原电池-教学设计

1、西南大学第七届师范生讲课比赛化学化工学院2014 级化学师范二班黄小雪“原电池”教学设计一、 教材分析本节课授课内容选自高中化学必修二第二章第二节“化学能与电能”第二课时“原电池”。在高中化学中关于原电池的内容有两部分，分别是必修二第二章第二节(化学能与电能)以及选修四第四章第一节 (原电池) 。 本节课作为必修内容中的一部分， 在高中的教材中具有承上启下的作用，它是对高一上册氧化还原，电子得失等知识综合运用的承接，也是对必修四中原电池，电解池知识学习的一个启发，同时为原电池的组成条件的后续学习做好铺垫。二、学情分析本节课针对高一下册的学生，学生在必修一中已学习了氧化还原反应、电解质的基础等知

2、识，对氧化还原反应的特征“反应中有电子的得失”有较好的认识；在初中物理中也学习了电学最基础的知识，在知识层次上达到了可以学习电化学的基础，在知识的理解掌握上也较容易掌握。三、教学目标知识与技能：掌握原电池的本质，知道不同能量间可进行转化；初步掌握原电池工作原理；会判断原电池的正负极及原电池中电子的流向；初步掌握通过对比的方法来处理实验结果，由具体的实验现象形成抽象的结论。过程与方法通过回顾“火力发电”的过程，了解能量的一系列转化；通过探究实验，模拟电池内部的工作情况，分析并归纳出原电池的工作原理；通过对比实验，认识到原电池在化学能转变为电能过程中所起到的作用，加深对原电池的认识；情感态度与价值

3、观(1)体会合作探究对于化学学习和进行化学科学研究的重要性；(2)充分理解“化学是一门以实验为基础的科学”，形成化学源于生活服务于生活的概念。四、教学重难点重点：原电池的本质及工作原理难点：原电池的工作原理五、教学方法合作探究学习法讲授法实验演示法六、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图创设情境课程导入好了，同学们，我们准备上课了，上课前 老师想问大家一个问题，同学们都有手机 吧，说不定有的同学止盯着呢。问：那我们在刷刷微博，看看视频后手机 没电了可怎么办？问：那同学们知道电的主要来源是什么吗？换句话说，我国最主要的发电方式是什么呢？问：那同学们能否结合这张图片，告诉老 师，火力发电涉及到

4、哪些能量变化呢？可 以和周围的同学讨论一下化学能（内能）-热能一机械能一电能（板 书）评价：回答的很准确，请坐同学们看，我们的火力发电，从化学能（内 能）-热能一机械能一电能，多步的反应， 中间肯定有大量的能量消耗，这就不符合我们绿色化学节能减排的理念了，那我们可否将化学能直接转化为电能呢？如果 可以，又是以什么方式？在什么样的条件 下进行转化呢？这便是我们今天所要探 究学习的内容一原电池（板书）听从教师情景，思考呼回答 相应问题。答：有答：充电答：火力发电答：化学能（内能）-热能 机械能电能联系化学与 生活，吸引学 生注意力，贯 彻绿色化学的理念说到原电池，大家并不了解，那如果是电 池呢，是

5、不是就觉得亲切可爱多了呀！事 实上呀，两者虽然名字/、向，可他们的本 质和工作原理是一样一样儿的，卜面我们就通过模拟电池的工作环境来进行原电 池的探究学习。今天实验所选用的药品有锌片、铜片、和 稀硫酸。问：有锌，有铜还用酸，同学们会想到什听从教师讲解，思考实验的 现象及成因，回答问题。答：金属活动顺序表实验探究现象展示么呀？好那我们一起来回顾一下问：那我们这三种物质能否发生什么反应 呢？那具体的情况是如何呢，口说无凭，实验 为证。老师这里准备后已经打磨光亮的锌 片和铜片了（也就是除去氧化层的金属 片），现在老师将它们同时放入稀硫酸中 请同学们仔细观察现象。这说明我们刚刚的说法是接下来老师要变一

6、个“魔术”，让铜片上 也能产生气泡，同学们相不相信老师可以 做到。口说无凭，实验为证。老师只需将锌片与 铜片接触，同学们来观察一下问：那同学们想知道这个“魔术”成功的 原因是彳f么吗？那就好好听听老师的魔术 揭秘吧。答：钾钙钠镁铝，锌铁锡铅 氢，铜汞银钳金答：能，锌与稀硫酸反应。铜不与稀硫酸反应。答：锌片上有气泡产生，铜 片上没有气泡产生答：正确的答：相信/不相信答：铜片上也有气泡产生了答：想为理论知识 提供实验证 明，激发学生 学习化学的 兴趣，感受化 学实验的魅 力知识讲解要点突出我们一步一步来。问：首先将锌片插入稀硫酸 （绘制示意图） 产生气泡反应的离子方程式是怎样的，同学们会不会写？那

7、好你们说我来写Zn+2H）=Zn2+H （板书）问：那这是一个什么反应呢？问：氧化还原的六字口诀是？问：这得失的是什么东四？结合我们的离子方程式，我们可知，Zn-2e- =Zn2+ （板书）2H+2e=H2 （板书）f听从教师讲解，思考实验的 现象及成因，并回答相应问 题。答：会答：Zn+2H=Zn2+H答：置换反应，氧化还原反 应答：升失氧，降得还答：电子培养学生团知识讲解要点突出锌片上气泡的产生是因为溶液中的氢离 子得电子变成了氢气问：铜片上也产生了气泡，说明什么问题 呢？回答正确，那这电子从何而来。同学们可 以结合刚刚的两个实验思考一下。回答的很棒，同学们举一反三的能力很强 呀！也就是说

8、发生了电子的转移。问：那同学们，思考一下，在物理中，有了电子的定向移动会产生什么呢？问：电子是从什么极流向什么极呢？所以 锌片应该是原电池的（板书：负极）问：铜片是原电池的（板书：正极）问：物理中检验电流的仪器是可老师现在没有电流计只有发光二极管。问：我们可以怎么操作，产生什么现象也 可以说明有电流产生呢？可以和周围的 同学讨论一下。老师的想法和同学们的是不谋而合，老师这里已经将我们的导线与发光二极管连接好了，接下来便是见证奇迹的时刻了， 请同学们仔细观察。连接导线与金属片问：同学们观察到了什么现象啊？问：又能得出什么结论呢？有电流产生是不是就说明我们的（化学 能）就转化为（电能）了。刚刚大家

9、好像都忽略了一个问题，锌片与铜片接触或者导线连接时，锌片上还有大 量气泡产生，这是什么原因呢，难道我们 的电子只有部分转移了 ？实际上呀，这是因为我们实验所用的锌片答：溶液中的氢离子在铜片 处也得电子产生了氢气答：从锌片上转移来的答：电流答：负极流向正极答：负极答：正极答：电流计答：将锌片，铜片与小灯泡 串联，如果发光二极管发光 了就说明确实是有电流产生 了。答：现象：发光二极管发光 了答：结论：有电流产生答：化学能转化为电能思考教师问题，听从教师讲 解。结一致，利用 现有条件进 行合作探究 的意识与能 力不纯，含有较多的碳、铜等杂质，使其内部形成多个小原电池，反应，放出气泡。如果是纯净的锌片

10、与铜相连，其上是不产 生气泡的。好了，那我们现在能否给我们的原电池下 一个定义了。定义：化学能转化为电能（板书）而刚刚的实验探究就是我们原电池的工作原理了。答：原电池就是将化学能转 化为电能的装置知识梳理课堂小结以上便是我们今天所要学习的全部内容 了，我们一起来回顾一下。（原电池的定义和工作原理）问：现在同学们明白老师“魔术”的奥秘 了吗？问：那同学们能不能帮助老师来解决课前 所提出的问题。好我们一起来看问：化学能能否直接转化为电能；问：以什么方式？至于化学反应所需要的条件， 就作为我们 今天的课后思考任务，我们下节课再来实 践探究。听从教师讲解，回顾知识， 做好相应的笔记答：明白了。答：能答

11、：能答：通过原电池的氧化还原 反应梳理知识点， 让学生的脑 海中什-个 完整的知识 脉络，巩固教 学成果。结束语其实同学们都可以看到，我们的实验材料 金属片，酸溶液都是来源于生活，产生的 电能又是服务于生活。希望同学们可以睁 大我们blingbling的眼睛去发现我们的生活中东西的价值，实现绿色化学，让化 学真正服务于我们的生活。帮助学生养 成良好的科 学素养，形成 正确的化学 理念。七、板书设计（见图片）八、教学反思（预设）通过教学，本人觉得本次课的成功之处在于:1、针对教材的处理比较好，使得教学内容和结构都得到了合理的安排;2、通过问答的形式进行讨论交流和实验探究，强化学生的实验能力和合作

12、交流的能力，培养科学探 究精神，给学生自我展示的机会，课上学生也积极配合，课堂氛围良好；3、语言和思路的处理也是清晰流畅，让学生在掌握基础知识的基础上还能有一些思维的扩展。失败之处在于：1、学生的思维过于发散，致使学生回答耗时过长；2、发光二极管未发光或实验现象不明显，只是学生不能通过正确的实验现象去得出相应的结论龙文学校个性化辅导授课案教师:学生:ggggggggggggangganggang 一、授课目的与考点分析：.理解电极反应的原理、能够书写原电池的电极反应方程式及总反应的化学方程式.能够书写电解池的电极反应方程式及总反应的化学方程式.掌握点解规律、电解的应用（电镀、金属的冶炼）会使用

13、氧化还原反应中的电子守恒规律解决电化学问题二、授课内容：（一）、上次失分点再回顾（二）、知识点梳理原电池与金属防护一、原电池原理.概念：.原电池的电极和电极反应正极：符号“ + ”，得到电子，发生还原反应。负极：符号“一”，失去电子，发生氧化反应。.原电池形成的一般条件两个活泼性不同的电极（在一定条件下较活泼的电极作为负极 ）。（2）电解质溶液：电极必须与电解质溶液接触。（3）形成闭合回路（外电路由导线构成通道；内电路由电解质构成通道）。（4）自发的氧化还原反应。注意：正负极的判断方法(1)由组成原电池的两极电极材料判断。(2)根据电流方向或电子流动方向判断(3)根据原电池里电解质溶液内离子的

14、定向移动方向判断(4)根据原电池两极发生的变化来判断(5)根据现象判断二、化学电源.酸性锌镒干电池(1)构造：正极：石墨碳棒；负极：锌皮；电解质溶液：糊状氯化钱。2+一(2)电极反应：负极：Zn=Zn + 2e正极：MnO+ NH+ + e =MnO(OH升 NH电池反应：Zn+ 2NHC1 + 2MnO=ZnCl2+ 2MnO(OH2NH3.碱性锌镒干电池碱性锌镒干电池与酸性锌镒干电池的区别在于：以氢氧化钾代替氯化俊做电解质。其电极反应如下:负极：Zn+2OH- =Zn(OH)2+2e正极：2MnO+ H2O+ 2e =MnO+ 2OH电池反应：Zn+ 2MnO+ H2O=Zn(OH+ Mn

15、Q.铅蓄电池(1)构造：负极：铅；正极：二氧化铅；电解质溶液：硫酸溶液。(2)电极反应：.2 负极：Pb+ SO =PbSQ+ 2e 正极：PbO+ 2e-+ 4H+ + SO： =PbSQ+ 2H2O电池反应：PbQ+ Pb+ 2H2SO=2PbSO+ 2H2O(3)优点：铅蓄电池是二次电池，可多次充电，反复利用。frz 11 lPbQ+ Pb+ 2HSO 杰;孩2PbSO+2H2O.氢氧燃料电池(1)构造：负极：氢气；正极：氧气；电解质溶液：氢氧化钾溶液。(2)电极反应：负极：2H2+ 4OH =4H2O+ 4e正极：O + 4e + 2H2O=4OH电池反应：2H+ O=2HO(3)优点

16、：能量利用率高。注意：氢氧燃料电池的电极反应方程式书写时应注意电极产物的差异:衿淳WV 日】；也不匕后存祚格式MS加旧存丁亚彩工弋西套ri-1 1I K 力性1-1)11闹产上( J I三、金属的腐蚀和防护.金属的电化学腐蚀(1)金属的腐蚀是指金属与周围接触到的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象。金属腐蚀的本质是金属失去电子变成阳离子，发生氧化反应；一般可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。(2)电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，较活泼的金属失去电子而被氧化， 这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液酸性较强时，将发生析氢腐蚀。Fe是负极，C是

17、正极；发生的电极反应负极：Fe- 2e =Fe ;正极：2H+2e=H4 ；生成的Fe(OH)2在空气中发生变化的化学方程式是：4Fe(OH)2+ 2H0+ Q=4Fe(OH)3 。钢铁的吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液呈中性或呈弱碱性 并溶有02时，将会发生吸氧腐蚀。负极反应为Fe 2e =Fe;正极反应为2H20+ Q+4e=40H ；总反应的方程式为2Fe+ 2H20+ Q=2Fe(OH)2.金属的电化学防护牺牲阳极的阴极保护法外加电流的阴极保护法电解及其应用一、电解的原理.概念：使电流通过电解质溶液 (或熔化的电解质)而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。几个层面理解：是电解质(熔融或

18、溶液)的导电过程；是一个发生氧化还原反应的过程； 是一个阴阳离子定向移动的过程；是一个电能转化为化学能的过程。.电解池构成的条件.电解原理导线上(外电路)电子从电源的负极流出经导线流向电解池的阴极，电解池的阳极上产生电子经导线流入 电源的正极。溶液中(内电路)阴离子移向阳极，失去电子，阳离子移向阴极，得到电子。.电解反应中反应物的判断一一放电顺序(1) 阴极 阴极材料(金属或石墨)总是受到保护。阳离子得电子顺序：KCa2+Na+Mg2+Al3+Zn2+Fe2+Sn2+Pb2+(H+)Cu2+Hd+rBL COHn0一等含氧酸根离子F o阳极是活泼电极时：电极本身被氧化，溶液中的离子不放电。5

19、.电解反应方程式的书写步骤：分析电解质溶液中存在的离子；分析离子的放电顺序；确定电极、写出电极反应式；写出电解方程式。例： (1)电解NaCl溶液、(2)电解CuSO溶液、(3)电解CuCl2溶液、 (4)电解稀 H2SQ、NaOH、NaSO 溶液二、电解原理的运用.氯碱工业：(1)装置：阳离子交换膜法；(2)电解前食盐水的精制粗盐中含有Ca、M、SO*、Fe、Fe3+,除去杂质离子的操作及加入试剂的顺序是：BaCl2NaO+ NaCO过滤一HCl 或 NaO+ BaCl2NCO一过滤一HCl。(3)电极反应阴极：2H+2e=Hd (或 2H2O+ 2e=Hd + 2OH)阳极：2c=Cl2f + 2e-(或 2Cl -2e-=Cl2T )(4)电解方程式：通电2NaCl + 2H2O2NaOH +H4 + C12T.电解法精炼铜粗铜的成分：铜(锌、铁、馍、银、金、钳等 )。(2)电极的连接：粗铜作阳极，和外加电源的正极相连；纯铜作阴极，和外加电源的负极相连。(3)电解液：硫酸铜或硝酸铜溶液。(4)电极反应阳极：Cu=Cui + 2e , Zn=Zn2 + 2e , Ni=Ni 2 +