原電池-教學(xué)設(shè)計(jì)

西南大學(xué)第七屆師范生講課比賽化學(xué)化工學(xué)院2014級化學(xué)師范二班黃小雪“原電池”教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析本節(jié)課授課內(nèi)容選自高中化學(xué)必修二第二章第二節(jié)“化學(xué)能與電能”第二課時(shí)“原電池”。在高中化學(xué)中關(guān)于原電池的內(nèi)容有兩部分，分別是必修二第二章第二節(jié)（化學(xué)能與電能）以及選修四第四章第一節(jié)（原電池）。本節(jié)課作為必修內(nèi)容中的一部分，在高中的教材中具有承上啟下的作用，它是對高一上冊氧化還原，電子得失等知識綜合運(yùn)用的承接，也是對必修四中原電池，電解池知識學(xué)習(xí)的一個(gè)啟發(fā)，同時(shí)為原電池的組成條件的后續(xù)學(xué)習(xí)做好鋪墊。二、學(xué)情分析本節(jié)課針對高一下冊的學(xué)生，學(xué)生在必修一中已學(xué)習(xí)了氧化還原反應(yīng)、電解質(zhì)的基礎(chǔ)等知識，對氧化還原反應(yīng)的特征一一“反應(yīng)中有電子的得失”有較好的認(rèn)識；在初中物理中也學(xué)習(xí)了電學(xué)最基礎(chǔ)的知識，在知識層次上達(dá)到了可以學(xué)習(xí)電化學(xué)的基礎(chǔ)，在知識的理解掌握上也較容易掌握。三、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能：⑴掌握原電池的本質(zhì)，知道不同能量間可進(jìn)行轉(zhuǎn)化；⑵初步掌握原電池工作原理；⑶會判斷原電池的正負(fù)極及原電池中電子的流向；（4）初步掌握通過對比的方法來處理實(shí)驗(yàn)結(jié)果，由具體的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象形成抽象的結(jié)論。2、過程與方法⑴通過回顧“火力發(fā)電”的過程，了解能量的一系列轉(zhuǎn)化；⑵通過探究實(shí)驗(yàn)，模擬電池內(nèi)部的工作情況，分析并歸納出原電池的工作原理；⑶通過對比實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識到原電池在化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苓^程中所起到的作用，加深對原電池的認(rèn)識；3、情感態(tài)度與價(jià)值觀(1)體會合作探究對于化學(xué)學(xué)習(xí)和進(jìn)行化學(xué)科學(xué)研究的重要性；(2)充分理解“化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)”，形成化學(xué)源于生活服務(wù)于生活的概念。四、教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：原電池的本質(zhì)及工作原理難點(diǎn)：原電池的工作原理五、教學(xué)方法合作探究學(xué)習(xí)法講授法實(shí)驗(yàn)演示法六、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖

創(chuàng)設(shè)情境課程導(dǎo)入好了，同學(xué)們，我們準(zhǔn)備上課了，上課前老師想問大家一個(gè)問題，同學(xué)們都有手機(jī)吧，說不定有的同學(xué)正盯著呢。問：那我們在刷刷微博，看看視頻后手機(jī)沒電了可怎么辦？問：那同學(xué)們知道電的主要來源是什么嗎？換句話說，我國最主要的發(fā)電方式是什么呢？問：那同學(xué)們能否結(jié)合這張圖片，告訴老師，火力發(fā)電涉及到哪些能量變化呢？可以和周圍的同學(xué)討論一下化學(xué)能（內(nèi)能）--熱能一機(jī)械能一電能（板書）評價(jià)：回答的很準(zhǔn)確，請坐同學(xué)們看，我們的火力發(fā)電，從化學(xué)能（內(nèi)能）--熱能一機(jī)械能一電能，多步的反應(yīng)，中間肯定有大量的能量消耗，這就不符合我們綠色化學(xué)節(jié)能減排的理念了，那我們可否將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能呢？如果可以，又是以什么方式？在什么樣的條件下進(jìn)行轉(zhuǎn)化呢？這便是我們今天所要探究學(xué)習(xí)的內(nèi)容一原電池（板書）聽從教師情景，思考并回答相應(yīng)問題。答：有答：充電答：火力發(fā)電答：化學(xué)能（內(nèi)能）一熱能一機(jī)械能一電能聯(lián)系化學(xué)與生活，吸引學(xué)生注意力，貫徹綠色化學(xué)的理念說到原電池，大家并不了解，那如果是電池呢，是不是就覺得親切可愛多了呀！事實(shí)上呀，兩者雖然名字不同，可他們的本質(zhì)和工作原理是一樣一樣兒的，下面我們就通過模擬電池的工作環(huán)境來進(jìn)行原電池的探究學(xué)習(xí)。今天實(shí)驗(yàn)所選用的藥品有鋅片、銅片、和稀硫酸。問：有鋅，有銅還有酸，同學(xué)們會想到什聽從教師講解，思考實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及成因，回答問題。答：金屬活動順序表

實(shí)驗(yàn)探究現(xiàn)象展示么呀？好那我們一起來回顧一下問：那我們這三種物質(zhì)能否發(fā)生什么反應(yīng)呢？那具體的情況是如何呢，口說無憑，實(shí)驗(yàn)為證。老師這里準(zhǔn)備有已經(jīng)打磨光亮的鋅片和銅片了（也就是除去氧化層的金屬片），現(xiàn)在老師將它們同時(shí)放入稀硫酸中請同學(xué)們仔細(xì)觀察現(xiàn)象。這說明我們剛剛的說法是接下來老師要變一個(gè)“魔術(shù)”，讓銅片上也能產(chǎn)生氣泡，同學(xué)們相不相信老師可以做到。口說無憑，實(shí)驗(yàn)為證。老師只需將鋅片與銅片接觸，同學(xué)們來觀察一下問：那同學(xué)們想知道這個(gè)“魔術(shù)”成功的原因是什么嗎?那就好好聽聽老師的魔術(shù)揭秘吧。答：鉀鈣鈉鎂鋁，鋅鐵錫鉛氫，銅汞銀伯金答：能，鋅與稀硫酸反應(yīng)。銅不與稀硫酸反應(yīng)。答：鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上沒有氣泡產(chǎn)生答：正確的答：相信/不相信答：銅片上也有氣泡產(chǎn)生了答：想為理論知識提供實(shí)驗(yàn)證明，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，感受化學(xué)實(shí)驗(yàn)的魅力知識講解要點(diǎn)突出我們一步一步來。問：首先將鋅片插入稀硫酸（繪制示意圖）產(chǎn)生氣泡反應(yīng)的離子方程式是怎樣的，同學(xué)們會不會寫？那好你們說我來寫Zn+2H+=Zn2++H2（板書）問：那這是一個(gè)什么反應(yīng)呢？問：氧化還原的六字口訣是？問：這得失的是什么東西？結(jié)合我們的離子方程式，我們可知，Zn-2e-=Zn2+（板書）2H++2e-=H2（板書））聽從教師講解，思考實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象及成因，并回答相應(yīng)問題。答：會答：Zn+2H+=Zn2++H2答：置換反應(yīng)，氧化還原反應(yīng)答：升失氧，降得還答：電子培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)

知識講解要點(diǎn)突出鋅片上氣泡的產(chǎn)生是因?yàn)槿芤褐械臍潆x子得電子變成了氫氣問：銅片上也產(chǎn)生了氣泡，說明什么問題呢？回答正確，那這電子從何而來。同學(xué)們可以結(jié)合剛剛的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)思考一下?；卮鸬暮馨?，同學(xué)們舉一反三的能力很強(qiáng)呀！也就是說發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移。問：那同學(xué)們，思考一下，在物理中，有了電子的定向移動會產(chǎn)生什么呢？問：電子是從什么極流向什么極呢？所以鋅片應(yīng)該是原電池的（板書：負(fù)極）問：銅片是原電池的（板書：正極）問：物理中檢驗(yàn)電流的儀器是可老師現(xiàn)在沒有電流計(jì)只有發(fā)光二極管。問：我們可以怎么操作，產(chǎn)生什么現(xiàn)象也可以說明有電流產(chǎn)生呢？可以和周圍的同學(xué)討論一下。老師的想法和同學(xué)們的是不謀而合，老師這里已經(jīng)將我們的導(dǎo)線與發(fā)光二極管連接好了，接下來便是見證奇跡的時(shí)刻了，請同學(xué)們仔細(xì)觀察。連接導(dǎo)線與金屬片問：同學(xué)們觀察到了什么現(xiàn)象??？問：又能得出什么結(jié)論呢？有電流產(chǎn)生是不是就說明我們的（化學(xué)能）就轉(zhuǎn)化為（電能）了。剛剛大家好像都忽略了一個(gè)問題，鋅片與銅片接觸或者導(dǎo)線連接時(shí)，鋅片上還有大量氣泡產(chǎn)生，這是什么原因呢，難道我們的電子只有部分轉(zhuǎn)移了？實(shí)際上呀，這是因?yàn)槲覀儗?shí)驗(yàn)所用的鋅片答：溶液中的氫離子在銅片處也得電子產(chǎn)生了氫氣答：從鋅片上轉(zhuǎn)移來的答：電流答：負(fù)極流向正極答：負(fù)極答：正極答：電流計(jì)答：將鋅片，銅片與小燈泡串聯(lián)，如果發(fā)光二極管發(fā)光了就說明確實(shí)是有電流產(chǎn)生了。答：現(xiàn)象：發(fā)光二極管發(fā)光了答：結(jié)論：有電流產(chǎn)生答：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能思考教師問題，聽從教師講解。結(jié)一致，利用現(xiàn)有條件進(jìn)行合作探究的意識與能力

不純，含有較多的碳、銅等雜質(zhì)，使其內(nèi)部形成多個(gè)小原電池，反應(yīng)，放出氣泡。如果是純凈的鋅片與銅相連，其上是不產(chǎn)生氣泡的。好了，那我們現(xiàn)在能否給我們的原電池下一個(gè)定義了。定義：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（板書）而剛剛的實(shí)驗(yàn)探究就是我們原電池的工作原理了。答：原電池就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置知識梳理課堂小結(jié)以上便是我們今天所要學(xué)習(xí)的全部內(nèi)容了，我們一起來回顧一下。（原電池的定義和工作原理）問：現(xiàn)在同學(xué)們明白老師“魔術(shù)”的奧秘了嗎？問：那同學(xué)們能不能幫助老師來解決課前所提出的問題。好我們一起來看問：化學(xué)能能否直接轉(zhuǎn)化為電能；問：以什么方式？至于化學(xué)反應(yīng)所需要的條件，就作為我們今天的課后思考任務(wù)，我們下節(jié)課再來實(shí)踐探究。聽從教師講解，回顧知識，做好相應(yīng)的筆記答：明白了。答：能答：能答：通過原電池的氧化還原反應(yīng)梳理知識點(diǎn)，讓學(xué)生的腦海中有一個(gè)完整的知識脈絡(luò)，鞏固教學(xué)成果。結(jié)束語其實(shí)同學(xué)們都可以看到」，我們的實(shí)驗(yàn)材料金屬片，酸溶液都是來源于生活，產(chǎn)生的電能又是服務(wù)于生活。希望同學(xué)們可以睜大我們blingbling的眼睛去發(fā)現(xiàn)我們的生活中東西的價(jià)值，實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)，讓化學(xué)真正服務(wù)于我們的生活。幫助學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)素養(yǎng)，形成正確的化學(xué)理念。七、板書設(shè)計(jì)（見圖片）八、教學(xué)反思（預(yù)設(shè)）通過教學(xué)，本人覺得本次課的成功之處在于:1、針對教材的處理比較好，使得教學(xué)內(nèi)容和結(jié)構(gòu)都得到了合理的安排;

2、通過問答的形式進(jìn)行討論交流和實(shí)驗(yàn)探究，強(qiáng)化學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰秃献鹘涣鞯哪芰Γ囵B(yǎng)科學(xué)探究精神，給學(xué)生自我展示的機(jī)會，課上學(xué)生也積極配合，課堂氛圍良好；3、語言和思路的處理也是清晰流暢，讓學(xué)生在掌握基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上還能有一些思維的擴(kuò)展。失敗之處在于：1、學(xué)生的思維過于發(fā)散，致使學(xué)生回答耗時(shí)過長；教師：學(xué)生:龍文學(xué)校個(gè)性化輔導(dǎo)授課案2、發(fā)光二極管未發(fā)光或?qū)嶒?yàn)現(xiàn)象不明顯，只是學(xué)生不能通過正確的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象去得出相應(yīng)的結(jié)論教師：學(xué)生:龍文學(xué)校個(gè)性化輔導(dǎo)授課案ggggggggg月gga星期ganggang綱一、授課目的與考點(diǎn)分析：.理解電極反應(yīng)的原理、能夠書寫原電池的電極反應(yīng)方程式及總反應(yīng)的化學(xué)方程式.能夠書寫電解池的電極反應(yīng)方程式及總反應(yīng)的化學(xué)方程式.掌握點(diǎn)解規(guī)律、電解的應(yīng)用（電鍍、金屬的冶煉）會使用氧化還原反應(yīng)中的電子守恒規(guī)律解決電化學(xué)問題二、授課內(nèi)容：（一）、上次失分點(diǎn)再回顧（二）、知識點(diǎn)梳理原電池與金屬防護(hù)一、原電池原理.概念：.原電池的電極和電極反應(yīng)正極：符號“+”，得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)。負(fù)極：符號“-"，失去電子，發(fā)生氧化反應(yīng)。.原電池形成的一般條件（1）兩個(gè)活潑性不同的電極（在一定條件下較活潑的電極作為負(fù)極）。（2）電解質(zhì)溶液：電極必須與電解質(zhì)溶液接觸。（3）形成閉合回路（外電路由導(dǎo)線構(gòu)成通道；內(nèi)電路由電解質(zhì)構(gòu)成通道。（4）自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。注意：正負(fù)極的判斷方法(1)由組成原電池的兩極電極材料判斷。(2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷(3)根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動方向判斷(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷⑸根據(jù)現(xiàn)象判斷二、化學(xué)電源.酸性鋅鎰干電池(1)構(gòu)造：正極：石墨碳棒；負(fù)極：鋅皮；電解質(zhì)溶液：糊狀氯化銨。(2)電極反應(yīng)：負(fù)極：Zn===Zn2++2e-正極：而°2+陽4++e-===Mn°(°H)+NH3電池反應(yīng)：Zn+2NH4C1+2MnO2===ZnCl2+2MnO(OH)+2NH3.堿性鋅鎰干電池堿性鋅鎰干電池與酸性鋅鎰干電池的區(qū)別在于：以氫氧化鉀代替氯化銨做電解質(zhì)。其電極反應(yīng)如下：負(fù)極：Zn+2OH-===Zn(OH)2+2e-正極：2MnO2+H2O+2e-===Mn2O3+2OH-電池反應(yīng)：Zn+2MnO2+H2O===Zn(OH)2+Mn2O3.鉛蓄電池(1)構(gòu)造：負(fù)極：鉛；正極：二氧化鉛；電解質(zhì)溶液：硫酸溶液。(2)電極反應(yīng)：負(fù)極：Pb+SO42-===PbSO4+2e-正極：PbO2+2e-+4H++SO42一===PbSO4+2H2O電池反應(yīng)：PbO2+Pb+2H2sO4===2PbSO4+2H2O(3)優(yōu)點(diǎn)：鉛蓄電池是二次電池，可多次充電，反復(fù)利用。ffif.ILLPbO2+Pb+2H2sO4中立2PbSO4+2H2O.氫氧燃料電池24 4 2(1)構(gòu)造：負(fù)極：氫氣；正極：氧氣；電解質(zhì)溶液：氫氧化鉀溶液。(2)電極反應(yīng)：負(fù)極：2H2+4OH-===4H2O+4e-正極：O2+4e-+2H2O===4OH-電池反應(yīng)：2H2+O2===2H2O(3)優(yōu)點(diǎn)：能量利用率高。注意：氫氧燃料電池的電極反應(yīng)方程式書寫時(shí)應(yīng)注意電極產(chǎn)物的差異：溶液性雇氧化后存在形式還原后存在形式睢性M1中性M1，性HzC<三、金屬的腐蝕和防護(hù).金屬的電化學(xué)腐蝕

⑴金屬的腐蝕是指金屬與周圍接觸到的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬失去電子變成陽離子，發(fā)生氧化反應(yīng)；一般可分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。⑵電化學(xué)腐蝕：不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會發(fā)生原電池反應(yīng)，較活潑的金屬失去電子而被氧化,這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。①鋼鐵的析氫腐蝕：當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液酸性較強(qiáng)時(shí)，將發(fā)生析氫腐蝕。Fe是負(fù)極，C是正極；發(fā)生的電極反應(yīng)負(fù)極：Fe-2e-===Fe2+;正極：2H++2e-===H2T ；生成的Fe(OH)2在空氣中發(fā)生變化的化學(xué)方程式是：4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3。②鋼鐵的吸氧腐蝕：當(dāng)鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液呈中性或呈弱堿性并溶有O2時(shí)，將會發(fā)生吸氧腐蝕負(fù)極反應(yīng)為Fe-2e-===Fe2+ ；正極反應(yīng)為2H2O+O2+4e-===4OH-；總反應(yīng)的方程式為2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2.金屬的電化學(xué)防護(hù)(1)犧牲陽極的陰極保護(hù)法⑵外加電流的陰極保護(hù)法電解及其應(yīng)用⑵外加電流的陰極保護(hù)法電解及其應(yīng)用一、電解的原理.概念：使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì))而在陰、陽兩極引起氧化還原反應(yīng)的過程。幾個(gè)層面理解：是電解質(zhì)(熔融或溶液)的導(dǎo)電過程；是一個(gè)發(fā)生氧化還原反應(yīng)的過程；是一個(gè)陰陽離子定向移動的過程；是一個(gè)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的過程。.電解池構(gòu)成的條件.電解原理導(dǎo)線上(外電路)電子從電源的負(fù)極流出經(jīng)導(dǎo)線流向電解池的陰極，電解池的陽極上產(chǎn)生電子經(jīng)導(dǎo)線流入電源的正極。溶液中(內(nèi)電路)陰離子移向陽極，失去電子，陽離子移向陰極，得到電子。.電解反應(yīng)中反應(yīng)物的判斷一一放電順序(1)陰極陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護(hù)。陽離子得電子順序：K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+<Sn2+<Pb2+<(H+)<Cu2+<Hg2+<Ag+(陽離子放電順序與濃度有關(guān)，并不絕對)。(2)陽極陽極材料是惰性電極(C、Pt、Au、Ti等)時(shí)：陰離子失電子順序：S2->I->Br->Cl->OH->NO3-等含氧酸根離子〉F-。陽極是活潑電極時(shí)：電極本身被氧化，溶液中的離子不放電。.電解反應(yīng)方程式的書寫步驟：①分析電解質(zhì)溶液中存在的離子；②分析離子的放電順序；③確定電極、寫出電極反應(yīng)式；④寫出電解方程式。例：(1)電解NaCl溶液、(2)電解CuSO/溶液、(3)電解CuCl2溶液、(4)電解稀H2sO4、NaOH溶液、Na2sO4溶液二、電解原理的運(yùn)用.氯堿工業(yè)：(1)裝置：陽離子交換膜法；(2)電解前食鹽水的精制粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO?-、Fe2+、Fe3+,除去雜質(zhì)離子的操作及加入試劑的順序是：

BaCl2—NaOH—Na2CO3一過濾一HCl或NaOH—BaCl2—Na2CO3一過濾一HClo⑶電極反應(yīng)陰極：2H++2e-===H2T (或2H2O+2e-===H2?+2OH-)陽極：2Cl-===ClJ+2e-(或2Cl--2e-===ClJ)(4)電解方程式：通電2NaCl+2H2O 2NaOH+qf+Cl2f.電解法精煉銅(1)粗銅的成分：銅(鋅、鐵、銀、銀、金、箱等)。(2)電極的連接：粗銅作陽極，和外加電源的正極相連；純銅作陰極，和外加電源的負(fù)極相連。(3)電解液：硫酸銅或硝酸銅溶液。(4)電極反應(yīng)陽極：Cu===Cu2++2e-