高一化學(xué)教案：第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化單元規(guī)劃本單元的主要內(nèi)容是:化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化。具體來說，包括：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能、化學(xué)電源、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能.本單元各部分知識的相互關(guān)系可以表述如下：研究氧化還原與電能之間關(guān)系的化學(xué)被稱為電化學(xué).不管是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，還是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,其實質(zhì)都是氧化還原反應(yīng)，而氧化還原反應(yīng)在初中和高中的《化學(xué)1》中都已接觸學(xué)習(xí)過,有了這些氧化還原的知識作基礎(chǔ)，學(xué)生在判斷化合價的升降、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、電子的得失和轉(zhuǎn)移時是不成問題的。難點在別處，分別是:在原電池課時中，難點是原電池原理在生產(chǎn)生活中的實際運用，比如，判斷金屬性的強弱、根據(jù)氧化還原反應(yīng)選擇兩極材料和電解質(zhì)溶液來設(shè)計原電池、根據(jù)原電池原理來考慮防止金屬腐蝕的方法等等。在化學(xué)電源課時中，難點是各種各樣的化學(xué)電源的組成和工作原理。在電解原理課時中，難點是理解電解原理以及銅的電解精煉中非惰性電極作陽極時電解產(chǎn)物的判斷。這些難點，在教學(xué)中教師要注意選擇合適的教學(xué)方法，采用先進的多媒體教學(xué)手段，盡可能運用活動與探究的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在活動中學(xué)習(xí)、從探索中獲取知識.課時安排:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1課時化學(xué)電源1課時電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能1課時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能從容說課本課時的主要內(nèi)容是原電池的原理及其應(yīng)用。在本節(jié)課的開頭，首先通過2個生活中的實際問題來引入：房頂上的白鐵皮瓦楞板，或白鐵皮煙囪，只有在它們的鍍鋅面完全腐蝕掉以后，鐵皮才開始銹爛、穿孔.而馬口鐵罐頭盒銹蝕的情形剛好相反，只要鍍錫的表面產(chǎn)生破口，里面的鐵皮就迅速腐蝕。這是為什么？由此引出“活動與探究”的問題1：原電池的原理.接著就由學(xué)生在教師的引導(dǎo)下來進行探究實驗：設(shè)計合適的實驗方案、列出實驗儀器和實驗所用試劑、進行實驗、觀察實驗現(xiàn)象、記錄實驗現(xiàn)象、對實驗現(xiàn)象進行分析、推導(dǎo)出結(jié)論：原電池的原理實質(zhì)上就是一個氧化還原反應(yīng)，較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）流向較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體（正極）。在分析完原電池的原理后，進行相應(yīng)的鞏固練習(xí)，進行金屬活動性強弱的判斷、正負(fù)極的判斷等。此處，可將金屬活動性強弱的判斷作為一個活動與探究的問題交給學(xué)生，由學(xué)生來設(shè)計盡可能多的方案，以鞏固課堂上所學(xué)的原電池原理內(nèi)容.最后，別忘了呼應(yīng)開頭，將開頭引入的問題作一解釋和總結(jié)，由此又可以引出原電池原理在生產(chǎn)、生活中的實際應(yīng)用。教學(xué)設(shè)計教學(xué)重點原電池的原理教學(xué)難點原電池原理在生產(chǎn)、生活中的實際運用教具準(zhǔn)備電腦課件（原電池原理）、投影片若干化學(xué)儀器：燒杯、銅導(dǎo)線、靈敏電流計化學(xué)試劑：鋅片、銅片、稀硫酸三維目標(biāo)知識與技能1.通過實驗探究，認(rèn)識化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能.2.利用伏打電池發(fā)明的事例，激發(fā)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的欲望.過程與方法1。利用實驗探究方法學(xué)習(xí)原電池的原理。2。結(jié)合生產(chǎn)、生活實際,學(xué)習(xí)原電池原理在生產(chǎn)、生活中的實際運用。情感、態(tài)度與價值觀利用伏打電池發(fā)明的事例,激發(fā)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的欲望.教學(xué)過程導(dǎo)入新課在元素世界里，有一個富于自我犧牲精神的金屬元素——鋅。在白鐵皮的表面，冰花一般、閃閃發(fā)亮的金屬，就是鋅。我們常說的“鉛絲”，其實是鍍鋅的鐵絲.自行車的輻條、五金零件和儀表、螺絲等，也是鍍鋅的制品。我們在生活中都有這樣的經(jīng)驗：房頂上的白鐵皮瓦楞板，或白鐵皮煙囪，只有在它們的鍍鋅面完全腐蝕掉以后，鐵皮才開始銹爛、穿孔.而馬口鐵罐頭盒銹蝕的情形剛好相反,只要鍍錫的表面產(chǎn)生破口,里面的鐵皮就迅速腐蝕。同樣有鋅元素，為什么會出現(xiàn)這樣相反的情況呢？下面，我們先通過實驗來觀察。推進新課投影：原電池的原理實驗實驗現(xiàn)象得出的結(jié)論實驗1：鋅片和銅片分別插入稀硫酸中鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無氣泡產(chǎn)生鋅片能和稀硫酸反應(yīng)而銅不能實驗2：鋅片和銅片同時插入稀硫酸中同上同上實驗3:用導(dǎo)線把鋅片和銅片上端連接在一起，再將鋅片和銅片同時插入稀硫酸中銅片上有氣泡產(chǎn)生,而鋅片上無氣泡產(chǎn)生導(dǎo)線、鋅片、銅片、稀硫酸共同構(gòu)成了一個閉合回路，形成了原電池實驗4：在鋅片和銅片上端的導(dǎo)線之間連接一個靈敏電流計銅片上有氣泡產(chǎn)生，而鋅片上無氣泡產(chǎn)生，而且,靈敏電流計的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)導(dǎo)線、鋅片、銅片、稀硫酸共同構(gòu)成了一個閉合回路,形成了原電池,產(chǎn)生了微電流師1.鋅片和銅片分別插入稀硫酸中有什么現(xiàn)象發(fā)生？2。鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，銅片上為什么有氣泡產(chǎn)生?3.鋅片的質(zhì)量有無變化？溶液中c(H+）如何變化？4。寫出鋅片和銅片上變化的離子方程式。5。電子流動的方向如何？生實驗1：因為銅的金屬活動性弱，所以，銅不能與稀硫酸反應(yīng).而鋅的金屬活動性較強，所以，鋅能和稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。實驗2:同上師我們知道，物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時，常伴有化學(xué)能與熱能、光能等的相互轉(zhuǎn)化。例如,鎂條在空氣中燃燒的化學(xué)反應(yīng)，伴有放熱、發(fā)光等現(xiàn)象。這說明化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎凸饽堋Ｄ敲?我們做的這個實驗3是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)槟姆N能量呢？實驗3:當(dāng)用導(dǎo)線把鋅片和銅片上端連接在一起，再將鋅片和銅片同時插入稀硫酸中時，因為鋅的金屬活動性強于銅,鋅搶先失去電子形成Zn2+進入溶液，鋅失去的電子經(jīng)鋅電極（外電路）流經(jīng)導(dǎo)線,流向銅片。因為銅是中性原子，它不需要得到電子，而稀硫酸溶液中的陽離子H+卻需要電子，所以,稀硫酸溶液中的H+在銅片表面得到了鋅所失去的電子，成為氫氣而逸出.這樣一來，導(dǎo)線、鋅片、銅片、稀硫酸共同構(gòu)成了一個閉合回路，因為電子的流動而產(chǎn)生了微電流，從本質(zhì)上來說，這種微電流是在化學(xué)反應(yīng)（氧化還原反應(yīng)）的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,所以，這個裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，叫做原電池。實驗4：因為形成原電池而產(chǎn)生了微電流，所以，靈敏電流計的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn).板書:化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?.原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。原電池的原理：氧化還原反應(yīng)較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）流向較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體(正極）。2。原電池的電極反應(yīng)師上述的鋅銅原電池，它的兩極上分別發(fā)生怎樣的反應(yīng)？生(分析）鋅失去電子形成Zn2+，化合價升高,被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)。H+在銅片表面得到電子，化合價降低，被還原，發(fā)生還原反應(yīng).師鋅失去電子形成Zn2+，鋅是原電池的負(fù)極。H+在銅片表面得到電子，銅是原電池的正極.板書:負(fù)極（鋅片）：Zn—2e-====Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（銅片)：2H++2e—====H2↑（還原反應(yīng))電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片。師這一現(xiàn)象早在1799年被意大利的物理學(xué)家伏打捕捉到并加以研究，發(fā)明了世界上第一個電池--伏打電池，即原電池.（觀看電腦課件）模擬原電池兩極的氧化還原反應(yīng)投影：電極電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型得失電子的粒子電子流動方向負(fù)極鋅片Zn-2e-====Zn2+氧化反應(yīng)Zn原子Zn片→Cu片正極銅片2H++2e-====H2↑還原反應(yīng)H+師原電池的兩極材料如何選擇呢？投影：電極電極材料反應(yīng)類型電子流動方向負(fù)極還原性較強的金屬氧化反應(yīng)負(fù)極向外電路提供電子正極還原性較弱的金屬或非金屬導(dǎo)體還原反應(yīng)正極從外電路得到電子師下面我們再做幾個實驗共同探討一下原電池的組成條件和原理.投影:師1。哪種裝置可以形成原電池?2.指出正、負(fù)極溶液上各發(fā)生什么變化？3。電子的流動方向如何?生A、B、C可形成原電池師通過以上做的幾個實驗，總結(jié)一下組成原電池的條件及原理.板書：3。組成原電池的條件（1）有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極。(2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。(3）兩極相連形成閉合電路。（4）能進行自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（通常為:原電池的負(fù)極與電解質(zhì)溶液之間的氧化還原反應(yīng)）.師現(xiàn)有2種活動性有差異的金屬A與B（活動性順序表中一在氫前一在氫后），如何通過實驗，確定它們的活動性強弱？生方法1：將A與B分別插入稀硫酸中，有氣泡產(chǎn)生的一極為活動性較強的金屬。方法2：用導(dǎo)線把A與B上端連接在一起，再將A與B同時插入稀硫酸中，有氣泡冒出的一極為活動性較弱的金屬.方法3：用導(dǎo)線把A與B上端連接在一起，再將A與B同時插入硫酸銅溶液中,變薄的一極為活動性較強的金屬，變厚的一極為活動性較弱的金屬。方法4：將A與B分別插入硫酸銅溶液中，有光亮的紅色銅析出的為活動性較強的金屬.方法5：用導(dǎo)線把A與B上端連接在一起（兩極任意連接），在A與B上端的導(dǎo)線之間連接一個靈敏電流計，再將鋅片和銅片同時插入稀硫酸中，若電流計的指針向右偏轉(zhuǎn)，那就說明你所連接的正負(fù)極是正確的，負(fù)極是活動性較強的金屬；若電流計的指針向左偏轉(zhuǎn)，那就說明你所連接的正負(fù)極是錯誤的，你所連接的負(fù)極是活動性較弱的金屬。……師原電池的原理在實際生產(chǎn)、生活中有什么具體應(yīng)用呢？可以用來制作各種化學(xué)電源。這一內(nèi)容我們將在下一課時中學(xué)習(xí)。板書:4。原電池原理的應(yīng)用(1)制造多種多樣的化學(xué)電源師我們經(jīng)常接觸到，一些銅鐵制品在潮濕的空氣中很容易被腐蝕，其原因就是形成了無數(shù)微小的原電池，請大家閱讀P39“資料卡”,了解電化學(xué)腐蝕的原理。師在本節(jié)課的開頭，我們提出了一個問題，房頂上的白鐵皮瓦楞板,或白鐵皮煙囪，只有在它們的鍍鋅面完全腐蝕掉以后，鐵皮才開始銹爛、穿孔。而馬口鐵罐頭盒銹蝕的情形剛好相反，只要鍍錫的表面產(chǎn)生破口，里面的鐵皮就迅速腐蝕.為什么？現(xiàn)在，請大家來回答。生（回答）因為鋅比鐵活潑，所以,在潮濕的空氣中，形成原電池時，鋅作負(fù)極,鋅首先被腐蝕，只有在它們的鍍鋅面完全腐蝕掉以后，鐵皮才開始銹爛、穿孔。而鍍錫的馬口鐵罐頭中，因為，鐵比錫活潑,所以，在潮濕的空氣中，形成原電池時,鐵先發(fā)生腐蝕。師鋅比鐵活潑.因此，鍍鋅的鐵皮如果破損，在水溶液里，比較活潑的鋅容易失去電子被氧化,變成鋅離子，發(fā)生銹蝕，保護了鐵不受腐蝕。正是發(fā)揮“犧牲自己、保護他人”的長處，人們在水閘、水下鋼柱、船艦的尾部、船錨和鍋爐內(nèi)壁，將鋅塊鑲嵌在鋼鐵表面，充當(dāng)防銹的衛(wèi)士,鋅塊不斷地銹蝕而消瘦，以至最終被新的鋅塊替換上去，卻保護了它相鄰的鋼鐵安居樂業(yè)，這是多么可貴的自我犧牲品格啊！據(jù)統(tǒng)計，全世界生產(chǎn)的鋅有40％用來制造鍍鋅鋼板、管材和白鐵皮。鋅是鐵的忠誠衛(wèi)士。板書：(2）防止金屬腐蝕［課堂練習(xí)］X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中,X的表面有Z析出,X與Y組成原電池時，Y為電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動性順序為（）A.X＞Y＞ZB.X＞Z＞YC。Y＞X＞ZD.Y＞Z＞X答案：C課堂小結(jié)本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了原電池的原理及其應(yīng)用。請大家特別注意形成原電池的條件及原電池電極的判斷.電極反應(yīng)式的書寫。布置作業(yè)1.P432、3.2?；丶宜鸭瘡U干電池并拆開，弄清它的構(gòu)造及原理。板書設(shè)計化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1.原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.原電池的原理:氧化還原反應(yīng)較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）流向較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體(正極)。2。原電池的電極反應(yīng)負(fù)極（鋅片）：Zn-2e—====Zn2+（氧化反應(yīng)）正極(銅片）:2H++2e-====H2↑(還原反應(yīng))3。組成原電池的條件（1）有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極(2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中（3）兩極相連形成閉合電路(4)能進行自發(fā)的氧化還原反應(yīng)(通常為原電池的負(fù)極與電解質(zhì)溶液之間的氧化還原反應(yīng)）4.原電池原理的應(yīng)用(1）制造多種多樣的化學(xué)電源(2）防止金屬腐蝕活動與探究1?，F(xiàn)有兩種活動性有差異的金屬A與B（活動性順序表中一在氫前一在氫后），如何通過實驗，確定它們的活動性的強弱?方法1：將A與B分別插入稀硫酸中，有氣泡產(chǎn)生的一極為活動性較強的金屬。方法2：用導(dǎo)線把A與B上端連接在一起，再將A與B同時插入稀硫酸中,有氣泡冒出的一極為活動性較弱的金屬。方法3