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文檔簡介

西南大學第七屆師范生講課比賽化學化工學院2014級化學師范二班黃小雪“原電池”教學設(shè)計一、教材分析本節(jié)課授課內(nèi)容選自高中化學必修二第二章第二節(jié)“化學能與電能”第二課時“原電池”。在高中化學中關(guān)于原電池的內(nèi)容有兩部分,分別是必修二第二章第二節(jié)(化學能與電能)以及選修四第四章第一節(jié)(原電池)。本節(jié)課作為必修內(nèi)容中的一部分,在高中的教材中具有承上啟下的作用,它是對高一上冊氧化還原,電子得失等知識綜合運用的承接,也是對必修四中原電池,電解池知識學習的一個啟發(fā),同時為原電池的組成條件的后續(xù)學習做好鋪墊。二、學情分析本節(jié)課針對高一下冊的學生,學生在必修一中已學習了氧化還原反應、電解質(zhì)的基礎(chǔ)等知識,對氧化還原反應的特征一一“反應中有電子的得失”有較好的認識;在初中物理中也學習了電學最基礎(chǔ)的知識,在知識層次上達到了可以學習電化學的基礎(chǔ),在知識的理解掌握上也較容易掌握。三、教學目標1、知識與技能:⑴掌握原電池的本質(zhì),知道不同能量間可進行轉(zhuǎn)化;⑵初步掌握原電池工作原理;⑶會判斷原電池的正負極及原電池中電子的流向;(4)初步掌握通過對比的方法來處理實驗結(jié)果,由具體的實驗現(xiàn)象形成抽象的結(jié)論。2、過程與方法⑴通過回顧“火力發(fā)電”的過程,了解能量的一系列轉(zhuǎn)化;⑵通過探究實驗,模擬電池內(nèi)部的工作情況,分析并歸納出原電池的工作原理;⑶通過對比實驗,認識到原電池在化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苓^程中所起到的作用,加深對原電池的認識;3、情感態(tài)度與價值觀(1)體會合作探究對于化學學習和進行化學科學研究的重要性;(2)充分理解“化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學”,形成化學源于生活服務于生活的概念。四、教學重難點重點:原電池的本質(zhì)及工作原理難點:原電池的工作原理五、教學方法合作探究學習法講授法實驗演示法六、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計意圖

創(chuàng)設(shè)情境課程導入好了,同學們,我們準備上課了,上課前老師想問大家一個問題,同學們都有手機吧,說不定有的同學正盯著呢。問:那我們在刷刷微博,看看視頻后手機沒電了可怎么辦?問:那同學們知道電的主要來源是什么嗎?換句話說,我國最主要的發(fā)電方式是什么呢?問:那同學們能否結(jié)合這張圖片,告訴老師,火力發(fā)電涉及到哪些能量變化呢?可以和周圍的同學討論一下化學能(內(nèi)能)--熱能一機械能一電能(板書)評價:回答的很準確,請坐同學們看,我們的火力發(fā)電,從化學能(內(nèi)能)--熱能一機械能一電能,多步的反應,中間肯定有大量的能量消耗,這就不符合我們綠色化學節(jié)能減排的理念了,那我們可否將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能呢?如果可以,又是以什么方式?在什么樣的條件下進行轉(zhuǎn)化呢?這便是我們今天所要探究學習的內(nèi)容一原電池(板書)聽從教師情景,思考并回答相應問題。答:有答:充電答:火力發(fā)電答:化學能(內(nèi)能)一熱能一機械能一電能聯(lián)系化學與生活,吸引學生注意力,貫徹綠色化學的理念說到原電池,大家并不了解,那如果是電池呢,是不是就覺得親切可愛多了呀!事實上呀,兩者雖然名字不同,可他們的本質(zhì)和工作原理是一樣一樣兒的,下面我們就通過模擬電池的工作環(huán)境來進行原電池的探究學習。今天實驗所選用的藥品有鋅片、銅片、和稀硫酸。問:有鋅,有銅還有酸,同學們會想到什聽從教師講解,思考實驗的現(xiàn)象及成因,回答問題。答:金屬活動順序表

實驗探究現(xiàn)象展示么呀?好那我們一起來回顧一下問:那我們這三種物質(zhì)能否發(fā)生什么反應呢?那具體的情況是如何呢,口說無憑,實驗為證。老師這里準備有已經(jīng)打磨光亮的鋅片和銅片了(也就是除去氧化層的金屬片),現(xiàn)在老師將它們同時放入稀硫酸中請同學們仔細觀察現(xiàn)象。這說明我們剛剛的說法是接下來老師要變一個“魔術(shù)”,讓銅片上也能產(chǎn)生氣泡,同學們相不相信老師可以做到。口說無憑,實驗為證。老師只需將鋅片與銅片接觸,同學們來觀察一下問:那同學們想知道這個“魔術(shù)”成功的原因是什么嗎?那就好好聽聽老師的魔術(shù)揭秘吧。答:鉀鈣鈉鎂鋁,鋅鐵錫鉛氫,銅汞銀伯金答:能,鋅與稀硫酸反應。銅不與稀硫酸反應。答:鋅片上有氣泡產(chǎn)生,銅片上沒有氣泡產(chǎn)生答:正確的答:相信/不相信答:銅片上也有氣泡產(chǎn)生了答:想為理論知識提供實驗證明,激發(fā)學生學習化學的興趣,感受化學實驗的魅力知識講解要點突出我們一步一步來。問:首先將鋅片插入稀硫酸(繪制示意圖)產(chǎn)生氣泡反應的離子方程式是怎樣的,同學們會不會寫?那好你們說我來寫Zn+2H+=Zn2++H2(板書)問:那這是一個什么反應呢?問:氧化還原的六字口訣是?問:這得失的是什么東西?結(jié)合我們的離子方程式,我們可知,Zn-2e-=Zn2+(板書)2H++2e-=H2(板書))聽從教師講解,思考實驗的現(xiàn)象及成因,并回答相應問題。答:會答:Zn+2H+=Zn2++H2答:置換反應,氧化還原反應答:升失氧,降得還答:電子培養(yǎng)學生團

知識講解要點突出鋅片上氣泡的產(chǎn)生是因為溶液中的氫離子得電子變成了氫氣問:銅片上也產(chǎn)生了氣泡,說明什么問題呢?回答正確,那這電子從何而來。同學們可以結(jié)合剛剛的兩個實驗思考一下。回答的很棒,同學們舉一反三的能力很強呀!也就是說發(fā)生了電子的轉(zhuǎn)移。問:那同學們,思考一下,在物理中,有了電子的定向移動會產(chǎn)生什么呢?問:電子是從什么極流向什么極呢?所以鋅片應該是原電池的(板書:負極)問:銅片是原電池的(板書:正極)問:物理中檢驗電流的儀器是可老師現(xiàn)在沒有電流計只有發(fā)光二極管。問:我們可以怎么操作,產(chǎn)生什么現(xiàn)象也可以說明有電流產(chǎn)生呢?可以和周圍的同學討論一下。老師的想法和同學們的是不謀而合,老師這里已經(jīng)將我們的導線與發(fā)光二極管連接好了,接下來便是見證奇跡的時刻了,請同學們仔細觀察。連接導線與金屬片問:同學們觀察到了什么現(xiàn)象???問:又能得出什么結(jié)論呢?有電流產(chǎn)生是不是就說明我們的(化學能)就轉(zhuǎn)化為(電能)了。剛剛大家好像都忽略了一個問題,鋅片與銅片接觸或者導線連接時,鋅片上還有大量氣泡產(chǎn)生,這是什么原因呢,難道我們的電子只有部分轉(zhuǎn)移了?實際上呀,這是因為我們實驗所用的鋅片答:溶液中的氫離子在銅片處也得電子產(chǎn)生了氫氣答:從鋅片上轉(zhuǎn)移來的答:電流答:負極流向正極答:負極答:正極答:電流計答:將鋅片,銅片與小燈泡串聯(lián),如果發(fā)光二極管發(fā)光了就說明確實是有電流產(chǎn)生了。答:現(xiàn)象:發(fā)光二極管發(fā)光了答:結(jié)論:有電流產(chǎn)生答:化學能轉(zhuǎn)化為電能思考教師問題,聽從教師講解。結(jié)一致,利用現(xiàn)有條件進行合作探究的意識與能力

不純,含有較多的碳、銅等雜質(zhì),使其內(nèi)部形成多個小原電池,反應,放出氣泡。如果是純凈的鋅片與銅相連,其上是不產(chǎn)生氣泡的。好了,那我們現(xiàn)在能否給我們的原電池下一個定義了。定義:化學能轉(zhuǎn)化為電能(板書)而剛剛的實驗探究就是我們原電池的工作原理了。答:原電池就是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置知識梳理課堂小結(jié)以上便是我們今天所要學習的全部內(nèi)容了,我們一起來回顧一下。(原電池的定義和工作原理)問:現(xiàn)在同學們明白老師“魔術(shù)”的奧秘了嗎?問:那同學們能不能幫助老師來解決課前所提出的問題。好我們一起來看問:化學能能否直接轉(zhuǎn)化為電能;問:以什么方式?至于化學反應所需要的條件,就作為我們今天的課后思考任務,我們下節(jié)課再來實踐探究。聽從教師講解,回顧知識,做好相應的筆記答:明白了。答:能答:能答:通過原電池的氧化還原反應梳理知識點,讓學生的腦海中有一個完整的知識脈絡,鞏固教學成果。結(jié)束語其實同學們都可以看到」,我們的實驗材料金屬片,酸溶液都是來源于生活,產(chǎn)生的電能又是服務于生活。希望同學們可以睜大我們blingbling的眼睛去發(fā)現(xiàn)我們的生活中東西的價值,實現(xiàn)綠色化學,讓化學真正服務于我們的生活。幫助學生養(yǎng)成良好的科學素養(yǎng),形成正確的化學理念。七、板書設(shè)計(見圖片)八、教學反思(預設(shè))通過教學,本人覺得本次課的成功之處在于:1、針對教材的處理比較好,使得教學內(nèi)容和結(jié)構(gòu)都得到了合理的安排;

2、通過問答的形式進行討論交流和實驗探究,強化學生的實驗能力和合作交流的能力,培養(yǎng)科學探究精神,給學生自我展示的機會,課上學生也積極配合,課堂氛圍良好;3、語言和思路的處理也是清晰流暢,讓學生在掌握基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上還能有一些思維的擴展。失敗之處在于:1、學生的思維過于發(fā)散,致使學生回答耗時過長;教師:學生:龍文學校個性化輔導授課案2、發(fā)光二極管未發(fā)光或?qū)嶒灛F(xiàn)象不明顯,只是學生不能通過正確的實驗現(xiàn)象去得出相應的結(jié)論教師:學生:龍文學校個性化輔導授課案ggggggggg月gga星期ganggang綱一、授課目的與考點分析:.理解電極反應的原理、能夠書寫原電池的電極反應方程式及總反應的化學方程式.能夠書寫電解池的電極反應方程式及總反應的化學方程式.掌握點解規(guī)律、電解的應用(電鍍、金屬的冶煉)會使用氧化還原反應中的電子守恒規(guī)律解決電化學問題二、授課內(nèi)容:(一)、上次失分點再回顧(二)、知識點梳理原電池與金屬防護一、原電池原理.概念:.原電池的電極和電極反應正極:符號“+”,得到電子,發(fā)生還原反應。負極:符號“-",失去電子,發(fā)生氧化反應。.原電池形成的一般條件(1)兩個活潑性不同的電極(在一定條件下較活潑的電極作為負極)。(2)電解質(zhì)溶液:電極必須與電解質(zhì)溶液接觸。(3)形成閉合回路(外電路由導線構(gòu)成通道;內(nèi)電路由電解質(zhì)構(gòu)成通道。(4)自發(fā)的氧化還原反應。注意:正負極的判斷方法(1)由組成原電池的兩極電極材料判斷。(2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷(3)根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動方向判斷(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷⑸根據(jù)現(xiàn)象判斷二、化學電源.酸性鋅鎰干電池(1)構(gòu)造:正極:石墨碳棒;負極:鋅皮;電解質(zhì)溶液:糊狀氯化銨。(2)電極反應:負極:Zn===Zn2++2e-正極:而°2+陽4++e-===Mn°(°H)+NH3電池反應:Zn+2NH4C1+2MnO2===ZnCl2+2MnO(OH)+2NH3.堿性鋅鎰干電池堿性鋅鎰干電池與酸性鋅鎰干電池的區(qū)別在于:以氫氧化鉀代替氯化銨做電解質(zhì)。其電極反應如下:負極:Zn+2OH-===Zn(OH)2+2e-正極:2MnO2+H2O+2e-===Mn2O3+2OH-電池反應:Zn+2MnO2+H2O===Zn(OH)2+Mn2O3.鉛蓄電池(1)構(gòu)造:負極:鉛;正極:二氧化鉛;電解質(zhì)溶液:硫酸溶液。(2)電極反應:負極:Pb+SO42-===PbSO4+2e-正極:PbO2+2e-+4H++SO42一===PbSO4+2H2O電池反應:PbO2+Pb+2H2sO4===2PbSO4+2H2O(3)優(yōu)點:鉛蓄電池是二次電池,可多次充電,反復利用。ffif.ILLPbO2+Pb+2H2sO4中立2PbSO4+2H2O.氫氧燃料電池24 4 2(1)構(gòu)造:負極:氫氣;正極:氧氣;電解質(zhì)溶液:氫氧化鉀溶液。(2)電極反應:負極:2H2+4OH-===4H2O+4e-正極:O2+4e-+2H2O===4OH-電池反應:2H2+O2===2H2O(3)優(yōu)點:能量利用率高。注意:氫氧燃料電池的電極反應方程式書寫時應注意電極產(chǎn)物的差異:溶液性雇氧化后存在形式還原后存在形式睢性M1中性M1,性HzC<三、金屬的腐蝕和防護.金屬的電化學腐蝕

⑴金屬的腐蝕是指金屬與周圍接觸到的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應而引起損耗的現(xiàn)象。金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬失去電子變成陽離子,發(fā)生氧化反應;一般可分為化學腐蝕和電化學腐蝕。⑵電化學腐蝕:不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時,會發(fā)生原電池反應,較活潑的金屬失去電子而被氧化,這種腐蝕叫做電化學腐蝕。①鋼鐵的析氫腐蝕:當鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液酸性較強時,將發(fā)生析氫腐蝕。Fe是負極,C是正極;發(fā)生的電極反應負極:Fe-2e-===Fe2+;正極:2H++2e-===H2T ;生成的Fe(OH)2在空氣中發(fā)生變化的化學方程式是:4Fe(OH)2+2H2O+O2===4Fe(OH)3。②鋼鐵的吸氧腐蝕:當鋼鐵表面的電解質(zhì)溶液呈中性或呈弱堿性并溶有O2時,將會發(fā)生吸氧腐蝕負極反應為Fe-2e-===Fe2+ ;正極反應為2H2O+O2+4e-===4OH-;總反應的方程式為2Fe+2H2O+O2===2Fe(OH)2.金屬的電化學防護(1)犧牲陽極的陰極保護法⑵外加電流的陰極保護法電解及其應用⑵外加電流的陰極保護法電解及其應用一、電解的原理.概念:使電流通過電解質(zhì)溶液(或熔化的電解質(zhì))而在陰、陽兩極引起氧化還原反應的過程。幾個層面理解:是電解質(zhì)(熔融或溶液)的導電過程;是一個發(fā)生氧化還原反應的過程;是一個陰陽離子定向移動的過程;是一個電能轉(zhuǎn)化為化學能的過程。.電解池構(gòu)成的條件.電解原理導線上(外電路)電子從電源的負極流出經(jīng)導線流向電解池的陰極,電解池的陽極上產(chǎn)生電子經(jīng)導線流入電源的正極。溶液中(內(nèi)電路)陰離子移向陽極,失去電子,陽離子移向陰極,得到電子。.電解反應中反應物的判斷一一放電順序(1)陰極陰極材料(金屬或石墨)總是受到保護。陽離子得電子順序:K+<Ca2+<Na+<Mg2+<Al3+<Zn2+<Fe2+<Sn2+<Pb2+<(H+)<Cu2+<Hg2+<Ag+(陽離子放電順序與濃度有關(guān),并不絕對)。(2)陽極陽極材料是惰性電極(C、Pt、Au、Ti等)時:陰離子失電子順序:S2->I->Br->Cl->OH->NO3-等含氧酸根離子〉F-。陽極是活潑電極時:電極本身被氧化,溶液中的離子不放電。.電解反應方程式的書寫步驟:①分析電解質(zhì)溶液中存在的離子;②分析離子的放電順序;③確定電極、寫出電極反應式;④寫出電解方程式。例:(1)電解NaCl溶液、(2)電解CuSO/溶液、(3)電解CuCl2溶液、(4)電解稀H2sO4、NaOH溶液、Na2sO4溶液二、電解原理的運用.氯堿工業(yè):(1)裝置:陽離子交換膜法;(2)電解前食鹽水的精制粗鹽中含有Ca2+、Mg2+、SO?-、Fe2+、Fe3+,除去雜質(zhì)離子的操作及加入試劑的順序是:

BaCl2—NaOH—Na2CO3一過濾一HCl或NaOH—BaCl2—Na2CO3一過濾一HClo⑶電極反應陰極:2H++2e-===H2T (或2H2O+2e-===H2?+2OH-)陽極:2Cl-===ClJ+2e-(或2Cl--2e-===ClJ)(4)電解方程式:通電2NaCl+2H2O 2NaOH+qf+Cl2f.電解法精煉銅(1)粗銅的成分:銅(鋅、鐵、銀、銀、金、箱等)。(2)電極的連接:粗銅作陽極,和外加電源的正極相連;純銅作陰極,和外加電源的負極相連。(3)電解液:硫酸銅或硝酸銅溶液。(4)電極反應陽極:Cu===Cu2++2e-

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