广东省广州市高中化学第四章电化学基础第一节原电池教学建议课件新人教选修40810251.ppt

以实验探究突破教学难点原电池教学设计2021/8/8 星期日1站在巨人的肩膀上站在巨人的肩膀上文献资料：文献资料：学生认知原电池的学习困难主要是学生认知原电池的学习困难主要是电极反应式书写电极反应式书写电子电流的流向电子电流的流向阴阳离子的移动方向阴阳离子的移动方向盐桥的作用盐桥的作用双液原电池的构成条件双液原电池的构成条件设计原电池设计原电池2021/8/8 星期日2原电池的教学策略：原电池的教学策略：1、实验探究的教学策略：、实验探究的教学策略：本节教学可以采用实验探究法，引导学生通过对原电本节教学可以采用实验探究法，引导学生通过对原电池产生电流现象的观察和分析，池产生电流现象的观察和分析，发现单液原电池存在发现单液原电池存在能量转化过程中的矛盾能量转化过程中的矛盾，并设想解决矛盾的思路，理，并设想解决矛盾的思路，理解解决矛盾的方法。特别是解解决矛盾的方法。特别是盐桥的引入，是对旧的思盐桥的引入，是对旧的思维模式的一个质的突破维模式的一个质的突破。过去认为氧化剂、还原剂只。过去认为氧化剂、还原剂只有直接接触、互相作用才能发生电子转移，而现在，有直接接触、互相作用才能发生电子转移，而现在，是使氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同的区域是使氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同的区域之间通过特定的装置实现了电子的定向转移，为原电之间通过特定的装置实现了电子的定向转移，为原电池持续稳定地产生电流创造了必要的条件，也为原电池持续稳定地产生电流创造了必要的条件，也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。池原理的实用性开发奠定了理论基础。摘自摘自化学选修化学选修4教师教学用书教师教学用书82页，页，2014.52021/8/8 星期日32、化学三重表征的含义及教学策略、化学三重表征的含义及教学策略化学三重表征就是从化学三重表征就是从宏观、微观、符号三种表宏观、微观、符号三种表征角度征角度去认识和理解化学知识，并建立三者之去认识和理解化学知识，并建立三者之间的有机结合和相互转化。三重表征是从多个间的有机结合和相互转化。三重表征是从多个不同的角度来理解、认识化学的，它是各个角不同的角度来理解、认识化学的，它是各个角度的联系与融合，是一个有机的整体。运用三度的联系与融合，是一个有机的整体。运用三重表征的思维方式学习化学，能增进学生对化重表征的思维方式学习化学，能增进学生对化学知识的理解，提高学生分析和解决化学问题学知识的理解，提高学生分析和解决化学问题的能力。的能力。三重表征的教学策略可归纳为以下四三重表征的教学策略可归纳为以下四个方面个方面：加强实验教学；合理利用微观模拟；加强实验教学；合理利用微观模拟；理解符号表征的意义；加强表征之间的转换意理解符号表征的意义；加强表征之间的转换意识和能力。识和能力。张丙香，毕华林张丙香，毕华林.化学三重表征的含义及其教学化学三重表征的含义及其教学策略策略J.中学教育学刊，中学教育学刊，2013（02）：）：73-76.2021/8/8 星期日43、基于科学取向教学论的原理课教学的、基于科学取向教学论的原理课教学的学习策略和教学结构：学习策略和教学结构：原理的学习方式：原理的学习方式：例规法例规法、规例法、规例法一般教学结构：一般教学结构：1）获得原理获得原理2）形成运用原理的程序形成运用原理的程序3）运用原理对外办事运用原理对外办事中学化学基本课型研究中学化学基本课型研究.ppt2021/8/8 星期日5原电池的教学过程：原电池的教学过程：环节一、组装环节一、组装Cu-Zn-CuSO4单液原电池并单液原电池并进行实验。进行实验。设计目的：回忆原电池的构成条件、培养系统观设计目的：回忆原电池的构成条件、培养系统观察和描述实验现象的能力，引出单液原电池能量察和描述实验现象的能力，引出单液原电池能量转化率低的问题。转化率低的问题。温度计图图1 Cu-Zn-CuSO4原电池原电池【学生活动【学生活动1 1】已知】已知Zn(s)+CuZn(s)+Cu2+2+(aq)=Zn(aq)=Zn2+2+(aq)(aq)+Cu(s)+Cu(s)H0Hc(SO42-)c(Cu2+)c(SO42-)ClCl-移向负极移向负极K K+移向正极移向正极2021/8/8 星期日12【学生活动【学生活动3 3】根据思考与交流根据思考与交流3 3的的表格，表格，4 4人学习小组动手摆弄卡纸模人学习小组动手摆弄卡纸模型，模拟双液原电池，指出原电池的型，模拟双液原电池，指出原电池的正负极，画出电子流动方向和溶液内正负极，画出电子流动方向和溶液内部离子移动的方向。部离子移动的方向。广州三中广州三中 林珊老师林珊老师【小结】盐桥的作用：【小结】盐桥的作用：连通连通双液原电池的双液原电池的内电路内电路。通过阴阳离子的定向移动使溶液保持电中性，通过阴阳离子的定向移动使溶液保持电中性，提供持续稳定的电流，提供持续稳定的电流，这种作用称为这种作用称为“平衡电荷平衡电荷”的作用。的作用。2021/8/8 星期日13环节四、探究双液原电池的构成，并应环节四、探究双液原电池的构成，并应用相应的思维程序去设计电流持续稳定用相应的思维程序去设计电流持续稳定的原电池。的原电池。【思考交流【思考交流4 4】双液原】双液原电池（如图电池（如图3 3），锌与），锌与锌盐溶液组成锌半电池，锌盐溶液组成锌半电池，铜和铜盐溶液组成铜半铜和铜盐溶液组成铜半电池。请思考：电池。请思考：图3在锌半电池中，在锌半电池中，ZnSOZnSO4 4溶液可以用其他的电解质溶液代溶液可以用其他的电解质溶液代替吗？正极的替吗？正极的CuCu片可以用其他电极材料代替吗？片可以用其他电极材料代替吗？请根据实验室提供的电解质溶液和导体设计实验方案，请根据实验室提供的电解质溶液和导体设计实验方案，画出实验装置图。画出实验装置图。根据探究实验总结双液原电池的构根据探究实验总结双液原电池的构成条件。成条件。2021/8/8 星期日14【学生活动【学生活动4 4】学习小组模仿实验】学习小组模仿实验4-14-1的双液原电池，的双液原电池，讨论实验方案，再进行实验探究。讨论实验方案，再进行实验探究。【投影】实验目的：通过组装双液原电池实验，探【投影】实验目的：通过组装双液原电池实验，探究双液原电池的组成究双液原电池的组成实验药品及仪器：实验药品及仪器：1mol/L ZnCl1mol/L ZnCl2 2溶液，溶液，1mol/L 1mol/L Zn(NOZn(NO3 3)2 2溶液，溶液，1mol/L NaCl1mol/L NaCl溶液，溶液，6mol/L NaOH6mol/L NaOH溶溶液，液，1mol/L CuSO1mol/L CuSO4 4溶液，石墨棒，铁棒，灵敏电流溶液，石墨棒，铁棒，灵敏电流计，盐桥，烧杯，导线计，盐桥，烧杯，导线【学生】可以用石墨、铁、银等比锌活动性弱的材【学生】可以用石墨、铁、银等比锌活动性弱的材料代替铜片作正极，可以用料代替铜片作正极，可以用ZnClZnCl2 2、Zn(NOZn(NO3 3)2 2、NaClNaCl等不与锌片反应的盐溶液代替等不与锌片反应的盐溶液代替ZnSOZnSO4 4溶液。溶液。2021/8/8 星期日15一般，金属活动性较强的导体作负极，金属活一般，金属活动性较强的导体作负极，金属活动性较弱（或石墨）的导体作正极；动性较弱（或石墨）的导体作正极；把把氧化剂氧化剂和和还原剂还原剂分别置于不同的烧杯中；分别置于不同的烧杯中；根据电极材料确定电解质溶液。为保证电极材根据电极材料确定电解质溶液。为保证电极材料不与电解质溶液直接反应，一般情况料不与电解质溶液直接反应，一般情况电极和电电极和电极对应的盐溶液组成半电池。极对应的盐溶液组成半电池。插入盐桥连成通路。插入盐桥连成通路。【小结】归纳双液原电池的构成条件：【小结】归纳双液原电池的构成条件：2021/8/8 星期日16【练习【练习1 1】根据下列反应氧化还原反应各设】根据下列反应氧化还原反应各设计一个电流持续稳定的原电池，计一个电流持续稳定的原电池，写出电极写出电极反应式，画出实验装置图反应式，画出实验装置图（装置图需要作（装置图需要作出适当的标注）。出适当的标注）。Cu+2AgCu+2Ag+=Cu=Cu2+2+2Ag+2Ag2Fe2Fe3+3+Cu =2Fe+Cu =2Fe2+2+Cu +Cu2+2+2Al+2NaOH+2H2Al+2NaOH+2H2 2O=2NaAlOO=2NaAlO2 2+3H+3H2 2 【提示】每一个原电池的设计都需要思考：【提示】每一个原电池的设计都需要思考：负极材料是负极材料是_，对应的电解质溶液是，对应的电解质溶液是_;_;正极材料是正极材料是_，对应的电解质溶液是，对应的电解质溶液是_。2021/8/8 星期日17【小结】1、根据原电池总反应书写电极反应式的一般思路：标变价；标变价；找物质（正极找物质（正极/负极反应物及其生成物）；负极反应物及其生成物）；配电子，配离子；配电子，配离子；查守恒（电荷守恒和原子守恒）。查守恒（电荷守恒和原子守恒）。先写电极反应式；先写电极反应式；有金属有金属(s s)参加的反应，金属一般作负极，参加的反应，金属一般作负极，活动性较弱的金属或石墨等惰性材料作正极；活动性较弱的金属或石墨等惰性材料作正极；电极材料与对应的盐溶液组成半电池；电极材料与对应的盐溶液组成半电池；盐桥连成通路。盐桥连成通路。2 2、根据自发的氧化还原反应、根据自发的氧化还原反应设计双液原电设计双液原电池池的一般思路：的一般思路：2021/8/8 星期日18【练习【练习2】填写单液原电池和双液原电】填写单液原电池和双液原电池的对比表格池的对比表格2021/8/8 星期日19感谢：感谢：中心组各位老师，中心组各位老师，谢谢大家的聆听，谢谢大家的聆听，欢迎批评指正！欢迎批评指正！2021/8/8 星期日202021/8/8 星期日21