化學能與電能的微課設計

PAGEPAGE6化學能與電能的微課設計課題化學能與電能的微課設計教學目標（1）復習原電池原理（2）掌握簡單的電極反應的書寫（3）了解常見化學電池的組成與應用。（4）了解新型燃料電池的組成和工作原理。教學重點原電池的原理教學難點原電池原理在生產、生活中的實際運用教學方法練習、閱讀、講解、討論相結合儀器、用品電極，電流表，導線，蘋果，橙子等。教師活動學生活動設計意圖讓學生展示自己制作的“水果電池”并演示，“水果電池”能使二極管發(fā)光。[復習提問]下列裝置哪些可以形成原電池?若能形成原電池寫出電極反應式,并指出電子流動方向。[歸納小結]1．原電池：將化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置。2、組成原電池的條件：

①有兩種活潑性不同的金屬或金屬跟導電非金屬作電極且用導體相連；

②有電解質溶液或熔融的電解質；

③電極與電解質溶液組成閉合回路；

④具備能自發(fā)發(fā)生的氧化還原反應（通常為原電池的負極與電解質溶液之間的氧化還原反應）。

注意：很活潑的金屬不能作原電池的負極，如K、Na、Ca等

【練習一】【練習二】3．兩極的名稱及判斷方法：負極：發(fā)生氧化反應的一極，電子流出的一極；

正極：發(fā)生還原反應的一極，電子流入的一極。判斷方法：

①根據組成原電池兩極的電極材料判斷：一般是活潑性較強的金屬為負極，活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極；

②根據電流方向或電子流動方向判斷：電流由正極流向負極，電子由負極流向正極；

③根據原電池里電解質溶液中離子的定向流動方向判斷：原電池里電解質溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動；

④根據原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：負極總是發(fā)生失電子的氧化反應，正極總是發(fā)生得電子的還原反應；

⑤根據現(xiàn)象判斷：溶解的一極為負極，增重或有氣泡產生的一極為正極?！揪毩暼俊揪毩曀摹坑面V、鋁作電極構成原電池，分別插入稀硫酸、氫氧化鈉溶液中，判斷原電池的正極、負極。【練習五】用銅、鋁作電極構成原電池，分別插入稀硫酸、濃硝酸溶液中，判斷原電池的正極、負極，并寫出相關電極反應。[歸納小結]電極的活潑性除了與金屬活動性有關外，還與電解質溶液的環(huán)境有關，由此可見，“誰活潑誰負極”作為原電池中電極判斷的方法并不是萬能的，應該根據原電池兩極發(fā)生的變化來判斷：負極總是發(fā)生失電子的氧化反應，正極總是發(fā)生得電子的還原反應。

4．電極反應式和總反應式：以銅、鋅和稀硫酸組成的原電池為例負極(鋅片)：Zn－2e－==Zn2＋（氧化反應）

正極(銅片)：2H＋＋2e－==H2↑（還原反應）

總反應：Zn＋2H＋==Zn2＋＋H2↑5．原電池原理的應用：（1）加快氧化還原反應的速率。（2）制造多種多樣的化學電源。（3）比較金屬活動性的強弱。（4）防止金屬的腐蝕。二．發(fā)展中的化學電源1、干電池常見的化學電池是鋅錳電池負極（鋅）：Zn－2e—＝Zn2＋（氧化反應）正極（石墨）：2NH4＋＋2e—＝2NH3↑＋H2↑（還原反應）【思考與交流】鋅錳干電池即使不用，放置過久，也會失效（作為電解質的糊狀NH4Cl顯酸性），為了充分而有效的利用鋅錳干電池，在購買、保存和使用方面你有何經驗與建議？請與同學們交流與分享。自己收集廢舊干電池將其破開觀察干電池改進原電池的策略關鍵問題：在斷開外電路時，讓負極化學反應停止或者緩慢反應技術攻關方向：改換電解質——干電池、堿性電池改換電極材料——燃料電池【講解】為了延長電池壽命和提高其性能，人們將電池內的電解質NH4Cl換成濕的KOH，并在構造上作了改進，制成了堿性鋅錳電池。2、充電電池充電電池又稱二次電池，它在放電時所進行的氧化還原反應，在充電時又逆向進行，使生成物恢復原狀，如此充放電可循環(huán)進行，至一定周期后終止。（1）鉛蓄電池（2）鎳－鎘堿性蓄電池（3）新一代可充電的綠色電池——鋰離子電池特點：高能電池，電壓高，質量輕，貯存時間長等。用途：電腦、手表、心臟起搏器等。學生閱讀課本P43觀察其構造3、燃料電池氫氧燃料電池：是一種高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置。讓學生通過閱讀課本了解各種化學電源，通過介紹新型電池(如鋰離子電池、燃料電池等)體現(xiàn)化學電池的改進與創(chuàng)新，初步形成科學技術的發(fā)展觀?！舅伎寂c交流】充電電池與一次電池相比有何優(yōu)點？如何科學合理地使用充電電池？請同學們討論交流。廢舊電池的回收利用廢電池中含有汞、鎘、鉻、鉛等等大量毒性很強的重金屬，隨處丟棄會給土壤、水源等環(huán)境造成嚴重的污染，并通過人類的食物鏈給人體健康造成威脅和危害。另一方面，廢電池中的有色金屬是寶貴的自然資源，如果能回收再利用這些廢舊電池，不僅可以減少對我們生存環(huán)境的破壞，而且也是對資源的節(jié)約。教學反思本節(jié)課是一節(jié)以學生為主體的實驗探究式新課，通過創(chuàng)設情景，引導學生進入探索的情境之中，如引入課題時，將一音樂卡的紐扣電池拆除，再將鋅片與銅片分別連接其正極、負極，平行插入稀硫酸中，優(yōu)美的音樂聲緩緩響起，立刻就將學生的注意力集中起來，產生探究的欲望，然后讓自主實驗探究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，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，激發(fā)學生的學習積極性。通過科學探究實驗，分別改變金屬的連接方式，更換電解質溶液及電極等實驗,對原電池的構成條件進行深入探究，通過反復的改變條件進行探索，使學生的認知結構不斷發(fā)展，從而提高學生的分析問題和解決問題的能力，通過讓學生制作“水果電池”，進一步驗證、鞏固所學知識，開闊視野，培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識，把探究教學內容遷移和拓展。從整節(jié)課的教學過程來看，它重在探究、重在實踐。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，培養(yǎng)集體意識，能很順利地實現(xiàn)化學教學的情感目標。從整體教學效果來看，通過學生的大膽猜想和有目的的實驗探索，學生對知識點的掌握是相當不錯的，原電池的原理及形成條件，學生都能輕松、愉快地掌握并應用，充分發(fā)揮了學生的主體作用和教師的主導作