高中化學(xué)人教版化學(xué)反應(yīng)原理第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)原電池 市獲獎(jiǎng)

第一節(jié)原電池一、教學(xué)設(shè)計(jì)思路【課程標(biāo)準(zhǔn)與教材分析】(一)課程標(biāo)準(zhǔn)：新課標(biāo)要求學(xué)生能從根本上了解化學(xué)能與電能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化的原因；能正確書寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式，解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因。(二)教材分析：本節(jié)內(nèi)容是在《必修2》中第二章第二節(jié)《化學(xué)能與電能》的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步介紹原電池的組成和工作原理，通過對(duì)電池效率的探究，引出半電池、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念，從本質(zhì)上了解原電池的工作原理，是在必修2基礎(chǔ)上的深化?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)基本思路】本節(jié)課在設(shè)計(jì)上，希望能通過對(duì)必修2相關(guān)知識(shí)的回顧復(fù)習(xí)，逐步深化了解原電池的工作原理。因此，圍繞“原電池的設(shè)計(jì)”展開思路，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知能力和必修2中相關(guān)知識(shí)的介紹，以實(shí)驗(yàn)探究的模式，設(shè)計(jì)了四個(gè)遞進(jìn)的問題，以問題的逐步解決推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程。什么樣的化學(xué)反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池？什么樣的化學(xué)反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池？原電池原電池在設(shè)計(jì)上有什么條件？如何改進(jìn)原電池，使之能持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流？如何改進(jìn)原電池，使之能持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流？原電池的供電能力與哪些設(shè)計(jì)因素有關(guān)？原電池的供電能力與哪些設(shè)計(jì)因素有關(guān)？【教學(xué)設(shè)計(jì)重點(diǎn)】采用問題探究法貫穿全局，充分尊重學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，以復(fù)習(xí)的形式引入新課，在對(duì)舊知識(shí)的歸納總結(jié)中引出問題：什么樣的化學(xué)反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池？再在解決問題的過程中不斷引發(fā)新問題，問題的設(shè)計(jì)過渡自然、層層遞進(jìn)，在對(duì)問題的探討過程中實(shí)現(xiàn)本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。二、教學(xué)設(shè)計(jì)方案教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能1、了解原電池的工作原理。2、掌握構(gòu)成原電池的條件。3、能夠正確書寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。二、過程與方法1、體驗(yàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的探究過程。2、通過分組實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)觀察能力與分析思維能力。3、學(xué)習(xí)以問題為中心的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的方法。4、加深理解實(shí)踐→認(rèn)識(shí)→再實(shí)踐→再認(rèn)識(shí)的辨證唯物主義的思維方法。三、情感態(tài)度價(jià)值觀通過一些實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究過程，增強(qiáng)探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣，樹立學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的志向。重點(diǎn)進(jìn)一步了解原電池的工作原理，能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式難點(diǎn)原電池的工作原理教學(xué)方法啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)探究法儀器、用品燒杯、U形管、表面皿、電流表、鹽橋、導(dǎo)線、金屬Cu、Zn、Fe、Al和CuSO4、ZnSO4、KCl等溶液，以及人體電池等自制教具。教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖[過渡]這節(jié)課我們將繼續(xù)探討原電池的有關(guān)知識(shí)。[板書]第一節(jié)原電池[播放課件]Cu-Zn原電池的裝置圖和氫氧燃料電池示意圖。[復(fù)習(xí)]回憶高一實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的現(xiàn)象。判斷Cu-Zn原電池的正負(fù)極、寫出電極反應(yīng)式。再判斷氫氧燃料電池的正負(fù)極、寫出電極反應(yīng)式。[啟發(fā)]寫總反應(yīng)方程式，歸納共性[板書]一、什么樣的化學(xué)反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池？[投影板書]氧化還原反應(yīng)、自發(fā)反應(yīng)。[提問]在設(shè)計(jì)的時(shí)候用了哪些儀器、藥品？為什么？[板書]二、原電池在設(shè)計(jì)上有什么條件？[分組實(shí)驗(yàn)]請(qǐng)各小組按照自己的設(shè)計(jì)組裝儀器，開始實(shí)驗(yàn)，記錄反應(yīng)初始時(shí)及反應(yīng)后1分鐘、2分鐘、3分鐘時(shí)電流表的讀數(shù)。（注意整個(gè)過程不要挪動(dòng)電極）3分鐘實(shí)驗(yàn)完成后再取出電極，觀察電極變化。[提問]為什么電流會(huì)衰減？請(qǐng)從各個(gè)組件的變化上進(jìn)行分析。[結(jié)論]由于Zn片與CuSO4溶液直接接觸，在反應(yīng)一段時(shí)間后，難免溶液中有Cu2+在Zn片表面被直接還原，一旦有少量Cu在Zn片表面析出，即在Zn表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速Cu在負(fù)極表面析出，致使向外輸出的電流減弱。當(dāng)Zn片表面完全被Cu覆蓋后，反應(yīng)終止。[展示]化學(xué)電源圖片[過渡]這樣的原電池能不能用來做電源？如何改進(jìn)原電池，使之能持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流？[板書]三、如何改進(jìn)原電池，使之能持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流？[演示實(shí)驗(yàn)]除去Zn片表面附著的Cu，重新放回CuSO4溶液中，電流表讀數(shù)恢復(fù)到初始值。[引導(dǎo)]作為原電池，其功能就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能，上述實(shí)驗(yàn)中負(fù)極上的變化影響了供電效率。今天演示的簡(jiǎn)易裝置可以通過取出電極擦拭來消除這一改變，可是，生活中的化學(xué)電源能取出電極來擦拭嗎？所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)上要加以改進(jìn)。是否可以從源頭上設(shè)法阻止溶液中的銅離子在負(fù)極鋅片上被還原？[演示實(shí)驗(yàn)]在學(xué)生指導(dǎo)下進(jìn)行課本實(shí)驗(yàn)4-1的演示。[提問][討論]裝置改進(jìn)后能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原因？[練習(xí)]寫出電極反應(yīng)式。[講述]分析半電池反應(yīng)，鹽橋的作用。[投影板書2、措施：鹽橋作用：構(gòu)成閉合通路[[教具展示]人體電池。[講述]原電池的輸出電能的能力：首先取決于組成原電池的反應(yīng)物的氧化還原能力；同時(shí)裝置設(shè)計(jì)的合理性以及影響電極反應(yīng)條件也是至關(guān)重要的因素。[板書]四、原電池的供電能力與哪些設(shè)計(jì)因素有關(guān)？[投影板書]與組成原電池的反應(yīng)物的氧化還原能力和裝置設(shè)計(jì)的合理性等因素有關(guān)。[練習(xí)]原理，如何設(shè)計(jì)一個(gè)能持續(xù)產(chǎn)生電流的原電池裝置？[回答]原電池。[回答]Cu-Zn原電池鋅片（－）：Zn-2e-＝Zn2+銅片（＋）：2H++2e-＝H2↑氫氧燃料電池：負(fù)極：2-4e-＝4+4e-O[回答]Zn+2H+＝Zn2++H2↑2＝O氧化還原反應(yīng)、自發(fā)反應(yīng)。[練習(xí)]畫裝置圖。[回答]1、活性不同的兩種金屬。2、電解質(zhì)溶液。3、要形成一個(gè)閉合的回路[學(xué)生實(shí)驗(yàn)]現(xiàn)象：電流表指針偏轉(zhuǎn)，電流表讀數(shù)為，[回答]導(dǎo)線、電流表無變化；CuSO4溶液中Cu2+濃度有少量減??；Zn片幾乎完全被Cu覆蓋。[討論]將負(fù)極與電解質(zhì)溶液分開。[學(xué)生指導(dǎo)]1、分成兩個(gè)燒杯，另一個(gè)裝ZnSO4溶液。[回答]鋅片（－）：Zn-2e-＝Zn2+銅片（＋）：Cu2++2e-＝Cu[互動(dòng)]體驗(yàn)兩極材料不同時(shí)的電流強(qiáng)弱是不一樣的，兩極材料相同時(shí)，不同的人實(shí)驗(yàn)時(shí)電流的強(qiáng)弱也是不一樣的。復(fù)習(xí)原有知識(shí)，在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上衍生出新知識(shí)內(nèi)容。讓學(xué)生通過類比，自己歸納原電池反應(yīng)本質(zhì)。先動(dòng)手設(shè)計(jì)，后從自己的設(shè)計(jì)中總結(jié)構(gòu)成原電池的條件。承前啟后，讓學(xué)生明白，理論知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際還是會(huì)遇到很多困難。通過形象的動(dòng)畫展示，加強(qiáng)形象思維。培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。檢驗(yàn)學(xué)生的理解情況，將課堂的主體地位還給學(xué)生。通過自制的人體電池教具，讓學(xué)生體驗(yàn)電極材料等條件不同時(shí)電流的差別，新奇試驗(yàn)讓知識(shí)的學(xué)習(xí)饒有興致。三、教學(xué)設(shè)計(jì)板書第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)原電池一、什么樣的化學(xué)反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池？二、原電池在設(shè)計(jì)上有什么條件？三、如何改進(jìn)原電池，使之能持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流？四、原電池的供電能力與哪些設(shè)計(jì)因素有關(guān)？

四、教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)案第一節(jié)原電池[復(fù)習(xí)回顧]1、如圖，Zn電極是（填“正”或“負(fù)”，下同）極，其電極反應(yīng)為，該反應(yīng)是（填“氧化”或“還原”，下同）反應(yīng)；Cu電極是極，其電極反應(yīng)為,該反應(yīng)是反應(yīng)；總反應(yīng)方程式為。2、如圖，在負(fù)極被（填“氧化”或“還原”，下同）其電極反應(yīng)為，在正極被，其電極反應(yīng)為，總反應(yīng)方程式為。[分組實(shí)驗(yàn)]裝置圖操作步驟現(xiàn)象結(jié)論請(qǐng)各小組按照自己的設(shè)計(jì)組裝儀器，開始實(shí)驗(yàn)，記錄反應(yīng)初始時(shí)及反應(yīng)后1分鐘、2分鐘、3分鐘時(shí)電流表的讀數(shù)。（注意整個(gè)過程不要挪動(dòng)電極）3分鐘實(shí)驗(yàn)完成后再取出電極，觀察電極變化。電流：初始：A1分鐘：A2分鐘：A3分鐘：AZn片:Cu片:,電流在逐漸。注意事項(xiàng)：1、注意實(shí)驗(yàn)安全，防止試劑濺到容器外。2、金屬電極在使用前應(yīng)用砂紙打磨。3、接電流表時(shí)，正接線柱請(qǐng)選擇0.6A。4、5、及時(shí)將實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象填入相應(yīng)位置。6、實(shí)驗(yàn)需要較長時(shí)間的觀察，請(qǐng)將電極掛在燒杯壁上，防止相對(duì)移動(dòng)影響實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性。7、實(shí)驗(yàn)完成后，將電極取出放在表面皿上。[探究活動(dòng)]原理，如何設(shè)計(jì)一個(gè)能持續(xù)產(chǎn)生電流的原電池裝置。[課后作業(yè)]1、下列反應(yīng)不可用于設(shè)計(jì)原電池的是（）A、Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑B、4Al+3O2=2Al2O3C、CuO+2HCl=CuCl2+H2O