人教版選修四第四章《電化學基礎》《原電池》教學設計

1、第四章 第一節(jié)原電池一、教學設計思路新課標對本節(jié)教材的教學要求是“學生能從根本上了解化學能與電能之間發(fā)生轉化的原因；能正確書寫電極反應式和電池反應方程式?！被诖?，我認為：本節(jié)內(nèi)容是在必修2：化學能與電能的基礎上，通過對電池效率的探究，引出半電池、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念，從本質(zhì)上了解原電池的工作原理，是在必修2基礎上的深化。于是我以下面的思路進行教學設計。通過影視片段導入，引導學生提取情節(jié)涉及到的利用化學物質(zhì)“造電”信息，明確本節(jié)課的學習內(nèi)容。通過使學生置身情境，發(fā)現(xiàn)問題，通過實驗探究繼而解決問題。1情境線：影片主人公要想回到未來世界，必須與未來世界溝通，即利用通訊設備收到未來世界的訊號，

2、可惜通訊設備沒有電了。本節(jié)課，同學們就是要為主人公設計出一個“電池”。根據(jù)必修二的知識，設計“銅鋅稀硫酸”原電池，發(fā)現(xiàn)電池輸出電能不夠大，引出探究一“原電池輸出電能的能力”。選用“銅鋅硫酸銅”原電池，電流是大了，但也出現(xiàn)缺陷：電流越來越小，不能產(chǎn)生穩(wěn)定的電流，從而進行探究二“如何改進實驗，提供持續(xù)穩(wěn)定的電流”，引出加鹽橋的原電池的學習。通過參與思考實踐，為主人公設計出一個既可以給通訊設備提供相應的電流，又能夠持續(xù)穩(wěn)定地供電的電池。2實驗線：根據(jù)影片所給信息，設計“銅鋅稀硫酸”原電池。復習原電池構成條件后，根據(jù)zn + cu2+ = zn2+ + cu，設計“銅鋅硫酸銅”原電池。通過觀察比較電流

3、計指針偏轉的角度，完成探究一“原電池輸出電能的能力”影響因素。對實驗現(xiàn)象“鋅片上也有銅附著”進行再分析，提出問題“能否設法阻止溶液中的cu2+在負極表面還原”，讓學生討論進行改進，并完成教材實驗41探究二“原電池（加鹽橋）”。了解鹽橋的作用，并感受設置鹽橋不是一個普通的技術改進，而是對舊的思維模式的一個質(zhì)的突破。二、教案課題原電池授課人樂敏單位湖北省武穴中學教學目標知識與技能：了解原電池的構成、工作原理，了解半電池、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念；理解電極反應式和電池反應方程式；了解電池電能輸出能力大小的影響因素。過程與方法：通過實驗探究和問題討論的過程，對比新舊知識，體驗獲取新知識的過程；了解利

4、用實驗探究化學物質(zhì)的一般方法，初步形成分析推理、對比歸納的能力。情感態(tài)度與價值觀：在實驗過程中，學會透過現(xiàn)象分析本質(zhì)的科學方法；使學生體會理論與實際應用的不同，在過程中體驗科學探究的艱辛與喜悅，感悟科學研究對人類進步的推動作用。教學重點原電池的工作原理，電極反應式和電池反應方程式的書寫，鹽橋的作用教學難點原電池的工作原理教學方法講授法、實驗探究法、討論法儀器、用品電流計，導線，銅、鋅、鐵電極，u型管(鹽橋)，0.1 mol/l硫酸銅溶液，0.1 mol/l硫酸鋅溶液，蔗糖溶液，燒杯，砂紙，濾紙教師活動學生活動教學意圖【引入新課】剛過完的國慶假期，大家都做了些什么？在家里玩電腦、看動漫？一旦停電

5、了，大家是不是感到非常苦惱？可以說電已經(jīng)融入了我們的生活，重要性無需多言。請大家欣賞一段影片，看看穿越到秦朝的主人公有什么苦惱？【播放影片】【提出問題】你知道主人公描述的是什么裝置嗎？你能否設計出影片中的裝置？這個裝置能夠產(chǎn)生電流要滿足什么條件？觀看影片，思考情節(jié)中關乎的化學知識?；貞洷匦薅姵刂R，復習原電池的定義，構成條件acu稀硫酸zn動手書面設計出銅-鋅稀硫酸原電池截取影視片段，寓教于樂，使學生意識到要做生活中的有心人?！军c評，引導復習】（此部分重點引導學生回顧重點知識）評價學生書面設計的簡單原電池，引導學生復習原電池的工作原理【結合口訣】升者負極降者液，只要惰者為正極指定學生回答正

6、負電極、外電路電子移動、內(nèi)電路陰陽離子的移動方向結合學生“最近發(fā)展區(qū)”復習鞏固必修2中所學原電池知識，進一步明確原電池的裝置構成、反應本質(zhì)和工作原理。培養(yǎng)學生的總結歸納能力【過渡】清楚了原理，大家現(xiàn)在躍躍欲試，想為主人公設計原電池了吧！請大家試著用提供的材料設計電池，來探究這兩組原電池的放電情況。將學生分成兩大組進行，要求認真觀察、記錄現(xiàn)象，并解釋現(xiàn)象【教師提示】正負極不要接反,電流計已被改裝，電流大小只讀數(shù)字，不帶單位；將電極與電流表接好后再將電極放入電解質(zhì)溶液中并觀察電流大小；保持電極間距及面積相等。選擇合適的電極材料和電解質(zhì)溶液，組裝原電池，觀察、記錄現(xiàn)象，（電流計的開始計數(shù)大小及變化、

7、兩電極上的變化）相互討論回顧舊知，動手嘗試，再現(xiàn)必修二簡單原電池的學習情境，在此基礎上展開深層次的實驗探究?！緦嶒炋骄恳弧吭姵剌敵鲭娔艿哪芰uzncuso4acufezncuso4a【推測第二組原電池的放電大小】cuznh2so4acuznzncuso4 so4a【小結】原電池輸出電能的能力：首先取決于原電池的反應物的氧化還原能力，同時，裝置設計的合理性以及影響電極反應的條件也是影響因素。觀察對比電流計指針偏轉情況，學生借助金屬活動性順序分析上述實驗電流大小不同的原因嘗試從電池總反應給出結論：電解液相同時，物質(zhì)的還原性越強，原電池輸出電能的能力越強。根據(jù)實驗結論，推測得出結論一：負極相同時

8、，物質(zhì)的氧化性越強，原電池輸出電能的能力越強?；趯W生的認知基礎，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，培養(yǎng)學生的動手操作能力，使學生形成通過現(xiàn)象分析原因揭示本質(zhì)的科學的學習方法；明確化學是一門實驗科學?！咎釂枴縿倓偞蠹以谧鰧嶒灥臅r候，有沒有注意到電流大小的變化？是不是一直指示著最大值？【現(xiàn)象再分析】為什么負極的鋅片也有紅色物質(zhì)析出？【解釋原因】由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，會有銅在鋅片表面析出，鋅表面也構成了原電池，進一步加速銅在鋅表面析出，致使向外輸出的電流強度減弱。當鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再構成原電池，也就沒有電流產(chǎn)生。cuzncuso4a一段時間后：鋅片逐漸溶解，也有紅色物質(zhì)析出，銅片有紅色物質(zhì)析出，指針偏轉

9、角度變小，最后指向零。產(chǎn)生認知沖突：發(fā)現(xiàn)原電池在實現(xiàn)化學能與電能轉化過程中存在的缺陷，進而提出解決方案。【過渡】請大家思考上述電池是否具有實用性？【引導學生提出設想】作為原電池，其功能就是要將化學能轉化成電能，上述實驗中負極上的變化勢必影響原電池的供電效率。能否設法阻止溶液中的cu2+在負極表面還原？cuznaznso4溶液cuso4溶液【討論交流】負極不能與反應的電解液直接接觸，不與鋅反應的溶液，一般加金屬對應的鹽溶液【實驗探究二】設計如左圖，但是沒有電流【討論原因】沒有形成閉合回路一步步地剖析，大膽猜想，逐步探究。【引導學生提出方案】要是有一份充滿了離子的溶液，能和兩個燒杯連通，則就能同時

10、向兩邊補充陰陽離子，維持兩邊的電中性。有沒有這樣一個“法寶”呢？【實驗探究二原電池（加鹽橋）】【介紹鹽橋】1、鹽橋中裝有飽和的kcl溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出。（實驗室提供的是裝有飽和kcl溶液的u型管，用棉花堵?。﹌+和cl-能在膠凍內(nèi)自由移動?！钧}橋的作用】（1）使兩溶液保持電中性；（2）形成閉合回路；（3）提高電能轉化效率。原電池（加鹽橋）的優(yōu)點：能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。【播放flash解釋原電池（加鹽橋）的工作原理】，【口訣記憶】升者負極，降者正，橋連兩池陽各同【實驗改進】加飽和kcl溶液瓊脂鹽橋，觀察電流計的示數(shù)，獲得了較長時間的穩(wěn)定電流【拿出鹽橋】觀察現(xiàn)象，

11、電流計不再偏轉，體會鹽橋的作用觀看flash動畫，結合觀察到的現(xiàn)象，理解原電池（加鹽橋）的工作原理【書寫兩個半電池的電極反應和電池總反應】【回答】閉合回路的形成（外電路電子流動；內(nèi)電路鹽橋中陰陽離子的移動）【理解必修二中簡單的原電池到原電池（加鹽橋）的跨越】鹽橋為原電池持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生電流創(chuàng)造了必要的條件。使學生體會理論與實際應用的不同，使學生體驗科學探究的艱辛與喜悅理解兩類原電池原理上的一致性，夯實電化學基礎?！具^渡】通過大家一步步的探索，我們設計出了能夠產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的原電池裝置。也就是“加鹽橋的原電池”，使得氧化劑和還原劑近乎完全隔離，并在不同的區(qū)域之間通過特定的裝置實現(xiàn)了電子的定向轉

12、移?？梢哉f，在原電池中設置鹽橋不是一個普通的技術改進，而是對舊的思維模式的一個質(zhì)的突破。 聆聽思考在過程中體驗科學探究的艱辛與喜悅，感悟創(chuàng)新（鹽橋引入）的妙處?！拘〗Y】到此，我們可謂幫助主人公解決了他的難題，當然，設計的是實驗室電池，真正的實用電池條件要求是更苛刻的。我相信大家在幫助他的過程中肯定理解了原電池原理，那么趕緊試試身手吧！請完成導學案上相應題目?！就瓿蓪W案上題目】學以致用，鞏固知識。3、 板書設計 第一節(jié) 原電池1、 原電池基本概念1、 定義2、 構成條件2、 原電池輸出電能的能力大小 取決于組成原電池反應物的氧化還原能力3、 原電池的工作原理（加鹽橋）1、 電極反應（銅鋅硫酸銅

13、原電池為例） 鋅半電池（負極）：zn-2e-=zn2+ 銅半電池（正極）：cu2+2e-=cu2、電池總反應：zn+cu2+=zn2+cu3、閉合回路的形成外電路：電子從負極流向正極；內(nèi)電路：由鹽橋連通，cl-向鋅鹽方向移動，k+向銅鹽方向移動。4、 鹽橋的作用：連通兩電解質(zhì)溶液，保持兩溶液電中性，提高電能轉化效率。第四章第一節(jié)原電池學案一、學習目標1、知識與技能：了解半電池、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念；理解電極反應式和電池反應方程式；了解電池電能輸出能力大小的影響因素2、過程與方法：通過實驗探究和問題討論的過程，了解利用實驗探究化學物質(zhì)的一般方法，初步形成分析推理、對比歸納的能力。3、情感態(tài)

14、度與價值觀：體會理論與實際應用的不同，體驗科學探究的艱辛與喜悅，感悟科學研究對人類文明的推動作用，享受化學世界的奇妙與和諧。二、學習活動（一）復習鞏固判斷下列哪些裝置構成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負極名稱，并寫出電極反應式.acuso4溶液cuznacuso4溶液cufea稀鹽酸cuagaznso4溶液cuzncuso4溶液歸納總結1、原電池的構成條件：2、原電池反應的本質(zhì)：（二）實驗探究（1）1. 探究目的：不同原電池的放電情況。2. 實驗用品：電流計，導線，銅、鋅、鐵電極，u型管(鹽橋)，0.1 mol/l硫酸銅溶液，0.1 mol/l硫酸鋅溶液，蔗糖溶液，燒杯，砂紙，濾

15、紙3. 注意事項：正負極不要接反,電流計已被改裝，電流大小只讀數(shù)字，不帶單位；將電極與電流表接好后再將電極放入電解質(zhì)溶液中并觀察電流大小，更換 電解液時，一定先擦干凈，再放進電解液；保持電極間距及面積相等。4 實驗步驟：（1） 選擇合適的電極材料和電解質(zhì)溶液，設計原電池（2）如下圖所示連好裝置，比較兩組原電池的輸出電能的大小cuzncuso4acufecuso4a （3）現(xiàn)象記錄：組別開始時的電流值電流變化趨勢電池總反應第一組第二組（4） 推測下面兩組原電池輸出電能的大小cuznh2so4acuzncuso4a5問題討論：（相互交流） 兩組同學相互交流開始時的電流值，你能從中得到什么結論？ 通過實驗現(xiàn)象分析，上述兩組裝置能否得到穩(wěn)定的電流？為什么？（三）實驗探究（2）探究目的：如何得到穩(wěn)定電流按下圖所示組裝好儀器，觀察電流大小變化情況，寫出相應的電極反應式及電池反應式cuso4溶液cuznznso4溶液kcla正極：_負極：_總反應式：_思考：1. 鹽橋在裝置中有何作用？2.鹽橋的意義？（四）鞏固落實 1.下列說法正確的是 ( )a、 原電池是把電能轉變?yōu)榛瘜W能的裝置b、 原電池中電子流出的一極是正極，發(fā)生氧化反應c、 原電池兩極均發(fā)生氧化還原反應d、 原電池內(nèi)部的陽離子向正極移動2.如下圖所示的裝置中，能夠形成原電池，產(chǎn)生電流的是 ( )a稀h2so4ccuaa稀鹽酸c