《第二节化学电源》教学设计(江苏省市级优课)-化学教案

《燃料电池电极反应式的书写》教学设计一、教学背景：高三复习，微专题训练。回归近五年江苏高考试题，燃料电池电极反应式的书写是考查电化学知识点中非常重要的一环，和氧化还原反结合在一起考查学生的能力，“三大守恒定律”方法的综合而又灵活的运用在燃料电池电极反应式的书写中有着极其重要的作用。二、复习目标：1.使学生了解燃料电池的概念，从燃料电池的种类繁多，体会科技的先进程度2.掌握燃料电池电极反应式书写的一般步骤3.能利用“三大守恒定律”书写燃料电池电极反应式三、教学方式：学讲计划自主探究合作交流质疑拓展结论展示归纳总结四、教学思路：电极反应式的书写向来是高考的重点、难点和热点。学生也向来对于书写电极反应式非常畏惧，感觉很难掌握，其关键原因就是学生不会分析原电池的环境，缺乏根据环境来判断产物的能力。本微课以燃料电池为例，深入浅出地介绍原电池电极反应式书写的一般步骤，并能在此基础上能利用“三大守恒定律”书写电极反应式。通过学生自主探究、合作交流，同组成员间互讲互评统一答案、结论展示、学生归纳、对比分析，让学生顺利掌握电极反应式的书写。该部分学习优于高二基础班教学的地主在于，一般的教学只讲酸性碱性两种液体电解质，而面对高考很多新型燃料电池频繁考查，本微课敢于拓展学生视野，从液体电解质到固体电解质，让学生对电解质环境决定产物有了更深的认识。活动单设置了三个活动，先让学生掌握酸碱性介质下电极反应式的书写，知道电极反应式一定是离子方程式，初步掌握书写电极反应式的一般步骤，通过学生提问和教师的质疑，自我剖析等诸多环节让学生对原电池的工作原理有着更清晰的认识。活动二活动三对各类燃料电池进行拓展，让学生知道，一般的书写方法还不足以应对各种高考题，若把之当成情境下的氧化还原离子方程式的书写，能通过“三大守恒定律”灵活的书写电极反应式，速度和正确率都会明显的提升。活动三的子活动3是引伸的一个内容，通过熔融的硝酸盐燃料电池来巩固本专题的书写技巧和书写方法。教师可强调，燃料电池电极反应式的书写，就是一个小型的工艺流程题，“谁进谁出，进出的目的是什么，并写出相应的方程式”永远是考查的目的之一。课堂反馈和课后练习题的设置，精选的典型例题，让学生知道，电化学的考查，解决的办法，只要写出电极反应式，一切问题都将迎刃而解，包括电化学的计算。五、活动单的制作教学中的一个“抓手”--活动单、集体备课和课堂教学的无缝对接。活动单或教案如下：沛县二中化学学科活动单备课组名称：高三化学备课组授课教师：王成课题：微专题：燃料电池电极反应式的书写课型：复习课授课日期2017.04.19复习目标：1、理解燃料电池的工作原理，知道离子的移动方向。2、能够正确书写各类燃料电池的电极反应式学习重难点：燃料电池在不同介质中电极反应式的书写方法活动方案活动一：理解燃料电池的工作原理，掌握酸、碱性介质燃料电池电极反应式的书写方法（1）能设计成原电池的反应通常是放热反应，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H>0B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)△H<0

C．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1)△H<0

(2)根据下图提示，以H2SO4溶液为电解质溶液，依据所选反应设计一个原电池。总反应式：；正极反应式：；负极反应式：。（3）右图为甲醇--氧气燃料电池，KOH溶液为电解质溶液。总反应式（已知）：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O正极（电极B）反应式：；负极（电极A）反应式：。活动二：掌握电解质为熔融固体氧化物燃料电池电极反应式的书写方法固体氧化物燃料电池(SOFC)以固体氧化物作为电解质。其工作原理如右图所示正极：（填“电极a”或“电极b”）电解质溶液传导的是O2-,O2-移向极（填“正”或“负”）。若以C2H4作为燃料气，其正极、负极、总反应式分别为：总反应式：；正极反应式：；负极反应式：。活动三：了解电解质为熔融碳酸盐燃料电池电极反应式的书写方法（1）熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气体为正极助燃气，制得在650℃下工作的燃料电池。根据题示，请完成有关的电极反应式：总反应式：；正极反应式：；负极反应式：2CO-4e-+2CO32-=4CO2

思考：如果没有负极反应式的提示，你能否快速利用“三大守恒定律”正确地写出负极的电极反应式呢？得失电子守恒：电荷守恒：原子守恒：（3）引伸NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料电池，其原理如图，该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，Y可循环使用。下列说法正确的是（）A．O2在石墨Ⅱ附近发生氧化反应B．该电池放电时NO3－向石墨Ⅱ电极迁移C．石墨Ⅰ附近发生的反应：3NO2+2e－

NO+2NO3－D．相同条件下，放电过程中消耗的NO2和O2的体积比为4∶1课堂反馈，链接真题，巩固燃料电池电极反应式的书写方法。1．下图为氢氧燃料电池原理示意图，按照此图的提示，下列叙述不正确的是（

）A．a电极是负极

B．b电极的电极反应为：4OH--4e-==2H2O+O2↑C．氢氧燃料电池是一种具有应用前景的绿色电源D．氢氧燃料电池是一种不需要将还原剂和氧化剂全部储存电池内的新型发电装置2．一种新燃料电池，一极通入空气，另一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在熔融状态下能传导O2-。下列对该燃料说法正确的是（）A．在熔融电解质中，O2－由负极移向正极B．电池的总反应是：2C4H10+13O2==8CO2+10H2OC．通入空气的一极是负极，电极反应为：O2+4e-=2O2-D．通入丁烷的一极是正极，电极反应为：C4H10+26e-+13O2=4CO2+5H2O3.生物燃料电池（BFC）是以有机物为燃料，直接或间接利用酶作为催化剂的一类特殊的燃料电池，其