[教學(xué)設(shè)計]第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能

1、 第二章 第二節(jié)  化學(xué)能與電能 第一課時教學(xué)目標：（一）、知識與技能：1.初步認識原電池的概念、工作原理及構(gòu)成條件2.認識化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能的重大意義（二）過程與方法：1、通過演示實驗和學(xué)生實驗，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、動手能力及分析問題的能力。2、采用實驗探究、對比分析和討論歸納，突破教學(xué)難點。（三）情感、態(tài)度與價值觀： 1.通過動手實驗，提高學(xué)生對“化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)”的認識，讓學(xué)生親身體驗科學(xué)的探究過程，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣2.教學(xué)過程聯(lián)系實際生活，體會學(xué)習(xí)化學(xué)的重要性3.通過找出并改正影視中出現(xiàn)的一些錯誤說法，體會學(xué)習(xí)化學(xué)的趣味性教學(xué)重點：原電池的工作原

2、理和構(gòu)成條件教學(xué)難點：原電池的工作原理教學(xué)用具：多媒體，鋅片，銅片，鐵片，石墨棒，稀硫酸，乙醇溶液，燒杯，導(dǎo)線，電流表，電池教學(xué)過程：【投影】 各種電子設(shè)備和電器【師】：從第二次工業(yè)革命開始整個世界就進入了電氣時代，現(xiàn)如今各種電子設(shè)備和電器無處不在，大大豐富和方便了我們的生活、學(xué)習(xí)和工作。各種電器都需要電能來驅(qū)動，所以如何更有效的發(fā)電成了當今社會最受關(guān)注話題之一。你們知道哪些發(fā)電方式？【生】火力發(fā)電，水力發(fā)電，風能發(fā)電，太陽能發(fā)電【師】發(fā)電方式非常之多，大家請看這幅圖，有印象嗎？這就是在我們校園中經(jīng)?？梢钥吹降氖挛?，它可以將太陽能和風能轉(zhuǎn)換成電能，在晚上的時候就可以為我們照明，節(jié)約了很多電能。

3、由于我國化石能源比較豐富，所以目前我國最主要的發(fā)電方式是火力發(fā)電。這幅圖展示的是一個電力發(fā)電廠，大家可以看到這個冷卻塔上有很多的白霧，主要是水蒸氣液化所致。現(xiàn)在我們簡要了解一下火力發(fā)電的原理。火力發(fā)電需要經(jīng)過一系列的能量轉(zhuǎn)化，首先化學(xué)能要經(jīng)過燃燒轉(zhuǎn)化成熱能，加熱水使之汽化為蒸汽以推動蒸汽機轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的機械能帶動發(fā)電機發(fā)電。請大家看以下兩幅圖，你能獲得哪些信息？【投影】 2001年和2014年我國發(fā)電總量構(gòu)成圖【生】我國主要發(fā)電方式是火力發(fā)電，但是2014年火電所占比例比2001年少很多?！編煛繛槭裁?014年火電比例會減少這么多？除了化石能源減少以及新能源的崛起外，其中最重要的原因在于火電本身

4、存在的弊端，火力發(fā)電存在哪些缺點呢？【生】涉及多步能量轉(zhuǎn)化，造成能量的大量損失；產(chǎn)生有害物質(zhì)污染大氣和環(huán)境?！編煛渴堑?，一種能量是不可能百分之百的轉(zhuǎn)化為另一種能量的，既然在能量的轉(zhuǎn)化過程中不可避免會有能量的損失，我們可不可以通過減少能量轉(zhuǎn)化的次數(shù)，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能，一次來提高能量的轉(zhuǎn)化率呢？【生】思考，預(yù)測【師】如果有一天你突然穿越到古代，你能想到給你手機充電的方法嗎？我們現(xiàn)在來看看尋秦記中這個穿越到古代的人是怎么給他的電子設(shè)備充電的?！静シ乓曨l】尋秦記中項少龍講述發(fā)電原理片段【師】男主角呆萌的講解讓大家覺得可愛又好笑，當時我在看這一段的時候就在想啊，這樣的裝置真的能如他所說的那樣神奇可

5、以產(chǎn)生電流？你們有想過這個問題吧？既然大家都想知道，那么我們就用實驗來證明，怎么做才能證明有電流產(chǎn)生呢？【生】安一個電流表，若電流表偏轉(zhuǎn)的話就說明有電流產(chǎn)生?！編煛楷F(xiàn)在就讓我們一起來探究這個裝置是不是有電流產(chǎn)生【教師演示】鋅銅原電池裝置可以產(chǎn)生電流【師】通過實驗，你們可以大聲地告訴我你的實驗結(jié)論嗎？【生】這個裝置可以產(chǎn)生電流！【師】它實現(xiàn)了怎樣的能量轉(zhuǎn)化？【生】化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能【師】在化學(xué)中，我們將這種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置叫做原電池。這個裝置是怎么使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的呢？換句話說，原電池的工作原理是怎樣的呢？雖說不知者無罪，但是作為一個現(xiàn)代人，男主角的解釋未免也太敷衍人了。這就是接下來

6、你們要探究的問題。請同學(xué)們分小組進行以下對比實驗，注意觀察實驗現(xiàn)象，并試著通過各實驗現(xiàn)象解釋原電池的工作原理。實驗前仔細閱讀實驗提示。原電池可以實現(xiàn)化學(xué)能向電能的直接轉(zhuǎn)化，大大地提高了能量的利用率，節(jié)約了很多能源，【學(xué)生實驗】 探究原電池的工作原理實驗現(xiàn)象（電流表的偏向）結(jié)論1.2. 3.4.【師】我們學(xué)過物理，都知道電子的定向移動會導(dǎo)致電流的產(chǎn)生，那么最后一個裝置說明有電子在導(dǎo)線上做定向移動。我們要怎么做才能確定這個原電池的正負極呢？大家可以根據(jù)提供的材料進行判斷?！緦W(xué)生實驗】用電流表測南孚電池的偏轉(zhuǎn)方向，確定電流表指針偏向的是正極【師】現(xiàn)在請一個小組來分享他們小組的探究成果?！旧棵枋鰧嶒?/p>

7、現(xiàn)象，得出實驗結(jié)論：實驗1說明銅片不能與稀硫酸反應(yīng)，而鋅片可以與稀硫酸反應(yīng)置換出氫氣；【師】結(jié)論非常正確，現(xiàn)在老師帶領(lǐng)大家一起來復(fù)習(xí)鋅片與硫酸的反應(yīng)，這是一個氧化還原反應(yīng)，鋅失去兩個電子變成鋅離子，這兩個電子被鋅片周圍的氫離子獲得，氫離子變成氫氣形成氣泡溢出。那么你怎么解釋實驗2和3的現(xiàn)象呢？如果你覺得這個問題太難的話，你可以直接回答你從現(xiàn)象中可以得出的結(jié)論?！旧繉嶒?、3說明有電流產(chǎn)生，而且鋅片為負極銅片為正極；【師】你是通過什么方法確定銅極為正極而鋅極為負極的？那么你們知道電流的流向和電子的流向嗎？【生】電流從正極流向負極，因為電流的方向與電子的流向是相反的，所以實驗3中電子從鋅片流向銅

8、片【師】既然同學(xué)們能認識到有電子從鋅片流向銅片，那么能不能試著解釋為什么鋅片會溶解，而銅片上有氣體產(chǎn)生嗎？【生】鋅失去電子變成鋅離子進入溶液中，所以鋅片表面溶解，電子沒有直接被鋅片周圍的氫離子獲得，而是通過導(dǎo)線流向了銅片，氫離子在銅片上獲得電子成為氫氣【師】我們可以用Zn - 2eZn2+ 表示鋅片上發(fā)生的反應(yīng)，2H+ + 2e H2 表示銅片上發(fā)生的反應(yīng)，這樣的式子叫做電極反應(yīng)，將兩個電極反應(yīng)相加可以得到總的電池反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2+H2，或者Zn+H2SO4=ZnSO4+H2，鋅片所失去的電子沒有直接被鋅片周圍的氫離子獲得產(chǎn)生氫氣，而是通過導(dǎo)線移動到銅極上，銅片周圍的氫離子獲得電子產(chǎn)

9、生氫氣，從而產(chǎn)生了電流。外電路有電子的定向移動，內(nèi)電路又有怎樣的變化呢？【師】負極由于鋅片失電子產(chǎn)生了很多鋅離子，鋅離子增多導(dǎo)致負極（鋅片）周圍正電荷增多，而溶液都有維持電中性的趨勢，所以溶液中的陰離子如硫酸根離子就會向負極移動。哪位同學(xué)能說明正極附近的情況？【生】正極附近由于氫離子獲得電子變成氫氣逸走導(dǎo)致正極附近正電荷減少，為了維持電中性，溶液中的陽離子如氫離子或鋅離子會移向正極?！編煛客怆娐酚须娮拥亩ㄏ蛞苿?，內(nèi)電路有陰陽離子的定向移動，如此便形成了一個導(dǎo)電的通路，所以便產(chǎn)生了穩(wěn)定的電流直至硫酸或鋅片反應(yīng)完。相信對于實驗4的理解就難不倒大家了吧？我們可以將原電池的原理簡要的歸納為如下：較活潑

10、的金屬(負極)失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑金屬通過外電路流向較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體(正極),正極上發(fā)生還原反應(yīng)，內(nèi)電路有離子的定向移動來導(dǎo)電，這樣便形成了穩(wěn)定的電流。原電池大大的提高了能量的轉(zhuǎn)化率，生活中很多電池都是采用的原電池原理，所以原電池有哪些構(gòu)成條件呢？你們會提出哪些假設(shè)？現(xiàn)在請同學(xué)們做以下幾個對比實驗，找出哪些裝置可以構(gòu)成原電池，哪些裝置不能構(gòu)成原電池，并根據(jù)探究結(jié)果總結(jié)出原電池的構(gòu)成條件。【學(xué)生實驗】探究原電池的構(gòu)成條件對比實驗電流表指針有無偏轉(zhuǎn) 結(jié)論（原電池的構(gòu)成條件） CZn【師】哪幾個裝置可以構(gòu)成原電池？【生】【師】通過對比幾個裝置，你找到了原電池的構(gòu)成條件了嗎？【生】1.兩個活潑性不同的金屬或金屬與非金屬作電極2.閉合回路3.電解質(zhì)溶液4.