原電池工作時，電解質(zhì)溶液的 PH：A.不變 B.先變大后變小 C.逐漸變大 D.逐漸變小4.把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡，b、d相連時，b上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活動性順序由強到弱的為：A.a>b>c>d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D.b>d

9、>c>a5.一個電池反應(yīng)的離子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu，該反應(yīng)的的原電池正確組合是：ABCD正極ZnCuCuFe負極CuZnZnZn電解質(zhì)溶液CuCl2H2SO4CuSO4HCl6.科學工作者為心臟病人設(shè)計的心臟起搏器的電池是以Pt和Zn為電極材料，依靠人體內(nèi)液體中含有一定濃度的溶解氧、H+和Zn2+進行工作，回答下列問題： （1）負極材料是_，電極反應(yīng)式是 。（2）正極材料是 ，電極反應(yīng)式是 ?！菊n后提升】1.鎂鋁合金在堿性溶液中開始反應(yīng)緩慢，后反應(yīng)加速。經(jīng)分析是氧化膜及微電池作用的結(jié)果。下列敘述正確的是：A.微電池負極是鎂 B.微電池負極是鋁C.鋁的電極反應(yīng)式

10、是2H+2eH2 D.鎂的電極反應(yīng)式是Mg2eMg2+2.關(guān)于如右圖所示裝置的敘述，正確的是： A.銅是陽極，銅片上有氣泡產(chǎn)生 B.銅片質(zhì)量逐漸減少C.電流從鋅片經(jīng)導線流向銅片 D.氫離子在銅片表面被還原3.鋼鐵在潮濕的空氣中會被腐蝕，發(fā)生的原電池反 應(yīng)為：2Fe2H2OO22Fe24OH。以下說法正確的是：A.負極發(fā)生的反應(yīng)為：Fe2eFe2B.正極發(fā)生的反應(yīng)為：2H2OO22e4OHC.原電池是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W能的裝置D.鋼柱在水下部分比在空氣與水交界處更容易腐蝕4.科學家近年來研制出一種新型細菌燃料電池，利用細菌將有機物轉(zhuǎn)化為氫氣，氫氣進入以磷酸為電解質(zhì)的燃料電池發(fā)電。電池負極反應(yīng)為：

11、A.H22OH2H2O2e B.O24H4e2H2OC.H22H2e D.O22H2O4e4OH5.鐵及鐵的化合物應(yīng)用廣泛，如FeCl3可用作催化劑、印刷電路銅板腐蝕劑和外傷止血劑等。（1）寫出FeCl3溶液腐蝕印刷電路銅板的離子方程式 。（2）若將（1）中的反應(yīng)設(shè)計成原電池，請畫出原電池的裝置圖，標出正、負極，并寫出電極反應(yīng)式。正極反應(yīng) 負極反應(yīng) ?！静贾米鳂I(yè)】【板書設(shè)計】化學能與電能一、化學能與電能的間接轉(zhuǎn)化二、化學能與電能的直接轉(zhuǎn)化1.原電池概念： 原電池電極的判斷：2.原電池的構(gòu)成條件：(1) (2) (3)3.小結(jié):鞏固檢測精講點撥合作探究自主學習課后提升【授課流程圖】課內(nèi)探究課前延

12、伸【教學反思】本節(jié)課采用實驗探究式教學,既符合化學的學科特點,也符合學生的心理和思維的發(fā)展特點.本節(jié)課以實驗事實設(shè)疑,又以實驗事實釋疑,讓學生從直觀,生動的實驗中發(fā)現(xiàn)問題,找到學生的知識生長點，進一步引導學生進行推理和分析,再通過實驗驗證分析的結(jié)果.在探究活動中引導學生引導學生逐步突破原由認識，形成新認識，這樣得出的結(jié)論學生才能真正理解和牢固掌握. 從學生的心理特點來看,高二的學生對新鮮事物有強烈的好奇心和探索欲望,對老師的講授敢于質(zhì)疑,有自己的想法和主見.往往不滿足于老師告訴他是什么,而更愿意自己去探索是什么和為什么.并且具備了初步的探索能力.本節(jié)課的部分實驗是預先設(shè)計的,但同樣起到了實驗探

13、究應(yīng)有的作用，作為學生的知識水平很容易盲目去探索. 本節(jié)課應(yīng)給學生充分的討論時間和自由發(fā)表意見的機會.因為小組的每個成員的知識水平存在差異,對問題的分析能力不同,充分的討論有利于組內(nèi)的交流和互助,使實驗探究活動成為全體同學而不是部分尖子生的活動.在實驗探究的過程中,學生肯定發(fā)現(xiàn)了不少新問題,心里有很多想法,其中不乏正確的和錯誤的,常規(guī)的和富于創(chuàng)新的想法.因此要讓學生把他的想法表達出來,這既能豐富學生對原理和正確結(jié)論的多角度的認識,也是對學生探究精神的一種肯定和保護. 由于本節(jié)課采取討論式和學生實驗探究的教學模式,課堂組織尤為重要.應(yīng)在課前對學生進行分組,四人為一小組較合適,以便于學生展開實驗探

14、究活動和討論.在學生實驗和討論過程中,教師應(yīng)深入學生中,接受反饋信息,及時發(fā)現(xiàn)學生實驗過程中可能出現(xiàn)的問題并加以個別指導. 引課創(chuàng)設(shè)情景，學生通過復習中得到啟發(fā)，沿著化學必修2種鋅銅硫酸原電池的歷程，設(shè)置驅(qū)動性活動，與必修基礎(chǔ)化學銜接，而后進行設(shè)計、分析可行性，動手實驗探討原電池原理，然后開展第一個探究性實驗：通過提供材料，讓學生設(shè)計實驗方案，分組討論、分析可行性，得出最佳方案，實驗探討構(gòu)成原電池，在實驗中發(fā)現(xiàn)問題，分析找出原因，找到解決問題的方法。最后開展第二個探究性實驗：利用所學知識，根據(jù)現(xiàn)有材料，分析可行性，試驗證明，得到結(jié)論。 教學過程中分別設(shè)計兩組學生探究實驗和一組學生自主探索實驗，

15、讓學生親自動手去發(fā)現(xiàn)問題，并用模擬動畫進行理論探索，目的在于加強了物理化學知識的綜合，提高綜合能力.在教學中,讓實驗成為學生實踐體驗的一部分,通過自主實驗,啟發(fā)引導,小組合作,討論分析等方法,讓實驗成為幫助學生開展探究活動的積極手段,結(jié)合人類探究原電池的歷史和結(jié)合現(xiàn)代科技發(fā)展的趨勢，將引導學生研究相關(guān)內(nèi)容，并在其過程中培養(yǎng)他們基本技能,激發(fā)他們的探究熱情.從整節(jié)課的教學過程來看,它重在探究,重實踐.在實驗探究中,不僅激發(fā)學生學習興趣獲得知識,更能啟迪學生思維,培養(yǎng)科學精神和創(chuàng)新能力,為學生的進一步發(fā)展創(chuàng)造一個新的局面.在實踐中學會交流,學會合作,并意識到合作是學習的有效途徑,提高科學探究能力，敢于置疑，勤與思考，善于與人合作，回運用觀察，實驗，分析，等手段去獲取信息，會利用