【教案】化學(xué)反應(yīng)與電能 教學(xué)設(shè)計(jì) 2022-2023學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第第頁化學(xué)反應(yīng)與電能教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)通過對銅鋅硫酸原電池實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析、推理，認(rèn)識化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能，構(gòu)建化學(xué)變化伴有能量轉(zhuǎn)化的變化觀念。通過對類比實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的進(jìn)一步分析，結(jié)合物理電學(xué)知識，認(rèn)識原電池工作原理。通過重溫電池化學(xué)史，對比分析，理解原電池的概念、工作原理，提高科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的能力，激發(fā)科學(xué)探究熱情。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：以原電池為例認(rèn)識氧化還原反應(yīng)化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能，形成化學(xué)反應(yīng)伴有能量轉(zhuǎn)化的觀念；理解原電池的工作原理。教學(xué)難點(diǎn)：理解原電池的工作原理。教學(xué)過程活動元一：繪本簡說——電池的歷史沿革和發(fā)展教師行為預(yù)設(shè)學(xué)生行為【投影】電動汽車等【觀看】電動汽車、手機(jī)【思考】它們都由什么重要組成部分提供能量？【回答】電池【提問】電池是怎么被發(fā)明的呢？【化學(xué)繪本】【化學(xué)史一】1786年，伽伐尼（意大利動物學(xué)家）提出“生物電”理論【化學(xué)繪本】【思考1】“電”從何而來呢？【化學(xué)繪本】【思考2】伽伐尼說“青蛙自帶電”對嗎？活動元二：經(jīng)典重現(xiàn)——銅鋅硫酸原電池教師行為預(yù)設(shè)學(xué)生行為【經(jīng)典重現(xiàn)：銅鋅硫酸原電池】【實(shí)時(shí)投屏】利用多屏互動軟件對學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)情況及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄情況實(shí)時(shí)投屏【分組實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)用品：稀硫酸、銅片、鋅片、原電池盒、電流表、導(dǎo)線實(shí)驗(yàn)步驟：①將稀硫酸倒入原電池盒中②用導(dǎo)線將銅片、鋅片、電流表連接③將銅片和鋅片插入稀硫酸中④觀察現(xiàn)象并記錄注意事項(xiàng)：①注意稀硫酸轉(zhuǎn)移的規(guī)范操作②結(jié)束實(shí)驗(yàn)后，整理實(shí)驗(yàn)用品【觀察并記錄現(xiàn)象】現(xiàn)象結(jié)論電流表鋅片銅片【觀察并記錄現(xiàn)象】填寫學(xué)案：電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；銅片和鋅片上有氣泡產(chǎn)生?！咎釂枴扛鶕?jù)我們剛剛的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及已有知識，同學(xué)們能得出什么結(jié)論呢？【交流討論】填寫學(xué)案：電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明導(dǎo)線中有電流通過；鋅片有氣泡應(yīng)該是鋅與稀硫酸發(fā)生了反應(yīng)；但是銅片上為什么會出現(xiàn)氣泡還不得而知?！咎釂枴窟@個(gè)過程能量是如何轉(zhuǎn)化的？【思考回答】化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能【投影】原電池的定義【聆聽】將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫原電池?；顒釉禾綄がF(xiàn)象背后的故事——原電池工作原理教師行為預(yù)設(shè)學(xué)生行為【現(xiàn)象一】電流表指針偏轉(zhuǎn)【思考】現(xiàn)象產(chǎn)生的原因【類比實(shí)驗(yàn)】簡化裝置圖如圖所示，將電流表與生活中使用的干電池相連，觀察現(xiàn)象，同學(xué)們能得出什么結(jié)論呢？【實(shí)驗(yàn)用品】電流表、干電池、導(dǎo)線【觀察現(xiàn)象】【思考討論】電流表指針指向與電池正極相連的方向【提問】在銅鋅硫酸原電池實(shí)驗(yàn)中電流表指針也發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，且指向與銅片相連的方向。同學(xué)們可以結(jié)合已有物理電學(xué)知識嘗試判斷原電池的正負(fù)極、電流方向、電子方向嗎？【小結(jié)】在原電池中，電子流出的一極是負(fù)極（如鋅片，電極被氧化），電子流入的一極是正極（如銅片，H+在正極上被還原）【交流討論】填寫學(xué)案：請判斷該原電池正負(fù)極；用箭頭標(biāo)出電子移動方向、電流方向?！舅伎?】電流流向：Zn←Cu【思考2】電子流向：Zn→Cu【現(xiàn)象二】銅片有氣泡【小組討論】氣泡是什么？為什么會產(chǎn)生氣泡？【補(bǔ)充引導(dǎo)】請同學(xué)們分析溶液中的元素組成，由元素守恒可推知?dú)馀菔鞘裁矗俊舅伎蓟卮稹繗錃狻狙a(bǔ)充引導(dǎo)】請同學(xué)們回憶一下，銅與稀硫酸能反應(yīng)嗎？【思考回答】不能【補(bǔ)充引導(dǎo)】既然銅不可以置換出稀硫酸中的氫氣，那銅片上為什么有氣泡產(chǎn)生？【思考回答】可能有其他反應(yīng)發(fā)生【引導(dǎo)書寫電極反應(yīng)式】從反應(yīng)物、生成物、得失電子等角度引導(dǎo)，并根據(jù)氧化還原知識判斷電極反應(yīng)類型【引導(dǎo)】前面我們已經(jīng)分析出電子從鋅片流出，說明鋅失去電子，化合價(jià)升高，發(fā)生氧化反應(yīng)，生成鋅離子而進(jìn)入溶液；電子經(jīng)導(dǎo)線流入銅片，銅片就帶上了負(fù)電。要形成電流，需要自由電荷的定向移動，且形成閉合回路，則溶液中的自由電荷是陰陽離子。此時(shí)，溶液中帶正電的氫離子移向銅片，得到電子，化合價(jià)降低，發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣。那溶液中的陰離子就移向了鋅片?！窘涣饔懻摗俊救芤褐须x子移動方向】陽離子（H+）移向正極（Cu）陰離子（SO42-）移向負(fù)極（Zn）【書寫電極反應(yīng)式】鋅片（負(fù)極）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）銅片（正極）：2H++2e-=H2↑（還原反應(yīng)）總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑（氧化還原反應(yīng)）【小結(jié)】銅片上氣泡產(chǎn)生的原因【思考討論】用自己的話講一講銅片上氫氣產(chǎn)生的故事以及電流產(chǎn)生的故事（并寫成文案）【化學(xué)史三】1836年，丹尼爾（英國人）對伏打電池進(jìn)行改進(jìn)，他將鹽水改為稀硫酸，得到銅鋅硫酸原電池，能產(chǎn)生較穩(wěn)定的電流。【化