第二节化学能与电能教案表格型中学教育高中教育_中学教育-高中教育.pdf

课 题 第二章 第二节 化学能与电能 整体设计 知识与技能 1.让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程；2.使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；3.能够写出电极反应式和电池反应方程式。过程与方法 1.通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力。2.通过实验引导学生以问题为中心的学习方法。学会发现问题、解决问题的方法。3.加深理解实践认识再实践再认识的辨证唯物主义的思维方法。情感态度与价值观 1.通过病例分析激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。2.体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。教学目标 重点及理由分析 教学重点是原电池的工作原理和构成条件。以铜锌原电池为模型，引导学生更换电极材料以及溶液，并通过实验观察现象，学生交流讨论，得出结论。难点及突破方法 教学难点是原电池的工作原理和构成条件。主要依据原电池工作的微观示意图，让学生直观的感受到化学能转化为电能的过程，实际上就是自发的氧化还原反应中电子的溶液中阴阳离子定向移动的过程。引导学生写出电极反应 教学方法 实验探究式、讨论式 学法指导 学生已经学习了金属的性质、电解质溶液及氧化还原反应等有关知识；在能力上，学生已经初步具备了观察能力、实验能力、思维能力。学生在生活中对电池也有所了解。学生喜欢通过实验探究化学反应的实质，由实验现象推测反应原理，学生对本节课会有所期待。教具使用 多媒体辅助教学、实验 板 书 设 计 第二节 化学能与电能 一、化学能与电能的相互转化 1.原电池的原理 2.原电池的构成条件 二、发展中的化学电源 1.干电池 2.充电电池（1）铅蓄电池（2）镍镉碱性蓄电池（3）新一代可充电的绿色电池锂离子电池（4）燃料电池 教师活动 学生活动 第一课时【引入】以一件生活中的事例格林太太的两颗假牙（一颗黄金制作，一颗不锈钢制作）导致格林太太头痛、失眠、心情烦躁等症状引入本节主题原电池。【板书】一、化学能与电能的相互转化 问题与思考：什么原因导致格林太太牙痛的？你可以为格林太太开一个药方吗？【讲述】在现代生活、生产和科学技术发展中，大到宇宙火箭、人造卫星的上天，小至手机、照相机、收音机、电子表的使用，都离不开各种各样的电池，今天，我们就一起来学习电池放电的基本原理。结合实际，引起兴趣，产生联想，做好学习新知识的准备。【探究】请同学们完成两个实验，要求认真观察、记录现象，并思考如何解释现象 1.将锌片、铜片平行插入稀硫酸中 现象_ 解释_ 2.将锌片、铜片接触插入稀硫酸中 现象_ 解释_ 问：1.铜片上气体的成分是什么？2.铜片上的电子是什么物质失去的？哪个实验现象可以证明？3.锌、铜之间有电流产生吗？如何用物理方法测定？若有，如何测定电子流向？确定后，连接用电器（音乐贺卡）动画模拟：原电池的工作原理 动手实验，观察、记录，动脑思考，回答问题。【讲述】通过实验和模拟，可以清楚看到：将锌、铜连接前与连接后的现象是不同的，请同学们再从以下两个方面进行比较：1.氧化反应和还原反应发生的位置一样吗？2.反应的实质相同吗？【明确】1.原电池设计的基本思想就是将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分开，使其在不同的位置发生，将电子转移的过程变为电子的定向移动，从而产生电流。2.电极反应式的书写及电极反应式与总反应式的关系。3.从理论上讲，任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。【过渡】既然要设计，则意味着要满足一定的条件，那么，构成原电池要满足什么样的条件呢？将学生分成三个大组，七个实验小组，做一个对比实验，要求：实验本组所组装置是否产生电流，若不能产生，与铜锌原电池对比，分析可能的原因，若能产生，也与铜锌原电池对比，有什么共同点，从而得出原电池的构成条件。【实验内容】探究组成原电池的条件 根据学生的实验结果，引导学生分析总结原电池的构成条件 第一组实验 思考回答问题 练习电极反应式和总反应式的书写 负极（锌片）：Zn2e-=Zn2+（氧化反应）正极（铜片）：Cu2+2e-=Cu（还原反应）电池反应（总化学方程式）：Zn+Cu2+=Zn 2+Cu 动手实验，观察、记录现象，同时思考所实验装置能产生电流或不能产生电流的原因。总结构成原电池的条件。与电能相互转化的探究过程使学生进一步了解原池工作能理和构成条件够写出极反应式方法通分组实验培养观察构力析思维引导以验培养观察构力问题为中心习以问题会察激理为中心发兴趣理够投身科追写出理够为求心发真积通分积情感真引体艰引导辛愉悦养体增强人理和了类文悦明责了真任真引体命教悦习引重明责池工理够体点是铜锌模型更材料及溶液并图让维直受思明责了引重能相到际上就引重自氧还池会子阴阳题理液并图让维直受思明责写出离定了向移动验讨论指已经受思养作金属经受思性质养作?质析思维?液并图让维直?液并图让维直?体锌?液并图让维直?激理?和?体?实力?激理?作式?型增?液图维直体?明责?的?更?形成条件一：活泼性不同的两个电极,负极：较活泼的金属；正极：较不活泼的金属、石墨等。第二组实验 形成条件二：电极需插进电解质溶液中；第三组实验 形成条件三：必须形成闭合回路 形成条件四：内部条件：能自发进行氧化还原反应 【练习】将以下实验装置改成原电池装置 【提问】若将前者一块锌片改成镁或改成碳，所发生的电池反应一样吗？请写出电极反应式或总反应式。通过练习，要大家进一步明确，在原电池中，相对活泼的电极作负极，一般要发生失去电子的氧化反应，而相对不活泼的电极作正极，一般不参与反应，只提供发生还原反应的场所，可以说，是被保护的一极。【练习】根据下列反应设计原电池 反应 负极材料及反应式 正极材料 及反应式 电解质溶液 Fe+2HCl=FeCl2+H Zn+Cu2+=Zn2+Cu 实践创新：现有桔子、金属片、导线等，请设计一个水果电池。现象：有电流 无电流 动脑、动手练习，对所学知识理解掌握。回答设计方案，写出电极反应式，根据反应设计原电池并总结的主要原则。答案 动手组装水果电池。负极材料 及反应式 正极材料 及反应式 电解质液铁 Fe-2e-=Fe2+比铁活性弱 2H+2e-=H2 盐酸 锌 Zn-2e-=Zn2+比锌活性弱 Cu2+2e-=Cu 含 Cu溶液 第二课时 与电能相互转化的探究过程使学生进一步了解原池工作能理和构成条件够写出极反应式方法通分组实验培养观察构力析思维引导以验培养观察构力问题为中心习以问题会察激理为中心发兴趣理够投身科追写出理够为求心发真积通分积情感真引体艰引导辛愉悦养体增强人理和了类文悦明责了真任真引体命教悦习引重明责池工理够体点是铜锌模型更材料及溶液并图让维直受思明责了引重能相到际上就引重自氧还池会子阴阳题理液并图让维直受思明责写出离定了向移动验讨论指已经受思养作金属经受思性质养作?质析思维?液并图让维直?液并图让维直?体锌?液并图让维直?激理?和?体?实力?激理?作式?型增?液图维直体?明责?的?更?二、发展中的化学电源 1、干电池 常见的化学电池是锌锰电池 负极（锌）：Zn2eZn2（氧化反应）正极（石墨）：2NH42e2NH3H2（还原）倾听、思考、讨论【学与问】锌锰干电池即使不用，放置过久，也可能会漏液失效（作为电解质的 NH4Cl的水溶液显酸性）使用和保存时应注意什么？2、充电电池 充电电池又称二次电池，它在放电时所进行的氧化还原反应，在充电时又逆向进行，使生成物恢复原状，如此充放电可循环进行，至一定周期后终止。（1）铅蓄电（2）镍镉碱性蓄电池（3）新一代可充电的绿色电池锂离子电池 特点：高能电池，电压高，质量轻，贮存时间长等。用途：电脑、手表、心脏起搏器等。（4）燃料电池 氢氧燃料电池：负极：2H24OH 4e 4H2O（氧化反应）正极：O2H2O4e4OH（还原反应）总反应：2H2O22H2O【思考与交流】如何科学合理地使用充电电池？本节内容与前面所学过的知识的联系是电解质溶液和氧化还原反应，其次从理论上说，任何一个氧化还原反应都可以设计成原电池。氧化剂和还原剂之间转移电子要通过导线（导体）传递才能实现，这样就形成了电流，将化学能转变为电能。化学电池的反应本质是氧化还原反应 在碱性条件下的电极反应 在酸性条件下的电极反应 倾听、思考、讨论 与电能相互转化的探究过程使学生进一步了解原池工作能理和构成条件够写出极反应式方法通分组实验培养观察构力析思维引导以验培养观察构力问题为中心习以问题会察激理为中心发兴趣理够投身科追写出理够为求心发真积通分积情感真引体艰引导辛愉悦养体增强人理和了类文悦明责了真任真引体命教悦习引重明责池工理够体点是铜锌模型更材料及溶液并图让维直受思明责了引重能相到际上就引重自氧还池会子阴阳题理液并图让维直受思明责写出离定了向移动验讨论指已经受思养作金属经受思性质养作?质析思维?液并图让维直?液并图让维直?体锌?液并图让维直?激理?和?体?实力?激理?作式?型增?液图维直体?明责?的?更?