原電池工作原理教學(xué)設(shè)計(jì)

原電池一輪復(fù)習(xí)教學(xué)設(shè)計(jì)第一課時(shí)課標(biāo)要求：認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用，構(gòu)建原電池工作原理的認(rèn)知模型，分析、解釋原電池的工作原理。引領(lǐng)學(xué)生建構(gòu)“能量觀〞豐富學(xué)生對(duì)能量轉(zhuǎn)化形式、能量轉(zhuǎn)化的原理和裝置方面的認(rèn)識(shí)?？季V要求：理解原電池的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用。學(xué)情分析：在電化學(xué)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生會(huì)形成許多錯(cuò)誤概念和錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)，存在著將電極材料和電極反響物混淆，電解質(zhì)溶液和電極反響物不分，許多學(xué)生沒(méi)有開(kāi)展起與原電池相匹配的基于多角度的系統(tǒng)微觀動(dòng)態(tài)認(rèn)識(shí)能力。素養(yǎng)、教學(xué)與評(píng)價(jià)目標(biāo)素養(yǎng)目標(biāo)：.能分析物質(zhì)反響的微觀特征，能用化學(xué)符號(hào)說(shuō)明物質(zhì)變化，能從宏觀與微觀結(jié)合的視角對(duì)物質(zhì)變化進(jìn)行表征。.能理解、描述和表示化學(xué)中常見(jiàn)的理論模型，能對(duì)模型和原型的關(guān)系進(jìn)行評(píng)價(jià)以改良模型。3.能根據(jù)假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，與同學(xué)合作完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)：運(yùn)用氧化復(fù)原反響相關(guān)知識(shí)，判斷、分析原電池正負(fù)極，能正確書(shū)寫(xiě)電極反響式。.通過(guò)對(duì)伏打電池、銅鋅雙液原電池的分析建立原電池認(rèn)知模型并解決實(shí)際問(wèn)題。能運(yùn)用科學(xué)知識(shí)對(duì)兩種原電池進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，并提出改良措施。.學(xué)習(xí)小組能運(yùn)用原電池相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)合理方案，完成鋰錳電池的設(shè)計(jì)。評(píng)價(jià)目標(biāo)：.通過(guò)觀察、適時(shí)反響學(xué)生分析銅鋅單液原電池和銅鋅雙液原電池的活動(dòng)表現(xiàn)，診斷并開(kāi)展學(xué)生基于宏微視角分析問(wèn)題的水平和原電池認(rèn)識(shí)模型形成的水平。.通過(guò)學(xué)生分析和評(píng)價(jià)銅鋅單液原電池、銅鋅雙液原電池的思維活動(dòng)表現(xiàn)，診斷并開(kāi)展學(xué)生對(duì)原電池工作原理的知識(shí)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化水平和認(rèn)識(shí)思路結(jié)構(gòu)化水平。.通過(guò)學(xué)學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)鋰錳電池實(shí)驗(yàn)裝置的活動(dòng)表現(xiàn)，診斷并開(kāi)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究水平。教學(xué)流程：展示電池開(kāi)展歷史：伏打電堆〔銅鋅單液原電池，1799年〕一丹尼爾電池〔銅鋅雙液原電池，1836年〕一微生物電池〔1910年〕一鋰電池〔1970〕 反響前測(cè)結(jié)果，明確教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)任務(wù)。學(xué)習(xí)任務(wù)1分析銅鋅單液原電池，構(gòu)建原電池認(rèn)知模型。評(píng)價(jià)任務(wù)1診斷學(xué)生基于宏觀辨識(shí)與微觀探析視角分析原電池工作原理的水平，以及原電池認(rèn)知模型形成的水平。學(xué)生活動(dòng)認(rèn)識(shí)伏打電堆。伏打電池用圓形的鋅板、銅板間隔堆積而成。所有的圓板之間夾放幾層鹽水泡過(guò)的布。

請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合伏打電堆的設(shè)計(jì)原理，根據(jù)以下提供的材料和藥品，畫(huà)出銅鋅單液原電池裝置圖。并標(biāo)明原電池的正負(fù)極、電子流動(dòng)方向，離子移動(dòng)方向，書(shū)寫(xiě)正、負(fù)極的電極反響式。材料和藥品：鋅 導(dǎo)線(xiàn)假設(shè)干 硫酸銅溶液評(píng)價(jià)活動(dòng)觀察、反響學(xué)生對(duì)銅鋅原電池的電極的判斷、電子流向、離子移動(dòng)方向、電極反響式的書(shū)寫(xiě)等活動(dòng)表現(xiàn)，采用師生互評(píng)、同伴評(píng)價(jià)等評(píng)價(jià)方式，診斷并開(kāi)展學(xué)生基于宏觀辨識(shí)與微觀探析視角分析原電池工作原理的水平。學(xué)習(xí)任務(wù)2比照分析銅鋅單液電池、銅鋅雙液原電池，加深對(duì)原電池認(rèn)知模型的理解，能運(yùn)用科學(xué)知識(shí)對(duì)兩種原電池進(jìn)行客觀評(píng)價(jià)，并提出改良措施。學(xué)生活動(dòng)1科學(xué)家在對(duì)以伏打電堆為原型的銅鋅單液原電池進(jìn)行研究時(shí)，發(fā)現(xiàn)了這種電池有一個(gè)很大的缺點(diǎn)，電池大家知道是什么缺點(diǎn)嗎？后來(lái)科學(xué)家是如何解決這個(gè)問(wèn)題的呢？接下來(lái)同學(xué)們沿著科學(xué)家的研究歷程畫(huà)出改良后的銅鋅原電池裝置圖，并標(biāo)明原電池的正負(fù)極、電子流動(dòng)方向，電極材料質(zhì)量變化情況，書(shū)寫(xiě)正、負(fù)極的電極反響式。〔銅鋅雙液原電池〕測(cè)一測(cè)：某同學(xué)用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線(xiàn)和鹽橋(裝有瓊脂一KNO3的U形管)設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池，如下圖。以下判斷中正確的是A.銅電極質(zhì)量增重B.電池工作一段時(shí)間后，左側(cè)燒杯的c(NO3-)減小C.負(fù)極反響為：Ag++e-=AgD.鹽橋中K+向右側(cè)燒杯移動(dòng)，保持溶液中電荷平衡高考對(duì)電池的考察復(fù)雜多變，有哪些方法可以準(zhǔn)確的判斷出原電池的正負(fù)極，幫助我們解決實(shí)際問(wèn)題呢？測(cè)一測(cè)：如下圖為某課外小組自制的氫氧燃料電池，a、b均為惰性電極。以下表達(dá)不正確的是a極是負(fù)極，該電極上發(fā)生氧化反響b極反響為：O2+4OH--4e-===2H2OC.總反響為：2H2+O2===2H2OD.氫氧燃料電池是一種具有廣闊應(yīng)用前景的綠色電源評(píng)價(jià)活動(dòng) 觀察、反響學(xué)生對(duì)兩個(gè)原電池的電極的判斷、電極材料質(zhì)量變化情況、電極反

響式的書(shū)寫(xiě)等活動(dòng)表現(xiàn)，采用師生互評(píng)、同伴評(píng)價(jià)等評(píng)價(jià)方式，進(jìn)一步開(kāi)展學(xué)生基于宏觀辨識(shí)與微觀探析視角分析原電池工作原理的水平。記錄學(xué)生對(duì)銅鋅單液原電池的分析、評(píng)價(jià)和改良措施，診斷并開(kāi)展學(xué)生對(duì)原電池工作原理的知識(shí)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化水平和認(rèn)識(shí)思路結(jié)構(gòu)化水平。測(cè)一測(cè)：1.微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如下圖。以下有關(guān)微生物電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A.正極反響中有1.微生物電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，其工作原理如下圖。以下有關(guān)微生物電池的說(shuō)法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是A.正極反響中有CO2生成B.微生物促進(jìn)了反響中電子的轉(zhuǎn)移C.質(zhì)子通過(guò)交換膜從負(fù)極區(qū)移向正極區(qū)D.電池總反響為C6H12O6+6O2=6CO2+6H2O「此曲4町廣質(zhì)子發(fā)換題

!)厭氧反應(yīng)有氧反應(yīng)2.固體氧化物燃料電池是由美國(guó)西屋(Westinghouse)公司研制開(kāi)發(fā)的。它以固體氧化錯(cuò)一氧化釔為電解質(zhì)，這種固體電解質(zhì)在高溫下允許氧離子(O2-)在其間通過(guò)。該電池的工作原理如下圖,其中多孔電極a、b均不參與電極反響。以下判斷正確的是1/20式于翔-松1/20式于翔-松口一多孔電癡'-固定電解質(zhì)卜多孔電極b2放電的a極為電池的負(fù)極2放電的b極為電池的正極2+2H2O+4e--4OH-2+0j皿2H20學(xué)習(xí)任務(wù)3 學(xué)習(xí)小組運(yùn)用原電池相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)合理方案，完成鋰錳電池的設(shè)計(jì)。評(píng)價(jià)任務(wù)3通過(guò)學(xué)學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)鋰錳電池實(shí)驗(yàn)裝置的活動(dòng)表現(xiàn)，診斷并開(kāi)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究水平。學(xué)生活動(dòng)鋰錳電池的體積小、性能優(yōu)良，是常用的一次電池，電池總反響為：Li+Mn02=LiMnO2。合理選擇以下提供的材料和藥品，小組合作完成鋰錳電池的設(shè)計(jì)，畫(huà)出原電池裝置圖。材料和藥品：Li MnO2 導(dǎo)線(xiàn)假設(shè)干 Li2sO4溶液 乙醇 混合有機(jī)溶劑〔不與鋰反響〕中溶有LiClO4評(píng)價(jià)活動(dòng)觀察小組探究學(xué)習(xí)分工情況、記錄小組裝置設(shè)計(jì)的合理性、小組交流等活動(dòng)表現(xiàn)，采用自評(píng)、師生互評(píng)、同伴評(píng)價(jià)等評(píng)價(jià)方式，診斷并開(kāi)展學(xué)生科學(xué)探究水平。課堂小結(jié)：本節(jié)課我們以水果電池的設(shè)計(jì)出發(fā)，從自發(fā)的氧化復(fù)原反響的視角出發(fā)，以離子定向移動(dòng)、電子移動(dòng)方向，深入分析了原電池的工作原理，原電池正負(fù)極判斷方法，建立起了原電池認(rèn)知模型。大家下來(lái)思考兩個(gè)問(wèn)題：銅鋅原電池中，電極材料鋅比銅活