2第四章电化学基础-第一节原电池 臧鹏程+.doc

选修四 第四章电化学基础第一节 原电池增城市增城中学 臧鹏程一、课程标准、考试说明的要求新课程内容标准新课程活动与探究建议近三年广东省高考考试说明要求1体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。实验探究：电能与化学能的相互转化。1. 了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。二、教学目标、教学重、难点分析教学目标：1、在了解同液“Cu-Zn原电池”的知识基础上，进一步探究“双液Cu-Zn原电池”的装置和进一步了解原电池的反应原理。2、能够根据电极材料、氧化还原反应原理判断电池正、负极，并写出电极反应式。3、能够结合氧化还原反应原理和原电池工作原理设计简单原电池。 4、通过“双液Cu-Zn原电池”原理的探究活动，培养学生的推理和分析问题的能力以及应用氧化还原反应解决原电池化学原理的能力。 5、通过“双液Cu-Zn原电池”原理的探究活动，了解化学反应在能源研究方面的应用，增强学生探索化学反应原理的兴趣、树立学习和研究化学的志向。教学重点：进一步了解原电池的化学原理，在这个基础上掌握书写原电池的电极反应式的方法。教学难点：认识“双液Cu-Zn原电池”中盐桥的作用，设计简单的双液原电池。教学方式：实验探究式、问题驱动式。实验材料：(1)镊子、表面皿、滤纸、电流表 、导线 (2)一定浓度的ZnSO4溶液、CuSO4溶液、KCl溶液、FeCl3溶液。 Zn片、Cu片、炭棒若干、盐桥。课时安排：1课时三、教学内容分析及教学建议：教学内容分析： 从教材（化学反应原理）的设置来看，原电池工作原理是在化学2基础上的加深与发展。化学2重在引导学生观察原电池实验现象，通过现象认识生产生活中与原电池有关的实例。本节内容不仅要求学生理解原电池原理，而且要求学生能根据有关原理进行原电池设计，并写出相应的电极反应。此外，本节教材与化学2所学原电池的结构相比，主要区别在于“盐桥”，教师在学生的探究学习过程中要指明盐桥的组成和作用。本节教材中引入“盐桥”有很大目的性，一则原来必修中原电池的设计是有缺陷的，为了得到更稳定的电流，所以才把氧化和还原反应分成两个部分。第二，此时引入带盐桥的双液原电池，课本介绍了盐桥的原理和优点，为学生更好地理解原电池的化学原理起到了促进作用。第三，在理解原电池化学原理的基础上，要求用这种理念来设计原电池，达到了对学生学以致用能力的升华。课后习题第二题，第六题就很好地阐述了这个道理。这一切充分说明，教材是在告诉教学者，这节原电池知识的传授是必修2中的原电池知识的升华。因为教学中着重要探究原电池反应原理本质-氧化还原反应，故教学重点应放在“双液Cu-Zn原电池”的化学原理和电极方程式的书写方法上。本节课紧紧围绕着“原电池的反应本质是氧化还原反应”这一主线展开。“电极反应式”的正确书写也是穿插在教学活动中。开始的复习回忆中，过多地回忆传统原电池的电极反应式是没有必要的。所以开始一带而过，然后通过探究活动让学生形成“双液Cu-Zn原电池”的概念后再着重强化电极反应方程式的书写方法和引导学生设计原电池。教学建议：依据化学反应原理模块的功能定位，发展学生的“定量观”“微粒观”“动态观”，明确了教学设计的核心目标：从微粒的角度建立学生对原电池工作原理的认识。在此基础之上，教学设计应针对原电池的工作原理的功能与价值，以及学生认识发展的障碍点进行分析。高二学生，思维活跃，有强烈的探索欲望，能积极主动地学习，同时已具备一定的化学思维基础和基础实验技能，但对实验现象及结果的分析、处理能力及对于一些相似原理、概念的辨别能力还有一定的欠缺，需要教师不失时机地引导。有些学生对于外电路中电子的流动方向、电流的流动方向和阴极、阳极及其两极发生的反应在理解和辨析方面还不到位，容易混淆。学生认识障碍主要在于“原电池的原理”及“电极反应式的书写”两个核心内容的理解上。学生对这两个内容的错误理解：一是学生仍然停留在必修2中所学到的原电池内容，接受不了两电极在两个容器中，而且两容器中的电解质溶液还不同这一事实；二是对将氧化还原反应分开进行，而且将氧化反应和还原反应分别写为负极反应和正极反应不很理解。建议本节主要使用实验探究、讨论归纳和多媒体辅助进行教学。整个教学过程充分体现以学生为主体，老师为主导的教学思想，通过给学生设计大量问题情景，逐步引导学生进行探究。还可以采用动画演示形象地表示出无法直接观察的微观现象，实现由抽象向具体的转化。四、重、难点突破教学示例：创设问题情境，进行活动探究与分析：活动1：学生回顾以Zn + CuSO4 = Zn SO4 + Cu为原理的原电池装置，引导学生进行工作原理的微观分析，讨论正极材料的作用及如何选择。（帮助学生回忆和巩固概念）（1）该原电池装置的正负极材料是什么？工作时发生什么反应？（2）电解质溶液中存在哪些粒子？电池工作时各粒子的变化情况怎样？（3）整个装置是怎样形成闭合回路的？正极材料在电池工作过程中起什么作用？我们应如何选择合适的正极材料？给学生陈述自己观点的机会，实现感性认识到理性认识的转变，为进一步开展活动探究做好铺垫。活动2：按此装置再做一次实验，用灯泡或电流计观察其工作状况。讨论该电池不能持续稳定工作的原因。（发现设计缺陷，激发学生寻找解决方案的热情）（1）引起电池不能持续稳定工作的原因可能是什么？（2）Zn 是否一定要与CuSO4溶液直接接触该电池才能工作？为什么？（3）该电池中Zn 为什么要与CuSO4溶液直接接触？能否从微观上分析一下其根本目的？ 让学生有陈述自己观点的机会，适时给予适当评价。引导学生从微观上分析Zn 为什么要与CuSO4溶液直接接触的根本原因，为进一步开展引入盐桥的探究活动做好铺垫。活动3：尝试用其它方法实现离子转移的目的（如将Zn置于其它溶液中），观察现象分析原因。再引入盐桥，重新反思有盐桥的原电池的工作原理。（引入盐桥，帮助学生形成双液电池概念） （1）请按右图组装仪器，并在插入Zn的烧杯中装入一定体积的ZnSO4溶液，观察灯泡是否会亮？为什么？ （2）用什么方法能够让这套装置正常工作？ （3）盐桥里面装的是什么物质？盐桥在这里起到什么作用？能否从微观上阐述有盐桥的原电池的工作原理？（4）如果将电池反应分离成氧化和还原两个半反应，请分别写出两个半反应的电极反应方程式。引导学生开展探究活动，让学生大胆尝试、大胆质疑、大胆表达自己的观点。引导学生从微观上分析盐桥的作用和有盐桥的双液原电池的工作原理，加深学生对原电池工作原理的理解，为进一步开展原电池设计的探究活动做好铺垫。五、知识要点小结：1、学生讨论小结怎样才能使原电池持续稳定地工作？（氧化剂和还原剂不接触，氧化反应和还原反应分别在不同的区域发生，有适当的正极材料和负极材料转移电子，电子要通过闭合的导线流通，离子要通过闭合的电解质溶液流通）2、原电池反应可分离成氧化和还原两个半反应，每一个半反应书写时遵循的基本原则是什么？（符合事实，遵守质量守恒、电荷守恒等等）六、巩固与提高：活动4：实验室提供的电极材料有：Ag、Cu、Zn、石墨棒等。提供的化学试剂有：HNO3溶液、AgNO3溶液、CuSO4溶液、Zn(NO3)2溶液、Cu(NO3)2溶液等。（应用阶段，巩固根本原理）（1）请用右图盐桥装置设计一些合理的原电池装置。（2）请从微观上阐述你设计的原电池的工作原理，并写出每个电极池的反应方程式。（3）把你们自己设计的电池分为还原区半电池、氧化区半电池，然后思考能不能将你们的还原区半电池和氧化区半电池自由进行组合从而得到新的电池，这个电池能不能工作？若能，电池的正负极有没有改变？并阐述工作原理。