高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》教学实录

1（同事帮忙把讲台的灯熄灭）师说：哎呀，怎么停电了？没有电会一团糟啊！没关系，我有灯泡，制造电池就能见到光明了。（连导线，亮了。 ）我们来揭秘灯泡背后的电池。我把硬币和铁钉都插入柠檬中，同样制造 6个这样的柠檬，用导线串联，灯泡就能亮了。神奇啊，咱们身边的材料居然能够发电。今天咱们就来探究一下这种装置的奥秘，这种装置叫做原电池。（同事帮忙亮灯）说：咱们先来了解一下，最初的原电池课件：最初的电池微视频板书： 化学能与电能 原电池 （预留位置写箭头）说：在刚才的实验和视频中，我们接触了三个原电池课件：说：它们使用的材料有什么共同点？学生：师：那么这两个电极可以换其他材料，用非金属可以吗？两个相同的材料可以吗？溶液可以换吗？也许吧，让实验来说话吧。师说：下面请利用老师所提供的器材，制作原电池，用电流表来检测是否产生电流。认真阅读实验注意事项，尤其注意：每次组装的装置，无论是否产生电流，都要认真记录在实验报告单上，我们将对比分析，推导形成原电池的条件。2（学生实验 10 分钟） 。指导组 1：序号 电极 溶液 判断1 锌 锌 稀硫酸2 锌 铜 稀硫酸3 铜 铜 稀硫酸4 铜 铜 氯化钠5 锌 铜 稀硫酸6 锌 锌 稀硫酸指导组 2：序号 电极 溶液 判断1 锌 石墨 稀硫酸2 铜 石墨 稀硫酸3 锌 玻璃 稀硫酸4 铜 玻璃 稀硫酸指导小组 3：序号 电极 溶液 判断1 锌 铜 稀硫酸2 锌 铜 氯化钠溶液3 锌 铜 酒精4 铜 石墨 稀硫酸5 铜 石墨 氯化钠6 铜 石墨 酒精指导小组 4： 锌，稀硫酸铜，稀硫酸说：停止实验，电极洗净放回存放槽中。各小组对实验记录进行分析，采用控制一个变量的方法，归纳原电池形成条件中，对电极和溶液有什么要求。把你认为能说明问题的内容写在卡纸上，以便展示。 （小组讨论 2 分钟）3小组发言 1 两种不同的金属 小组 2 补充 非金属也可以，但必须是导体。比如可以用石墨，但不能用玻璃。 板书：2、形成条件：两种活动性不同的导体小组发言 3 电解质溶液 板书： 电解质小组 4 提问为什么 锌，稀硫酸铜，稀硫酸 不成功老师在副板书上画简图，让大家分析为什么这样的装置没有检测到电流说：物理上的电路是闭合的，两个烧杯之间相当于断路了。板书 形成闭合回路师说：挑一个原电池来做个演示实验，大家观察现象学生实验： 1 铜放入同杯稀硫酸（无气泡）2 锌放入稀硫酸（锌片表面有气泡生成）3 用导线连接（铜片有气泡，也许有学生会提出锌片上也有气泡，那么就说这位同学观察的非常仔细,这将作为以后学习选修 4 的一个伏笔，有兴趣的同学下课后可与我继续交流。 ）投影：说：这两套装置唯一的区别是有没有导线，咱们就来分析一下小小的导线怎么就造成不同现象呢。先看气泡的问题。实验 1：1、发生了什么反应？ （学生口述方程式 ）师：气泡就是氢气啦，是溶液中的氢离子得电子生成了氢气42、什么物质失去电子？ （锌） 师：由于锌与氢离子直接接触，所以氢离子在锌表面直接获得电子，氢气就在锌的表面产生了。实验 2：1、气泡是什么物质？ （氢离子得电子生成了氢气）2、什么物质失去电子？ （锌） 3、锌通过什么路径把电子转移给氢离子？投影：连贯动画投影：分步动画分步动画 1说：在稀硫酸中，氢离子和硫酸根离子做无规则运动，当锌和铜插入溶液并用导线。分步动画 2电子转移说：锌失去的电子沿导线传导到铜片表面。问：结合电学的知识，如何判断装置的正负极？说：电子带负电，它的流动方向和电流的方向相反。锌为正极，铜为负极。幻灯：电子沿导线从负极流向正极。板书：3、工作原理 负极：Zn 2e - = Zn2+ （氧化反应）说：锌离子带正电，使锌片周围有大量正电荷，会吸引溶液中的阴离子硫酸根离子。电子带负电，铜片表面有大量负电荷，会吸引溶液中的阳离子氢离子。投影：溶液中的阳离子移向正极，阴离子移向负极分步动画 4离子移动说：这样，氢离子和锌片就分开了，氢离子在铜片表面得到电子，所以铜5片表面产生气泡。分部动画 5产生气泡 问：写负极的电极反应式板书：正极：2H + + 2e- = H2 (还原反应)问：这是正负两个电极的电极反应式，那么整个装置的总反应是怎样的呢？板书：总反应。问：两个实验，发生的化学反应相同，装置的唯一区别就是导线。为什么1 没有电流，2 有电流呢？说：这个实验中，失电子的氧化反应，和得电子的还原反应是在同一个区域进行的。而这套装置呢，锌在这边失去电子，氢离子在那边得到电子，这就使得氧化反应和还原反应在不同的区域进行，电子的转移是通过导线从锌片定向地移到了铜片，从而形成了电流。这样化学能就转化成了电能，所以说原电池反应的本质是氧化还原反应，但是必须把氧化反应和还原反应分在不同区域进行，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。板书：化学能 原电池 电能，在箭头下方加上“氧化还原反应”师说：如何判断原电池的正负极呢？一般来说，两个电极中，金属性较强的作负极。比如咱们这套电池，锌-铜，锌比较活泼，所以锌作负极。学生：分析之前的这几套装置的正负极。师说：咱们这堂课的主题内容已经讲完了，你们在这节课中学到了什么呢？6还有什么疑惑？（实用性）（请学生口述）师说：每一种科技产品，从实验室研究到产