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 新人教版选修4.ppt

以实验探究突破教学难点 原电池教学设计 站在巨人的肩膀上 文献资料 学生认知原电池的学习困难主要是 电极反应式书写 电子电流的流向 阴阳离子的移动方向 盐桥的作用 双液原电池的构成条件 设计原电池 原电池的教学策略 1 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池产生电流现象的观察和分析 发现单液原电池存在能量转化过程中的矛盾 并设想解决矛盾的思路 理解解决矛盾的方法 特别是盐桥的引入 是对旧的思维模式的一个质的突破 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 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 摘自 化学选修4教师教学用书 82页 2014 5 2 化学三重表征的含义及教学策略 化学三重表征就是从宏观 微观 符号三种表征角度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的能力 三重表征的教学策略可归纳为以下四个方面 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识和能力 张丙香 毕华林 化学三重表征的含义及其教学策略 j 中学教育学刊 2013 02 73 76 3 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 原理的学习方式 例规法 规例法 一般教学结构 1 获得原理2 形成运用原理的程序3 运用原理对外办事 中学化学基本课型研究 ppt 原电池的教学过程 环节一 组装cu zn cuso4单液原电池并进行实验 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转化率低的问题 学生活动1 已知zn s cu2 aq zn2 aq cu s h 0 用以下药品和仪器组装原电池 如图1 记录实验现象 注意观察锌片表面 温度计读数和电流表的读数变化 写出电极反应方程式 思考与交流1 构成原电池的条件是什么 写出正负极的电极反应方程式 并分析反应类型 请在实验装置图上画出外电路电子的流向方向 内电路阴阳离子的移动方向 请完整描述实验现象 讲解时强调海陆空 热量 电流表读数五方面描述 正负极接触同一电解质溶液的电池称为单液原电池 请结合实验现象分析单液电池效率低的原因 并尝试提出解决方案 小结 单液原电池电池效率不高的原因 cu zn cuso4单液原电池 由于zn片直接与cuso4溶液接触发生置换反应 部分化学能直接转化为热能 导致电能损失 同时zn片与表面析出的cu形成原电池反应 导致部分电子不从导线通过 电流发生衰减 电池效率不高 设计高效率的原电池的关键点是 避免氧化剂和还原剂直接接触 把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行 环节二 计双液原电池 从宏观角度认识盐桥的作用 学生活动2 以zn cu2 zn2 cu反应为例 设计一个新的实验装置 把氧化反应和还原反应分开在不同的区域进行 如图2 思考与交流2 图2的实验装置闭合开关后电流表指针会发生偏转吗 如果没有电流产生 是什么原因 学习小组讨论可以采用什么材料使图2连成通路 学生 实验方案1 用导线连接 实验方案2 用电解质溶液连接 教师 这里需要连通的是内电路 应该考虑形成离子通路 不考虑用导线连接 应该用电解质溶液连接 但是有什么方法可以将溶液固定呢 学生 可以用滤纸浸泡电解质溶液后连接两个烧杯 可以用u形管装电解质溶液后用棉花塞紧 学生实验2 学习小组同学讨论交流得出实验方案后 再进行实验探究 并及时记录实验现象 实验时先不发放盐桥 提醒学生实验前用砂纸打磨两个电极 实验结果 用长滤纸浸泡nacl溶液或者kcl溶液后 使滤纸两端分别与两杯溶液接触 电流表指针发生偏转 教师 在书本有更好的方法固定电解质溶液 我们称作盐桥 u形管内装着含琼胶的kcl饱和溶液 请阅读教材71页实验4 1 我们把这样的原电池叫做双液原电池 请动手实验 思考盐桥的作用是什么 观察电流表的读数1分钟以上 电流表的读数有没有逐渐变小 学生实验3 按照书本71页实验4 1的实验装置进行实验 给学生派发盐桥 提醒实验前用砂纸打磨两个电极 环节三 从微观的角度深入认识盐桥的作用 思考交流3 根据实验4 1 填写下表 c zn2 c so42 c cu2 c so42 cl 移向负极 k 移向正极 学生活动3 根据思考与交流3的表格 4人学习小组动手摆弄卡纸模型 模拟双液原电池 指出原电池的正负极 画出电子流动方向和溶液内部离子移动的方向 广州三中林珊老师 小结 盐桥的作用 连通双液原电池的内电路 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 这种作用称为 平衡电荷 的作用 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的原电池 思考交流4 双液原电池 如图3 锌与锌盐溶液组成锌半电池 铜和铜盐溶液组成铜半电池 请思考 图3 在锌半电池中 znso4溶液可以用其他的电解质溶液代替吗 正极的cu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 画出实验装置图 根据探究实验总结双液原电池的构成条件 学生活动4 学习小组模仿实验4 1的双液原电池 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 探究双液原电池的组成实验药品及仪器 1mol lzncl2溶液 1mol lzn no3 2溶液 1mol lnacl溶液 6mol lnaoh溶液 1mol lcuso4溶液 石墨棒 铁棒 灵敏电流计 盐桥 烧杯 导线 学生 可以用石墨 铁 银等比锌活动性弱的材料代替铜片作正极 可以用zncl2 zn no3 2 nacl等不与锌片反应的盐溶液代替znso4溶液 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 把氧化剂和还原剂分别置于不同的烧杯中 根据电极材料确定电解质溶液 为保证电极材料不与电解质溶液直接反应 一般情况电极和电极对应的盐溶液组成半电池 插入盐桥连成通路 小结 归纳双液原电池的构成条件 练习1 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 写出电极反应式 画出实验装置图 装置图需要作出适当的标注 cu 2ag cu2 2ag 2fe3 cu 2fe2 cu2 2al 2naoh 2h2o 2naalo2 3h2 提示 每一个原电池的设计都需要思考 负极材料是 对应的电解质溶液是 正极材料是 对应的电解质溶液是 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 找物质 正极 负极反应物及其生成物 配电子 配离子 查守恒 电荷守恒和原