化学能与电能 教学设计

化学能与电能 教学设计 中宁中学 荣涛 一、教材分析 这是学生第一次接触到电化学的知识，而在现代社会，学生对“电”有着丰富 而又强烈的感性认识，而化学反应与电能之间有什么关系，在本章可以得到解答， 从而对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。教材从能量转化角度和实验 探究来发现和认识这种实现化学能转化为电能的装置原电池装置，再通过“科 学探究”进一步挖掘原电池原理和组成条件。教材紧密联系生活实际，以激发学生 学习化学兴趣，更重要的是启发学生运用已学化学知识解决实际问题，从而培养学 生的创新精神。 二、教学目标 1知识目标：通过实验探究，认识到化学能可以转化为电能； 掌握原电池的工作原理和构成条件； 2.能力目标：培养学生的实验操作能力、观察能力、科学的学习方法，培养学 生创造性思维与探究能力，以及提出问题、分析问题、解决问题的能力。 3.情感目标：通过小组探究实验活动，培养学生自主探索创新精神和同学间的 交流合作学习的协作精神，并通过实验不断体现出由实践认识再实践再认识 的认知过程。 三、重点：掌握原电池的工作原理和构成条件 四、难点：原电池工作原理和构成条件的探究活动 五、设计思路 教学方法：实验探究法。通过实验、分析、讨论、总结、应用等过程，诱导学 生观察、思考、推理、探究。 首先由教师提出问题、创设实验情景，学生通过设计、动手实验探讨原电池原 理；然后进行原电池构成条件探究，通过提供材料，让学生设计实验方案，分组讨 论、得出结论；最后让学生在课外开展第三个探究性实验：利用所学知识，自备材 料，制作水果电池，完全让学生体验学习化学乐趣。 六、教学准备 讲授、演示实验、学生分组实验、多媒体辅助教学。 2 实验准备：电流计，铜片、铁片、锌片、碳棒、稀硫酸、硫酸铜溶液、无水乙 醇、蒸馏水、导线（带鳄鱼嘴）、烧杯、塑料棒、西红柿等水果。 课件准备：教师制作课件、铜锌原电池工作原理的模拟动画、多媒体教学平台。 七、教学过程 教师活动 学生活动 活动意图 【多媒体展示】电视机、电脑、手机、 电动车等图片。 【讲述】各种电器已经融入我们现在的 生活中，如果意外停电的话，我们会感 到十分的不方便，人们的生活生产离不 开电能，它是目前我们使用的最方便、 最清洁的二次能源。 提问石油、电能、核能、风能哪些是 二次能源？为什么？ 学生观察、体会 【阅读】资料卡片 【回答】电能和核能， 因为它们是人工转化而 得的。 由于学生平时 可能不注意， 通过图片让学 生体会到现代 生活确实离不 开电能。 自学认识一次 能源、二次能 源。 【过渡】我们已认识的化学能与电能又 有什么关系呢？它们能不能转化？ 【板书】第二节 化学能与电能 【多媒体展示】发电厂工作原理图 【讲解】火力发电是通过化石燃料燃烧 (氧化还原反应)，使化学能转变为热能， 加热水使之汽化为蒸汽推动蒸汽轮机， 然后带动发电机发电。燃煤发电是从煤 中的化学能开始的一系列能量转换过程： 化学能热能机械能电能。 【提问】跟据刚才的认识，能不能分析 一下发电厂发电的利和弊？（并对学生 【回答】利：原料充分、 技术成熟、发电量大， 让学生认识了 发电厂的工作 原理，并能用 自己的观点分 析电厂发电的 利与弊， 煅炼学生,敢于 表达。 3 的回答进行引导补充） 可得到持续电流。 弊：对环境污染较重， 所需原料是有限的不可 再生的化石燃料，转化 过程中能量有损耗。 【设问】那我们能不能发明一种装置， 直接把化学能转化成电能呢？ 【问题探究】（用多媒体展示出问题和 实验过程）1、锌片和铜片分别插入稀 硫酸中有什么现象发生？ 2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫 酸中，现象又怎样？为什么？ 3、锌片的质量有无变化？溶液中 c (H+)如何变化？ 4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书 写？ 【提问】请做完实验的同学来描述一下 自己观察到的现象，并做解释。 分组实验学生动手操作， 老师引导观察。 【学生回答】 实验 1 中，锌片表面有气泡产 生，锌与稀 H2SO4 反应， 置换出氢气。铜片插入 稀 H2SO4 后，无明显反 应现象，这是因为铜是 在金属活动顺序表排在 氢的后面，它不能与稀 H2SO4 反应，置换出氢 气。 实验 2 中，与实验 1 中 现象相同 实验 3 中，用导线连接 两块金属片后，锌片表 面仍有气泡产生，但同 时铜片表面也有气泡冒 出。 引出今天的主 题原电池 培养学生动手 实验，观察实 验，分析实验 的能力。 【讲述】 他回答得非常正确，锌是活 泼金属，能与稀 H2SO4 反应置换出氢气。 该反应的离子方程式表示如下。 4 【板书】 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2( 氧化 还原反应) 【设疑】铜片并没有溶解，也就是铜并 没有失去电子，那么在第三组实验中它 表面氢离子形成氢分子所需要的电子是 怎么得到的呢？H +得到的电子是铜失去 的吗？如果不是，那会不会是锌失去的 呢？如何来证明？ 【引导】1、Cu 一定不会失电子，只能 是 Zn 2、Zn 把电子给 Cu 过程中导线上有电 子流过，该用什么仪器检测呢？ 【实验演示】 【讲述】现在，我们在导线中间连接一 个灵敏电流计，请大家注意观察电流计 上指针的变化。(操作之) 。大家看到了， 电流计的指针发生偏转，说明导线中有 电流通过。因此，像这样能将化学反应 中的化学能转化为电能的装置，我们称 之为原电池。 【板书】一、原电池 定义：化学能直接转化为电能的装置叫 学生思考，分析，教师 引导 【回答】锌失去电子， 形成锌离子，电子可以 直接进入溶液中，也可 以经过导线到达铜片， 然后由铜片进入溶液中。 也就是锌所失去的电子 经由导线达到铜片，然 后提供给溶液中的氢离 子形成氢分子。电子的 定向移动可以在第三组 装置上加电流计测试。 观察，验证明刚才那位 学生的想法。 笔记。 对于这个问题 的解决教师注 意引导，尽量 让学生设计， 培养他们设计 实验的能力。 5 做原电池。 6 【讨论】（让学生分小组讨论） 1在锌片和铜片表面分别发生了哪些 变化？ 2电子从哪里来，到哪里去？ 3.电池的正极和负极分别是什么？判断 依据是什么？ 4.溶液中有哪些看不见的动作？ 【flash 动画演示】原电池工作原理， 教师边演示边讲解。 【板书】2、电极反应： 负极(Zn)：Zn-2e -Zn 2+ 正极（Cu）：2H +2e -H 2 小组讨论 【小组汇报】（回答可 能有多种，只要合理即 可）由于 Zn 失去的电 子经导线转移到 Cu 片 上，故导线上有电流通 过，因此电流计指针发 生偏转。电子由锌片流 向铜片，根据物理学知 识，电子移动方向与电 流方向相反，电流由铜 片流向锌片，铜片为正 极，锌片为负极。 培养分析问题 能力，和团队 协作能力。 让学生感受到 知识往往是同 学之间交流的 结果。 【提问】跟据以上对原电池反应原理的 认识，原电池反应属于哪一类反应？ 【讲解】原电池的设计是理论依据是在 常温下能够自发进行的氧化还原反应， 在原电池的负极发生的是失电子的反应 氧化反应；正极发生的是得电子的 反应还原反应。 【边分析边板书】见附表 1 【回答】氧化还原反应 聆听、理解 让学生清楚的 认识原电池的 工作原理 7 【讲述】 那么构成原电池需要哪些条 件呢？我们一起来探究原电池的构成条 件！ 【板书】 三、构成条件 【ppt 演示】按附 2 表进行实验，分析 构成原电池的条件。 【小结、板书】构成原电池条件：“两 极液成回路”。 1、活泼性不同的两个电极 2、电极需插在电解质溶液中； 3、必须形成闭合回路。 【练习】见附表 3 思考，整理 【回答】 结论 1：必 须有两种活性不同的金 属或能导电的非金属作 电极；2、必须有电解 质溶液；3、两电极用 导线相连和电极要插入 电解质溶液相连形成闭 合回路。 记忆。 学生自己动手 得出结论，但 教师必须做足 引导，才能使 课堂紧凑，有 实效。 培养学生分析 问题的能力。 【课堂总结】通过本节课的学习我们认识了化学能可以在发电厂转化为电能，还能 利用原电池装置直接将化学能转化为电能，并一同探讨出了原电池的工作原理和构 成条件，希望同学们下去多注意观察，多思考。 八、作业布置：1、制作水果电池：材料：蕃茄、铜片、铁片、耳机 2、解决问题：了解一个真正的电池，看看哪些地方运用到今天大家的研究成 果 3、预习发展中的化学电源。 附表 1： 8 附表 2： 9 附表 3： 【课堂练习】1、 现在请大家根据上述的标准来判断下列几个装置能否构成原电池。 10 2、请你当医生：格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女,当她在开怀大笑的时 候，人们才可以发现她一口整齐而洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的 这是格林太太富有的标志；另一颗是不锈钢做的这是一次车祸后留下的痕迹。 令人百思不解的是，打从车祸以后，格林太太经常头痛，夜间失眠，心情烦躁 你能为格林太太开一个药方吗？ 九、板书设计 第二节 化学能与电能 一、原电池定义：化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 二、反应原理： 十、教学反思 本案例是一节以学生为主体的实验探究式新课。在教学中，让实验成为学生实 践体验的一部分，通过自主实验，启发引导，小组合作，讨论分析等方法，让实验 成为帮助学生开展探究活动的积极手段，并在其过程中培养他们基本技能，激发他 们的探究热情，激活学生的学习内驱力。从整节课的教学过程来看，它重在探究、 重实践。在实验探究中，不仅激发学生学习兴趣获得知识，更能启迪学生思维、培 11 养科学精神和创新能力，为学生的进一步发展创造一个新的局面。在实践中学会交 流，学会合作，并意识到合作是学习的有效途