人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第四章 电化学基础第一节 原电池教学设计
展开江南中学化学学科教学设计
课题 | 原电池 | 授课人 | 张黎 | |||||||||||||||||||||||||||||
课时安排 | 1课时 | 课型 | 新授 | 授课时间 | 第17周 | |||||||||||||||||||||||||||
课标依据 | 1.进一步认识原电池,牢固掌握原电池的工作原理及其构成条件; 2.了解简单原电池的缺点和改进方法; 3.掌握盐桥的作用及工作原理 | |||||||||||||||||||||||||||||||
教材分析 | 在人教版教材必修2中以铜锌单液电池模型为载体,简单介绍了原电池的工作原理和形成条件;在选修4《化学反应原理》的第四章第一节中以双液电池模型为载体,深化认识原电池原理和形成条件;随之,第二节《化学电源》则在此基础上介绍实用化学电池及其工作原理。因此,本节课在教材内容上起着承上启下的作用。 | |||||||||||||||||||||||||||||||
学情分析 | 【认知基础】对原电池原理有初步认识;具有一定的实验探究能力。 【局限认识】氧化剂和还原剂只有接触才可能发生氧化还原反应。 【发展方向】通过实验活动对原电池原理形成完整认识,提高解决问题的能力。 从单液电池模型到双液电池模型,学生的知识和能力层次需要进行一次较大的跨越。因此,本节课的关键是寻找学生的“最近发展区”,帮助学生主动思考,突破认识的局限性,完成对原电池原理及形成条件的认知跨越。 | |||||||||||||||||||||||||||||||
三维目标 | 知识与能力 深入理解原电池的工作原理;完整的认识原电池的形成条件;学会书写电极反应式和电池总反应方程式;能根据反应设计简单的原电池。 | |||||||||||||||||||||||||||||||
过程与方法 通过铜锌原电池实验活动体验建构原电池模型的过程;通过Zn-CuSO4电池的设计活动,感悟科学探究的思路和方法;体会控制变量在科学探究中的应用。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
情感态度与价值观 通过介绍电池发展史,激发学习兴趣,感受原电池原理应用于化学电源的关键作用;通过双液电池模型的建构,渗透对立统一的辩证唯物主义思想。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
教学重难点 | 教学重点 原电池工作原理和形成条件 | |||||||||||||||||||||||||||||||
教学难点 氧化还原反应完全分开在两极发生(分池、分液) | ||||||||||||||||||||||||||||||||
教法 与 学法 | 1、应用讨论交流的方法调动学生的积极性,充分发挥学生的想象力; 2、启发学生学会归纳、概括,对信息进行加工,得出结论; 3、注重从学生已有知识及日常生活的经验上构建新知识。 | |||||||||||||||||||||||||||||||
信息技术应用分析 | ||||||||||||||||||||||||||||||||
知识点 | 学习目标 | 媒体内容与形式 | 使用方式 | 媒体来源 | ||||||||||||||||||||||||||||
课程导入 | 知识与技能 | 视频 | 教师播放 | 下载 | ||||||||||||||||||||||||||||
复习提问 | 知识与技能 过程与方法 | 电子白板 (时钟计时器) | 教师演示 | 教师制作 | ||||||||||||||||||||||||||||
电池原理 | 知识与技能 过程与方法 | 电子白板 (特效交互功能) | 教师演示 | 教师制作 | ||||||||||||||||||||||||||||
盐桥原理 | 知识与技能 情感、态度与价值观 | 电子白板(移动、智能笔、特效交互功能) | 教师演示 学生操作 | 教师制作 | ||||||||||||||||||||||||||||
教 学 活 动 设 计 | 师生活动 | 设计意图 | 批注 | |||||||||||||||||||||||||||||
引入: 水果是我们生活中必不可少的食品,那么有同学是否能想到水果其实也可以产生电流呢?(教师视频演示水果电池)哪位同学能不能告诉我,水果为什么能产生电流? 设问:什么是原电池? 板书: 第一节 原电池 复习设问: 1、 原电池是_____________的装置。原电池反应的本质是_______________ 2、构成原电池的条件哪些? 构成原电池的条件: 1.内部条件——能自发进行氧化还原反应。 2.外部条件: (1)有两种活动性不同的金属(或金属与导电的非金属单质或金属氧化物)作电极; (2)电极材料必须与电解质溶液接触; (3)两极相连形成闭合电路;
过渡:那请同学们一起来设计一个原电池。 3、请根据反应:Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu设计一个原电池,思考为什么有电流产生? (教师引导学生分析反应,选择两极材料和电解质溶液材料)
过渡:那它是怎么样工作的? 4、原电池工作原理 PPT展示原电池动态示意图,学生讨论交流,得出结论。 5. 电极反应及总反应式 负极(锌片): Zn -2e - = Zn2+ (氧化反应) 正极(铜片): Cu2+ + 2e- = Cu (还原反应) 电池反应(总化学方程式):Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
过渡:请同学们根据原理预测下它的实验现象?
过渡:那实际现象是不是这样呢?我们一起实验来验证下。(教师演示实验,学生分组实验)
过渡:黑色物质其实是铜单质。 设问1:为什么锌片有铜析出?最终导致什么结果? (教师引导学生,得出结论) 由于锌片与硫酸铜溶液直接接触,难以避免溶液中有Cu2+在锌片表面被直接还原,铜在锌片表面析出,锌表面也构成了原电池,进一步加速铜在锌表面析出,致使向外输出的电流强度减弱。 当锌片表面完全被铜覆盖后,不再构成原电池,也就没有电流产生。 设问2:当断开电路不使用时,该原电池能否长期保存? Zn也会和CuSO4直接反应存在严重缺陷! 过渡:所以我们必须对其进行改进。 6.改进原电池。 设问1:此原电池不能获得稳定电流的根本原因是什么?
设问2:怎么避免这一“隐患”的发生?
建立模型:
转化为
设问1:能不能产生电流? 为什么?
设问2:怎样才能建立两溶液的联系呢?我们能不能在两溶液间建立一座桥呢?(教师带动学生分析)
设问3:这座桥应该选择什么材料呢?金属还是电解质溶液?(教师提醒学生这是内电路,主要是离子的定向移动)
设问4:选用哪种电解质溶液? (教师带动学生分析)
过渡:所以我们把这座桥称之为“盐桥”。你能构建一个盐桥吗?
过渡:在这个装置中,锌与硫酸铜溶液并未接触,能不能反应呢?我们一起实验来验证下。
(介绍实验室常见盐桥) 进行实验4-1 设问1:插入盐桥的现象是什么?你能得出什么结论?
设问2:取出盐桥的现象是什么?你得出什么结论?
过渡:那这个电池是怎么工作的呢? 7.双液原电池的工作原理。 (教师引导) ①用还原性较强的物质作为负极,负极向外电路提供电子;用氧化性较强的物质作为正极,正极从外电路得到电子。 ②在原电池的内部,两电解质溶液用盐桥连接,并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。 过渡:盐桥在其中起了什么作用? 8.盐桥的作用。 (1)使整个装置构成通路,代替两溶液直接接触,改进后的原电池装置提高了能量转换率。 (2)平衡电荷 可使连接的两溶液保持电中性,从而持续稳定的产生电流。 过渡:与单液原电池相比双液原电池具有哪些优点? 1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应,实现了开路即停,增加了原电池的使用寿命 2.离子在盐桥中作定向移动,减少了离子的混乱,使离子移动更加有序,电流持续稳定,提高了原电池的使用效率 练习: 利用反应Mg+FeCl2=MgCl2+Fe,设计一个双液原电池(使用盐桥),画出原电池的示意图并写出电极方程式。
总结本节课主要内容。 | 思考与交流
交流与表达
化学能转化为电能的装置,即原电池。
回顾与思考
思考、讨论、交流
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讨论与交流 归纳与小结: 1、原电池电路:电子流向,由负极流向正级,电流流向,由正极流向负级; 2、电极:负极——电子流出的一极,正极——电子流入的一极; 3、电极反应:负极——氧化反应,正极——还原反应,构成氧化还原反应。 4、内电路中溶液离子的定向移动和外电路中电子的定向移动,构成闭合回路,使两个电极反应不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流。
。
思考、讨论、交流
学生分析得出结论: 锌片与硫酸铜溶液直接接触 让锌片与硫酸铜不直接接触
学生思考 回答: 未形成闭合电路
电解质溶液
酸碱具有腐蚀性,可能与原电池材料发生反应。 盐类比较合理,选择不与原电池材料发生反应的盐类
学生思考,利用现有材料构架沾有Nacl溶液的滤纸条做为盐桥。
培养学生动手能力和实验操作能力。
电流表指针偏转; 铜片表面有红色物质析出; 锌片逐渐溶解,无黑红色物质析出。 学生比较分析:电流稳定。
取出盐桥,电流表指针归零,反应不再进行。 学生比较分析:实现了开路即停。
学生自己总结,回顾本堂课内容。
知识再现,加深印象。 |
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当堂检测 有效练习 | 1、美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源,其结构如右图所示。两个电极均由多孔碳制成,通入的气体在空隙中逸出,并在电极表面放电。 (1)a是__极,b是__极,电极反应式分别为_____________和_____________。 (2)若将KOH溶液改为H2SO4电极反应式分别为_____________和_____________。 2、A、B、C、D四种金属,将A和B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B不易腐蚀。将A、D分别放入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。将Cu浸入B的盐溶液中无明显变化,如果把Cu浸入C的盐溶液中,有金属C析出。其活动顺序为:( ) A、D C A B B、D A B C C、D B A C D、B A D C 3、如下图所示的装置,在盛有水的烧杯中,铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝,使之平衡。小心地从烧杯中心滴入CuSO4溶液,片刻后可观察到的现象是( ) A、铁圈和银圈左右摇摆不定 B、保持平衡状态不变 C、铁圈向下倾斜 D、银圈向下倾斜 | |||||||||||||||||||||||||||||||
作业布置 | 配套检测卷 | |||||||||||||||||||||||||||||||
板书设计 | 第一节 原电池 复习设问: 1、 原电池是_____________的装置。原电池反应的本质是_______________ 2、构成原电池的条件哪些? 构成原电池的条件: 1.内部条件——能自发进行氧化还原反应。 3、外部条件: (1)有两种活动性不同的金属(或金属与导电的非金属单质或金属氧化物)作电极; (2)电极材料必须与电解质溶液接触; (3)两极相连形成闭合电路;
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教学反思 | 本节课的教学充分体现了新课程理念,实验探究与思维探究并重,注重培养学生的自主探究能力,注重学生的个性体验,充分调动了学生的积极性和主观能动性。教师通过学生能实际生活中所能接触的事物入手,让学生学会在生活中思考,在思考中理解化学知识,充分发挥学生主体地位,强化思维加工和知识获取的过程,让学生在自主探究和问题的驱动下感悟知识、形成方法,使知识结构化,让学生在获得知识的同时,学会获得知识的方法。同时,课堂上充分利用现代化多媒体技术的优势,将抽象难懂的知识点通过动画等手段向学生展现,有利于学生的理解。此外课堂有较好的师生互动,在增进师生默契的同时,也在提高学生的综合素质和科学素养。课堂内容概念入手,探究工作原理,由易到难,逐步深入,让学生在一步步探究学习中学好本节课的相关知识。 | |||||||||||||||||||||||||||||||
备注 |
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化学人教版 (新课标)第四章 电化学基础第四节 金属的电化学腐蚀与防护教案: 这是一份化学人教版 (新课标)第四章 电化学基础第四节 金属的电化学腐蚀与防护教案,共12页。
高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 电解池教案及反思: 这是一份高中化学人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三节 电解池教案及反思,共15页。
化学选修4 化学反应原理第四节 难溶电解质的溶解平衡第2课时教案及反思: 这是一份化学选修4 化学反应原理第四节 难溶电解质的溶解平衡第2课时教案及反思,共7页。