化學(xué)電源教案

1、化學(xué)電源一、促進(jìn)觀念建構(gòu)的教學(xué)分析1.教材及課標(biāo)相關(guān)內(nèi)容分析前一節(jié)已經(jīng)學(xué)習(xí)了電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。本課時(shí)主要是讓學(xué)生了解幾種常見的化學(xué)電源在社會(huì)生產(chǎn)中的應(yīng)用；通過堿性鋅錳電池、蓄電池和燃料電池進(jìn)一步理解原電池的概念和原理；了解化學(xué)電源的發(fā)展以及電池對(duì)環(huán)境造成的污染，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)。2.學(xué)生分析：前的第一課時(shí)學(xué)習(xí)了：原電池的概念、原理、組成原電池的條件。由于學(xué)生之前沒有電化學(xué)的基礎(chǔ)，理解原電池原理有一定的難度。3.我的思考：通過視頻、學(xué)生討論、交流等方式導(dǎo)出生活中同學(xué)們熟悉的各種電池的發(fā)展過程，增強(qiáng)學(xué)生的創(chuàng)新精神；然后依次的分析，各種化學(xué)電源的原理，電池的缺陷，既增強(qiáng)了學(xué)

2、生的分析，綜合，應(yīng)變能力，同時(shí)又促進(jìn)了對(duì)原電池原理的進(jìn)一步理解。二、體現(xiàn)觀念建構(gòu)的教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能：了解一次電池，二次電池，燃料電池的反應(yīng)原理，性能及其應(yīng)用；會(huì)判斷電池的優(yōu)劣。2.過程與方法：本設(shè)計(jì)以開放式教學(xué)為指導(dǎo)思想，輔助以視頻、討論、歸納等手段，讓學(xué)生在不斷解決問題的過程中，建構(gòu)理論知識(shí)，增強(qiáng)實(shí)際分析、解決問題的能力和創(chuàng)新精神。3.情感態(tài)度價(jià)值觀：認(rèn)識(shí)化學(xué)電源在人類生產(chǎn)、生活中的重要地位；了解環(huán)境保護(hù)在生產(chǎn)生活中的重要作用。培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，信息搜集處理能力及團(tuán)隊(duì)合作精神。三、教學(xué)重、難點(diǎn)及處理策略一次電池，二次電池，燃料電池的反應(yīng)原理，性能及其應(yīng)用 是教學(xué)重點(diǎn)，化

3、學(xué)電池的反應(yīng)原理是教學(xué)難點(diǎn)。本節(jié)課主要通過學(xué)生參與收集有關(guān)一次電池、二次電池、燃料電池的材料，視頻展示、課堂討論交流以及聯(lián)系前面所學(xué)知識(shí)，將各類電池的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、反應(yīng)原理、性能、以及適用范圍進(jìn)行歸納總結(jié)，讓學(xué)生主動(dòng)對(duì)化學(xué)電池的反應(yīng)原理進(jìn)行建構(gòu)。四、促進(jìn)觀念建構(gòu)的教學(xué)整體思路與教學(xué)結(jié)構(gòu)圖教師活動(dòng)                 學(xué)生活動(dòng)【創(chuàng)設(shè)情境】學(xué)生交流設(shè)想沒有電池，我們的生活會(huì)是什么樣？【視頻展示】電池的歷史和伏打電池【提問】

4、如果你是伏打，你想如何對(duì)你的電池進(jìn)行改進(jìn)？【視頻展示】堿性鋅錳電池的構(gòu)造；堿性鋅錳電池的反應(yīng)原理【學(xué)生交流】電池在生活中的重要作用【學(xué)生思考】電池的反應(yīng)原理【學(xué)生討論歸納】講液體電解質(zhì)轉(zhuǎn)變成便于攜帶的固體形式【學(xué)生分析交流】堿性鋅錳電池的反應(yīng)原理【學(xué)生討論歸納】鉛蓄電池電池的優(yōu)點(diǎn)以及缺陷歸納小結(jié)【引導(dǎo)學(xué)生討論】堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)以及缺陷等方面的知識(shí)?！疽曨l展示】鉛蓄電池的構(gòu)造；鉛蓄電池電池的反應(yīng)原理【提出問題】上述各種電池的共同缺陷是什么？如何改進(jìn)？【引導(dǎo)學(xué)生討論】蓄電池的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)等方面的知識(shí)【視頻導(dǎo)出】氫氧料電池，分析其反應(yīng)原理【提出問題】：燃料電池有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？【學(xué)生分析】鉛蓄電池電池的

5、反應(yīng)原理【學(xué)生討論歸納】堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)以及缺陷【學(xué)生交流】上述各種電池的共同缺陷【學(xué)生交流】：燃料電池有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？【學(xué)生分析】燃料電池電池的反應(yīng)原理 五、促進(jìn)觀念建構(gòu)的教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教學(xué)活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖復(fù)習(xí)原電池相關(guān)知識(shí) 引入1、討論交流如果沒有電池我們的生活會(huì)變成什么樣？2、引導(dǎo)以Cu-Zn 原電池為例讓學(xué)生回顧有關(guān)原電池的知識(shí)?！緦W(xué)生思考、討論】1構(gòu)成原電池的條件2原電池的原理（以Cu-Zn 原電池為例）負(fù)極（Zn）：Zn 2e = Zn 2+正極（Cu）：2H+ +2e = H2總反應(yīng)：Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2從復(fù)習(xí)所學(xué)知識(shí)，引出原電池在生活中的應(yīng)

6、用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。引入伏打電池 【視頻展示】電池的歷史和伏打電池【學(xué)生討論總結(jié)】伏打電池有什么缺陷？電解質(zhì)為硫酸溶液，不便于攜帶，伏打電池工作持續(xù)性差不能夠推廣使用學(xué)會(huì)分析化學(xué)理論和實(shí)際應(yīng)用的差別，培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力分析伏打電池的缺陷【提問】如果你是伏打，你想如何對(duì)你的電池進(jìn)行改進(jìn)？ 【討論交流】【匯報(bào)結(jié)果】 將電解質(zhì)制成固體； 何開發(fā)高能電池 培養(yǎng)學(xué)生分析、歸納能力；培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力引入堿性鋅錳電池，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論其反應(yīng)原理導(dǎo)入堿性鋅錳電池【視頻展示】堿性鋅錳電池的構(gòu)造【提問】堿性鋅錳電池的反應(yīng)原理【學(xué)生討論交流】電極反應(yīng)：負(fù)極：Zn(s)+

7、 2OH-(aq) -2e-  = Zn(OH)2(S)正極：2MnO2(s) + 2H2O(l) + 2e-=2MnOOH(s) + 2OH-(aq)總反應(yīng)：Zn(s)+ 2MnO2(s)+ 2H2O(l)=2MnOOH(s)+ Zn(OH)2(S)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題分析討論堿性鋅錳電池優(yōu)缺點(diǎn)【要求學(xué)生交流】堿性鋅錳電池的主要的性能、使用范圍，應(yīng)用前景以及缺陷等方面的知識(shí)?！緟R報(bào)總結(jié)】?jī)?yōu)點(diǎn)：比普通電池性能好，它的比能量和可儲(chǔ)存時(shí)間均由提高，適用于大電流和連續(xù)放電，是民用電池的升級(jí)換代產(chǎn)品。缺點(diǎn)：放電完了，不能再用理解事物都具有兩面性，培養(yǎng)學(xué)生合作探究的能力引入蓄電池，引導(dǎo)

8、學(xué)生分析、討論其反應(yīng)原理導(dǎo)入二次電池【視頻展示】鉛蓄電池的構(gòu)造【提問】鉛蓄電池電池的反應(yīng)原理【匯報(bào)交流】電極反應(yīng)：(放電時(shí)) 可以自發(fā)進(jìn)行負(fù)極：Pb(s)+ SO42-(aq) - 2e- = PbSO4(s) 正極：PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42-(aq)+ 2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l)總反應(yīng)：Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)= 2PbSO4(s) + 2H2O(l) 電極反應(yīng)：(充電時(shí)) 不能自發(fā)進(jìn)行陰極：PbSO4(s)+ 2e-  =  Pb(s)+ SO42-(aq)陽極：PbSO4(s) + 2

9、H2O(l) - 2e- = PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42-(aq)總反應(yīng)：2PbSO4(s) + 2H2O(l)= Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識(shí)研究實(shí)際問題能力學(xué)生進(jìn)一步分析討論蓄電池的優(yōu)缺點(diǎn)【要求學(xué)生討論】蓄電池在應(yīng)用中存在的優(yōu)缺點(diǎn)?！緟R報(bào)總結(jié)】?jī)?yōu)點(diǎn)：電壓穩(wěn)定，使用方便，安全可靠，價(jià)格低廉，可多次重復(fù)使用。缺點(diǎn)：比能量低，笨重，廢棄電池污染環(huán)境培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力和歸納能力學(xué)生討論交流形電池對(duì)環(huán)境造成的污染展示資料幻燈片：對(duì)自然環(huán)境威脅最大的五種物質(zhì)：鉻、鎘、銅、鉛、汞及對(duì)人類造成的危害；干電池的負(fù)極材料：鋅汞齊，1節(jié)1號(hào)

10、干電池會(huì)使1 m2 的土地永久實(shí)效，而僅我國(guó)一年就生產(chǎn)各種電池上億節(jié)。觀看幻燈片，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)認(rèn)識(shí)上述電池對(duì)環(huán)境的污染學(xué)生相互交流上述各種電池的共同缺陷【提出問題】：上述各種電池的共同缺陷是什么？如何改進(jìn)？分析：干電池中的汞、蓄電池中的鉛、鎘，三種金屬都是對(duì)自然環(huán)境威脅最大的物質(zhì)，都會(huì)造成環(huán)境污染培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)引入燃料電池，引導(dǎo)學(xué)生分析、討論其反應(yīng)原理【視頻導(dǎo)出】燃料電池，展示氫氧料電池，分析其反應(yīng)原理酸性介質(zhì)電極反應(yīng)：負(fù)極：2H2 - 4e- = 4H+正極：O2 + 4H+ +  4e- = 2H2O總反應(yīng)： 2H2 + O2 = 2H2O堿性介質(zhì)的電極反應(yīng)：負(fù)極：

11、2H2 +4OH- 4e- = 4H2O 正極：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-總反應(yīng)： 2H2 + O2 = 2H2O學(xué)生會(huì)書寫不同條件下氫氣燃料電池的電極反應(yīng)學(xué)生進(jìn)一步分析討論燃料電池的優(yōu)缺點(diǎn)【提出問題】：燃料電池有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？【匯報(bào)總結(jié)】?jī)?yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)換率高；可組合成燃料電池發(fā)電站，廢棄物少，噪音低。缺點(diǎn)：輸出電壓低，需串聯(lián)使用，體積較大；需連續(xù)供給反應(yīng)物，排除生成物，附屬設(shè)備多培養(yǎng)學(xué)生的語言表達(dá)能力和歸納能力引導(dǎo)學(xué)生探討電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)以及對(duì)未來的電池的設(shè)想?！緦W(xué)生討論】電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)什么？你設(shè)想未來的電池應(yīng)該具有那些特點(diǎn)？【引領(lǐng)學(xué)生完成課堂總結(jié)】通過“總結(jié)”提升學(xué)生認(rèn)知

12、能力和學(xué)習(xí)能力六、板書設(shè)計(jì)第二節(jié) 化學(xué)電源一、復(fù)習(xí)原電池1構(gòu)成原電池的條件2原電池的原理（以Cu-Zn 原電池為例）負(fù)極（Zn）：Zn 2e = Zn 2+正極（Cu）：2H+ +2e = H2總反應(yīng)：Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2二、堿性鋅錳電池電極反應(yīng)：負(fù)極：Zn(s)+ 2OH-(aq) -2e-  = Zn(OH)2(S)正極：2MnO2(s) + 2H2O(l) + 2e-=2MnOOH(s) + 2OH-(aq)總反應(yīng)：Zn(s)+ 2MnO2(s)+ 2H2O(l)=2MnOOH(s)+ Zn(OH)2(S)三、鉛蓄電池電極反應(yīng)：(放電時(shí)) 可以自發(fā)進(jìn)行負(fù)極

13、：Pb(s)+ SO42-(aq) - 2e- = PbSO4(s) 正極：PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42-(aq)+ 2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l)總反應(yīng)：Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)= 2PbSO4(s) + 2H2O(l) 電極反應(yīng)：(充電時(shí)) 不能自發(fā)進(jìn)行陰極：PbSO4(s)+ 2e-  =  Pb(s)+ SO42-(aq)陽極：PbSO4(s) + 2H2O(l) - 2e- = PbO2(s) + 4H+ (aq)+ SO42-(aq)總反應(yīng)：2PbSO4(s) + 2H2O(l)= Pb

14、(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)四、氫氧燃料電池1、酸性介質(zhì)的電極反應(yīng)：負(fù)極：2H2 - 4e- = 4H+正極：O2 + 4H+ +  4e- = 2H2O總反應(yīng)： 2H2 + O2 = 2H2O2、堿性介質(zhì)的電極反應(yīng)：負(fù)極：2H2 +4OH- 4e- = 4H2O 正極：O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-總反應(yīng)： 2H2 + O2 = 2H2O七、學(xué)案教學(xué)目標(biāo)： 1.了解電池的一般分類,2.掌握幾種典型電池的用途和特點(diǎn). 3.掌握幾種典型化學(xué)電池的電極反應(yīng)化學(xué)電池的反應(yīng)原理 學(xué)生學(xué)習(xí)內(nèi)容：一、課前準(zhǔn)備1、想一想如果沒有電池我們的生活會(huì)變成什么樣？2、你知道的化學(xué)電池有那些？如何對(duì)它們進(jìn)行分類？3、你如何判斷電池的優(yōu)劣？二、幾種典型電池1堿性鋅錳干電池：正極材料： 負(fù)極材料： 電解質(zhì)：負(fù)極：_正極：_電池反應(yīng):_優(yōu)點(diǎn):_不足:_2. 鉛蓄電池放電時(shí)：正極材料： 負(fù)極材料： 電解質(zhì)：電極反應(yīng)為：負(fù)極：_正極：_充電，其電極反應(yīng)為： 陽極：_陰極：_蓄電池放電和充電的總反應(yīng)式： 蓄電池的優(yōu)點(diǎn):_ 不足:_3.燃料電池：1、酸性介質(zhì)正極材料： 負(fù)極材料： 電解質(zhì)：電極反應(yīng)式為：負(fù)極 _ 正極 _電池總反應(yīng)式為：_2、堿性介質(zhì)正極材料： 負(fù)極材料： 電解質(zhì)：電極反應(yīng)式為：負(fù)極 _ 正極 _電池總反應(yīng)式為：_燃料