實(shí)驗(yàn)活動(dòng)6：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（教案）

《試驗(yàn)活動(dòng)6-化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能》教學(xué)設(shè)計(jì)課題 《試驗(yàn)活動(dòng)6-化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能》

單元 6 學(xué)科 化學(xué) 年級(jí) 高一本節(jié)教學(xué)內(nèi)容是人教版高中化學(xué)必修其次冊(cè)第六6高中化學(xué)課程的一種重要理念是學(xué)習(xí)生活中的化學(xué)，學(xué)習(xí)有用的化學(xué)。而能源是社會(huì)發(fā)展、人類文明進(jìn)步不行或缺的重要條件。本節(jié)課把化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化聯(lián)系起來，讓學(xué)生認(rèn)學(xué)反響中存在的能量的變化和轉(zhuǎn)化，這是學(xué)習(xí)本單元重要的學(xué)問根底。這節(jié)課的內(nèi)容就是培育學(xué)生活潑的思維，大膽的創(chuàng)，讓學(xué)生具備確定的自主探究的閱歷和力氣。教材分析教學(xué)目標(biāo)與核心素養(yǎng)

激發(fā)學(xué)生的探究欲往。其次，對(duì)原電池工作原理的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、需要較多想象的抽象思維概念，學(xué)生理解起來較為費(fèi)力。通過先設(shè)計(jì)幾個(gè)操作簡(jiǎn)潔、比照性強(qiáng)、現(xiàn)象明顯的試驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生也能夠試驗(yàn)探究覺察問題：化學(xué)反響過程中會(huì)產(chǎn)生電能。再借助動(dòng)畫演示形象地分析原電池的工作原理，幫助學(xué)生更加快更深刻地理解原電池的工作原理。并且引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)展分組試驗(yàn)探究原電池的構(gòu)成條件，有效地反響學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況，進(jìn)一步培育學(xué)生的各種力氣。本節(jié)安排了“比照試驗(yàn)”，“原電池試驗(yàn)”，“原電池原理的應(yīng)用”，這三局部?jī)?nèi)容。學(xué)生通過學(xué)習(xí)這局部學(xué)問，把握原電池的構(gòu)成條件和原電池在生活中的應(yīng)用。宏觀辨識(shí)與微觀探析：通過對(duì)試驗(yàn)現(xiàn)象的觀看和緣由探究，培育學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的科學(xué)態(tài)度和質(zhì)疑精神，通過同組合作試驗(yàn)和全班共同溝通培育合作精神和與人溝通溝通共享的精神，在原電池的試驗(yàn)過程中，把握形成原電池的構(gòu)成條件。證據(jù)推理與模型認(rèn)知：通過在化學(xué)試驗(yàn)的比照，體會(huì)原電池的概念和原電池的形成，培育試驗(yàn)觀看力氣及分析探究力氣；通過體驗(yàn)科學(xué)探究的過程和化學(xué)爭(zhēng)論的根本方法，培育自主學(xué)習(xí)的力氣。科學(xué)探究與創(chuàng)意識(shí)：從現(xiàn)象和構(gòu)造動(dòng)身，設(shè)計(jì)探究方案，探究構(gòu)成原電池的因素，在探究中互利合作，培育團(tuán)隊(duì)精神。科學(xué)精神與社會(huì)責(zé)任：激發(fā)學(xué)生透過現(xiàn)象探究本質(zhì)的興趣，敬重科學(xué)，認(rèn)真學(xué)習(xí)科學(xué)的學(xué)習(xí)方法；通過參與探究過程，培育自身嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和辯證分析力氣。重點(diǎn) 原電池的原理和應(yīng)用。難點(diǎn)教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)導(dǎo)入課

教師活動(dòng)我們自己親自動(dòng)手，來制作原電池。

學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖講授課 試驗(yàn)活動(dòng)6---化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能一、比照試驗(yàn)1銅片接觸，觀看電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)？試驗(yàn)現(xiàn)象：電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明鋅和銅接觸不能發(fā)生反響，沒有電流產(chǎn)生。與銅片接觸，觀看電流表指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)？試驗(yàn)現(xiàn)象：電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，說明沒有電流，說明鋅和石墨棒接觸不能發(fā)生反響。③試驗(yàn)結(jié)論：電極材料電流表指針是否發(fā)生解釋偏轉(zhuǎn)鋅片、銅片不偏轉(zhuǎn)兩個(gè)相互連接的鋅片、石墨棒不偏轉(zhuǎn)電極材料相互接流。2.①將鋅片插入盛有稀硫酸的燒杯里，觀看現(xiàn)象。2 4 4 試驗(yàn)現(xiàn)象：鋅片漸漸溶解，鋅片四周有氣泡產(chǎn)生，鋅和稀硫酸發(fā)生了反響。Zn+HSO=ZnSO+H2 4 4 ②將鋅片插入盛有稀硫酸的燒杯里，再插入銅片，觀看現(xiàn)象。試驗(yàn)現(xiàn)象：鋅片漸漸溶解，鋅片四周有氣泡產(chǎn)生，鋅和稀Zn+HSO=ZnSO+H2 4 4 2沒有現(xiàn)象產(chǎn)生，銅和稀硫酸不反響。③將鋅片插入盛有稀硫酸的燒杯里，再插入石墨棒，觀看現(xiàn)象。2 4 4 試驗(yàn)現(xiàn)象：鋅片漸漸溶解，鋅片四周有氣泡產(chǎn)生，鋅和稀Zn+HSO=ZnSO+H↑2 4 4 試驗(yàn)結(jié)論電極材料鋅片

試驗(yàn)現(xiàn)象氣泡產(chǎn)生

解釋Zn+HSO=ZnSO2 4 4+H2↑現(xiàn)象鋅片、石墨棒 鋅片漸漸溶解有無現(xiàn)象

Zn+HSO=ZnSO2 4 4+H2↑Zn+HSO=ZnSO2 4 4+H2↑連接，也不能產(chǎn)生電流。二、原電池試驗(yàn)Zn-Cu(稀硫酸)設(shè)計(jì)如圖原電池，觀看現(xiàn)象試驗(yàn)現(xiàn)象：鋅片不斷溶解，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),銅四周不斷產(chǎn)生氣泡，說明產(chǎn)生了電流，形成了原電池。鋅片〔負(fù)極〕：氧化反響Zn-2e-=Zn2+銅片〔正極〕：復(fù)原反響2H++2e-=H2↑Zn-石墨棒(稀硫酸)設(shè)計(jì)如圖原電池，觀看現(xiàn)象試驗(yàn)現(xiàn)象：鋅片不斷溶解，電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),石墨棒四周不斷產(chǎn)生氣泡，說明產(chǎn)生了電流，形成了原電池。鋅片〔負(fù)極〕：氧化反響Zn-2e-=Zn2+2石墨棒〔正極〕：復(fù)原反響2H++2e-=H↑2Zn-石墨棒(稀硫酸)設(shè)計(jì)如圖原電池，觀看現(xiàn)象試驗(yàn)現(xiàn)象：銅片無現(xiàn)象，電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn),石墨棒四周無現(xiàn)象，說明沒有產(chǎn)生電流，不能形成原電池。試驗(yàn)結(jié)論：電極材料鋅片、銅片

試驗(yàn)現(xiàn)象轉(zhuǎn),銅四周不斷產(chǎn)

解釋鋅片：氧化反響Zn-2e-=Zn2+銅片：復(fù)原反應(yīng)電池。

2H++2e-=H↑2↑轉(zhuǎn),石墨棒四周不了原電池。

鋅片：氧化反響Zn-2e-=Zn2+↑2H++2e-=H↑2轉(zhuǎn),石墨棒四周無原電池。

不能發(fā)生反響原電池形成的必需條件：上面的三個(gè)試驗(yàn)說明，要構(gòu)成原電池，需要滿足以下條件：①兩種活潑性不同電極.〔活潑性不同的金屬或一種金屬和另一種非金屬導(dǎo)體〕②電極必需插入電解質(zhì)溶液。③能自發(fā)的發(fā)生氧化復(fù)原反響。④電極用導(dǎo)線相連構(gòu)成閉合回路。問題爭(zhēng)論：依據(jù)以上試驗(yàn)，說明原電池的工作原理和構(gòu)成要素，以及組裝原電池的操作留意事項(xiàng)。極，失去電子，發(fā)生氧化反響；較不活潑金屬材料作正極，得到電子，發(fā)生復(fù)原反響；電子從負(fù)極流向正極。內(nèi)電路中：電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子向正極移動(dòng)，陰離子向負(fù)極移動(dòng)，使電流通過電解質(zhì)溶液。電流從正極流向負(fù)極。⑵原電池的構(gòu)成要素①兩種活潑性不同電極.〔活潑性不同的金屬或一種金屬和另一種非金屬導(dǎo)體〕②電極必需插入電解質(zhì)溶液。③能自發(fā)的發(fā)生氧化復(fù)原反響。④電極用導(dǎo)線相連構(gòu)成閉合回路。⑶原電池留意事項(xiàng)：①兩電極活潑型必需不同；②其中一個(gè)電極必需和電解質(zhì)溶液可以發(fā)生氧化復(fù)原反響；③電極用導(dǎo)線相連構(gòu)成閉合回路；④留意電流表不能接反。能否用鐵片作為電極代替銅鋅原電池中的鋅片？為什么？可以，由于鐵片也可以和稀硫酸發(fā)生自發(fā)的氧化復(fù)原反響，并且鐵片活潑性大于銅。負(fù)極反響：Fe－2e-＝Fe2+；正極反響：2H++2e-＝H2↑總反響：Fe+2H+=Fe2++H2↑題.以下裝置哪些可以形成原電池( )答案：ABC三、原電池原理的應(yīng)用1.設(shè)計(jì)原電池3例1、利用 Cu+2FeCl=3CuCl+2FeCl

的氧化復(fù)原反響設(shè)計(jì)2 2原電池。【解析】負(fù)極：Cu—2e-=Cu2+氧化反響正極：2Fe3++2e-=2Fe2+復(fù)原反響44變式訓(xùn)練1利用反響Zn＋CuSO===ZnSO＋Cu設(shè)計(jì)44一個(gè)原電池。在圖中方格內(nèi)畫出試驗(yàn)裝置圖，并指出正極為 ，電極反響式為 ；負(fù)極為 ，電極反響式為 。CC2++2e-=CZZ2e＝Z2+。用于金屬的防護(hù)使被保護(hù)的金屬處于正極，發(fā)生復(fù)原反響的一極得以保護(hù)。比較金屬活潑性例2.把A、B、C、D4塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。A、B相連時(shí)，A為負(fù)極；C、D相連時(shí)，D上產(chǎn)生大量氣泡；A、C相連時(shí)，電流由C經(jīng)導(dǎo)線流向A；B、D相連時(shí)，電子由D經(jīng)導(dǎo)線流向B，則此4種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的挨次為〔 〕①A＞B＞C＞D ②A＞C＞D＞B③C＞A＞B＞D ④B＞A＞C＞D答案為：②變式訓(xùn)練2.以下事實(shí)不能說明Al的金屬活潑性比Cu強(qiáng)的是( )常溫下將鋁投入CuSO4溶液中常溫下將鋁和銅用導(dǎo)線連接一起放入到稀鹽酸溶液C溶液中D中解析：選D。在氫氧化鈉溶液中能反響生成氣體的金屬，其活潑性不愿定強(qiáng)，如Mg和Al。探究鋁電極在原電池中的作用Mg、AlAl、Zn

氫氧化鈉溶液濃硝酸

電子方向編號(hào)電極材料電解質(zhì)溶液1Mg、Al稀鹽酸2編號(hào)電極材料電解質(zhì)溶液1Mg、Al稀鹽酸2Al、Cu稀鹽酸3Al、C(石墨)稀鹽酸墨)Al→MgAl→Zn3①鋁為 極，電極反響式： 。②石墨為 極，電極反響式： 。試驗(yàn)4中鋁作負(fù)極還是正極 ，理由是 。寫出鋁電極的電極反響式： 。解釋試驗(yàn)5中電流計(jì)指針偏向鋁的緣由： 。依據(jù)試驗(yàn)結(jié)果總結(jié)出影響鋁在原電池中作正極或負(fù)極的因素： 。〔〕2A－6==2A36＋6e-=3↑負(fù)極；在NaOH溶液中，活潑性Al>Mg；Al－3e－＋4OH－==AlO2-＋2H2O。在濃硝酸中，AlZn>Al，Zn是原電池的負(fù)極。①電極材料的活潑性②電解質(zhì)溶液的不同。4.金屬腐蝕2 2 〔次要OClSO2 2 電化學(xué)腐蝕〔主要〕：不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)，會(huì)發(fā)生原電池反響，比較活潑的金屬失電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕，分為析氫腐蝕和吸氧腐蝕鋼鐵的吸氧腐蝕：在潮濕的空氣里，鋼鐵外表吸附了一層HOH－，還溶解了氧氣，結(jié)果在鋼鐵外表形成了一層電解質(zhì)溶液，它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳恰好形成很多微小的原電池。在這些原電池里，鐵是負(fù)極，碳是正極。鐵失去電子而被氧化鋼鐵的兩種電化學(xué)腐蝕：正極：C 負(fù)極：Fe 電解質(zhì)溶液：不純的水1.在中性或很弱的酸性溶液中〔占主要〕，主要反響如下：負(fù)極：Fe–2e-==Fe2+ 正極：O2+2H2O+4e-==4OH-2 總反響：2Fe+2H2O+O2=Fe〔OH〕 Fe〔OH〕在空氣中最終轉(zhuǎn)化為Fe2O2 在中性或很弱的酸性溶液中，鋼鐵的腐蝕叫吸氧腐蝕。2、在酸性溶液中，主要反響。負(fù)極：Fe2e-==Fe2+正極：2H++2e-==H2↑總反響：Fe+2H+=Fe2++H2↑在酸性溶液中，鋼鐵的腐蝕叫析氫腐蝕。5.加快氧化復(fù)原反響的速率一個(gè)金屬參與的氧化復(fù)原反響，設(shè)計(jì)成原電池時(shí)反響速率大大加快。ab分別參與過量的稀硫酸，a