教学案例---原电池.doc

鲁科版化学能转化为电能-电池教学设计 高二化学组 一、教学指导思想与理论依据课程标准活动探究建议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。2通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。3能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。1.实验探究：电能与化学能的相互转化。2.调查市场常见化学电池的种类，讨论它们的工作原理、生产工艺和回收价值。3.查阅资料并交流：防止钢铁腐蚀的方法。在高中化学课程标准的指导下，依据课改的精神，对这节课进行分析和设计二、教学背景分析1.教材分析 本节为普通高中标准实验教科书（鲁科版）选修4第二单元第三节化学能转化为电能内容（第一课时）。本节知识内容在高一化学必修2学生已初步认识了原电池，这节课要求学生利用实验探究铜锌原电池的装置的能量变化，总结出原电池的工作原理和分析出两极的反应方程式。通过实验探究分析对比了双液原电池与单液原电池的优缺点，归纳出原电池形成的条件。2. 学情分析学生已有知识：金属电极，氧化还原反应电子的实质、电解质的电离、电极反应等概念及相关的物理的电学知识。学生认知特点：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，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，并对其进行归纳总结。3. 教法与学法： 教法: 实验探究法（4人为小组实验和讨论）、讲授法、探究法、阅读讨论法 学法：自主学习、合作探究学习、小组合作学习相结合 教具准备： 多媒体（原电池课件）、烧杯、导线、电流表、发光LED灯、石墨棒；稀硫酸、NaOH溶液、酒精、蔗糖溶液、橙子、Cu 片、Zn片、Fe片、Mg片、Zn片、Al片 等。4. 教学思路与设计 本节课以化学能转化为电能为主线，通过四组活动探究实验研究了原电池的工作原理、构成条件、双液原电池的设计和特点、正负电极判断等四个方面的问题。通过学生亲自动手实验得出结论，达到知识的巩固和落实。三. 教学目标的确立1.知识技能： 通过实验探究，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。掌握原电池的工作原理和构成条件，初步掌握电极判断、电极反应式的书写。了解原电池原理在生产、生活中的实际应用。2.过程与方法：利用实验探究方法学习原电池的原理和构成条件。3.情感态度：通过探究学习，培养学生勇于探索的科学态度，通过思考与交流，让学生学会联系自己已掌握的知识通过比较归纳认识事物的本质特征。教学重点 1、原电池的概念及其构成条件2、 原电池电极反应式的书写3、 原电池正负极的判断方法4、根据氧化还原反应设计原电池教学难点 1、原电池正负极的判断与两极反应的书写2、探究化学能直接转化成电能的条件和原电池装置的设计四教学过程：教学环节设计教师活动预设学生活动预设设计意图创设问题情景（预设时间为3分钟）设问：同学们，大家观察一下讲台上放的是什么呢？说说它们是做什么用的？（切开的半个橙子、导线连接石墨电极的LED灯）认真观察，积极发言。生活中的水果激发学生的学习兴趣讲述：LED灯对微弱的电流比较敏感，可用来测电流。今天老师就用它来进行一个非常有趣的实验。 惊奇，跃跃欲试引起学生求知欲，引入趣味实验。演示实验：演示橙子原电池，提示学生注意观察实验现象观察实验现象培养学生的观察能力提问：大家观察到了什么现象？LED灯发光提问：在刚才的实验中LED灯发光说明导线中有什么？电流为原电池埋下伏笔帮学生构建出物质与电的初步认识。过渡：今天我们就来探究一下这个实验中为什么会有电的产生？引入正题一. 对铜锌原电池的探究教学环节设计教师活动预设学生活动预设设计意图活动与探究（一）（预设时间为5分钟）大家按照导学案上的表格4个人一组来完成相关实验，注意记录实验现象。实 验 步 骤 现象 能量变化1、锌片插入铜硫酸 2、铜片插入铜硫酸 3、 锌片和铜片上端连接在一起插入铜硫酸溶液中 动手实验，记录现象在引出问题后，通过实验找出与发现问题的共同点。作为探究的突破口。总结实验，找一组学生代表说出实验现象。实验一锌片溶解，表面产生了一层红色的固体物质；溶液颜色变浅，反应后溶液温度升高。实验二铜片插入硫酸铜溶液中无变化。实验三锌片溶解，表面出现一层红色的固体物质，溶液颜色变浅；铜片表面也出现一层红色的固体物质。为后面引出理论概念分析做铺垫。设疑：锌片能和硫酸铜溶液反应置换出铜，所以锌片上有红色物质生成，但铜片不能与硫酸铜溶液反应，哪么实验三中铜片上生成的红色物质是什么？从哪里来？讨论得出：1、 铜片上生成的红色物质是铜。2、生成的铜是溶液中的铜离子得电子转化而来的。用学生已有知识分析现象，并在分析现象中出现和学生原有知识的冲突，引出新概念的学习二、原电池原理分析教学环节设计教师活动预设学生活动预设设计意图原电池原理分析那么电子从哪里来呢？又怎么跑到铜上了呢？学生回答结论：Cu2+在铜上得到了电子从而生成了Cu。由现象到理论的过渡，由感性到理性的认识过程。如何证明锌片上的电子是否通过导线转移到了铜片上？形成电流，LED灯发亮突破电子从锌迁移到铜的难点总结：锌失去电子由导线将电子转移到了铜上也就在导线上产生了电流。学生讨论、交流，回答原电池的原理难点突破。多媒体演示：通过flash动画演示铜锌原电池的反应过程加深感性理解。写出正负极的电极反应练习电极反应的写法投影总结：锌片（负极）：较活泼，电子流出 Zn2e - = Zn 2+ （氧化反应）铜片（正极）：较不活泼，电子流 Cu2+ +2e - = Cu （还原反应）总反应式：Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu能量变化：化学能转变为电能注意：电极方程式要注明正负极和电极材料；满足所有守衡。该装置实现了将反应释放的能量向电能的转化。电化学上将这种能把化学能转化为电能的装置称为原电池。理解原电池的定义。给学生明确原电池的概念，突破概念这一难点 三、形成原电池的条件教学环节设计教师活动预设学生活动预设设计意图活动与 探 究（二）（预设时间为5分钟）投影分组实验：原电池的构成条件归纳小结原电池的构成条件实验1：把一块锌片和一块铜片插入盛有酒精的烧杯里，用导线将锌片和铜片连起来，在导线中接入一个灵敏电流计。实验2：把两块铜片插入盛有稀硫酸的烧杯里，用导线将铜片连起来，在导线中接入一个灵敏电流计。 实验3：把一块锌片和一块铜片分别插入两个盛有稀硫酸的烧杯里，用导线将锌片和铜片连起来，在导线中接入一个灵敏电流计。通过实验体会原电池的构成条件设疑：通过刚才的实验我们可以得到，化学能在原电池装置中可以直接转化为电能，那么，符合什么条件的装置才能构成原电池呢？交流讨论:通过实验观察现象，并总结组成原电池的条件原电池的构成条件：1.两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电极。2.电解质溶液。3.构成闭合回路。4.能发生自发的氧化还原反应。培养学生的合作、分享活动与 探 究（三）（预设时间为6分钟）引导学生判断如右图所示是否双液原电池？如果不是如何修改设计方案？培养学生概括分析问题的能力，突破原电池构成条件这一重点。阅读课本回答1.什么是盐桥？2.盐桥的作用是什么？3.盐桥中离子的移动方向实验：1.在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？2.在盐桥插入之后，是否有电流产生？对比：与铜锌原电池相比该原电池具有什么特点？体会双液原电池的优点设计成双液原电池注意电解质溶液的选择和使用盐桥总结:双液原电池有如下优点：（1） 有利于最大程度的将能量转化为电能。（2）可以获得单纯的电极反应，便于分析电极过程。左边烧杯用ZnSO4溶液避免了少量的Cu2+直接在Zn的表面得到电子被还原，防止少量的化学能转化为热量释放出来。投影练习：判断下图装置，哪些能形成原电池（ AE ）学生回答后互评体会原电池的构成条件,培养学生思考问题的严密性四、探究电池的正负极教学环节设计教师活动预设学生活动预设设计意图活动与 探 究（四）（预设时间为5分钟）投影：先思考与讨论，再通过观察实验现象以及正负极的判断。将Zn片、Cu片用导线连接，同时插入稀H2SO4溶液中，发现Cu片冒气泡同时，Zn片也有少量气泡冒出，请分析原因。Mg 片与Al片，电解质溶液换成稀H2SO4溶液，实验中的现象如何？Mg 片与Al片，电解质溶液换成NaOH溶液，实验中的现象Fe片与Cu片，电解质溶液为稀硝酸的实验中现象Fe片与Cu片，电解质溶液为浓硝酸的实验中现象Cu-Zn与一个西红柿进行实验。学生探究实验 得出结论小结 （1）说明Zn片不纯，本身也能形成原电池。（2） 说明原电池正负电极与电解质溶液种类、浓度有关。（3）说明，形成原电池的材料并不是非常神秘的。培养学生理论联系实践的精神加深对原电池应用。五、课后作业 教学环节设计教师活动预设学生活动预设设计意图实践活动有下列材料：电极（Zn片、Cu片、石墨棒、Fe钉等任选）、导线、水果 （西红柿2个）、电流计，请设计一个能使电流计指针发生偏转的装置。方式：最好先独立设计，并动手试验，边做边改进，也可与邻座同学相互讨论和观摩，或请老师指导。 动手操作锻炼学生解决实际问题能力，巩固提高所学知识。课后反思：本节课以一个橙子电池引入激发了学生的学习兴