高中化學(xué)-第3節(jié) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能-電池教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

《化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能：通過對(duì)銅鋅原電池的分析，了解原電池的工作原理，根據(jù)電流的方向判斷原電池正極和負(fù)極的方法，以及電極反應(yīng)的概念；掌握構(gòu)成原電池的條件，會(huì)進(jìn)行簡(jiǎn)單的原電池設(shè)計(jì)。2.過程與方法：通過銅鋅原電池電流形成過程的探究，認(rèn)識(shí)原電池的工作原理；通過比較分析簡(jiǎn)單原電池和帶鹽橋的原電池的異同，拓展對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)，更加深刻理解原電池。培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力、語(yǔ)言表達(dá)能力；培養(yǎng)學(xué)生正向思維、逆向思維、發(fā)散思維能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)得出結(jié)論的科學(xué)態(tài)度，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神；使學(xué)生進(jìn)一步從能量的角度理解化學(xué)科學(xué)對(duì)人類生活的重要貢獻(xiàn)。教學(xué)方法實(shí)驗(yàn)探究法：通過實(shí)驗(yàn)、分析、討論、總結(jié)、應(yīng)用等過程，誘導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察、思考、推理和探究。教學(xué)用品原電池反應(yīng)槽、電流計(jì)、銅片、鋅片、導(dǎo)線、硫酸銅、番茄若干。教學(xué)過程【知識(shí)回顧】【多媒體】展示視頻“手機(jī)沒電以后”（橙子電池給手機(jī)充電視頻）?！緦W(xué)生活動(dòng)】自己組裝番茄原電池，并回憶原電池的定義及組成條件?！局R(shí)回顧】構(gòu)成原電池的條件活潑性不同的兩極（2）電解質(zhì)溶液（3）形成閉合回路（4）自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)酒精酒精稀H2SO4稀H2SO4ABCD【明確】將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電池也稱為化學(xué)電源?！径嗝襟w】展示生活中用到的化學(xué)電源?！窘處熢O(shè)問】我們知道了構(gòu)成原電池的基本條件，那么，原電池的工作原理是怎樣的呢？【設(shè)計(jì)意圖】從學(xué)生已經(jīng)具備的知識(shí)出發(fā)，引入原電池的工作原理學(xué)習(xí)內(nèi)容?！緦W(xué)習(xí)目標(biāo)】投影展示解讀學(xué)習(xí)目標(biāo)和重難點(diǎn)。【活動(dòng)探究】（幻燈片提示實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)要求）

鋅與CuSO4溶液反應(yīng)中的能量變化與能量轉(zhuǎn)換探究任務(wù)：1.將鋅粉加入CuSO4溶液中，測(cè)量溶液溫度的變化，分析能量變化情況。2.如果鋅與CuSO4溶液的反應(yīng)是放熱反應(yīng)，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)將該反應(yīng)所釋放的能量轉(zhuǎn)化為電能并實(shí)施你所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。試劑和儀器CuSO4溶液，鋅粉，鋅片，銅片，溫度計(jì)、檢流計(jì)（G），導(dǎo)線，大燒杯。【安排學(xué)生實(shí)驗(yàn)】實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能量變化實(shí)驗(yàn)1鋅粒逐漸溶解，表面產(chǎn)生了一層紅色的固體物質(zhì)；CuSO4溶液顏色變淺，溫度升高化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能實(shí)驗(yàn)2CuSOCuSO4溶液①電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)；②鋅片溶解，其表面出現(xiàn)一層紅色的固體物質(zhì)；CuSO4溶液顏色變淺；銅片表面也出現(xiàn)一層紅色的固體物質(zhì)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能負(fù)極（Zn）：Zn-2e-→Zn2+氧化反應(yīng)正極（Cu）：Cu2++2e-→Cu還原反應(yīng)電池反應(yīng)：Zn+Cu2+=Zn2++Cu【小組討論】1.兩組實(shí)驗(yàn)中，在鋅片和銅片表面分別發(fā)生了哪些變化？2.電子從哪里來，到哪里去？3.電池的正極和負(fù)極分別是什么？判斷依據(jù)是什么？4.溶液中有哪些看不見的動(dòng)作？【提問學(xué)生】實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象【埋下伏筆】有組學(xué)生的原電池實(shí)驗(yàn)中鋅片上依然有銅析出（為后面介紹鹽橋做好鋪墊）【指定展示】指定同學(xué)到黑板展示學(xué)案要求內(nèi)容【點(diǎn)評(píng)提升】【學(xué)生點(diǎn)評(píng)】指定小組派出代表到黑板前點(diǎn)評(píng)講解原電池原理?！驹O(shè)計(jì)意圖】本部分內(nèi)容學(xué)生課前進(jìn)行了自學(xué)并觀看了微課，課上又通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證和小組討論，因此，相信學(xué)生能基本講解清楚。由于Zn失去的電子經(jīng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到Cu片上，故導(dǎo)線上有電流通過，因此電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子由鋅片流向銅片，根據(jù)物理學(xué)知識(shí)，電子移動(dòng)方向與電流方向相反，電流由銅片流向鋅片，銅片為正極，鋅片為負(fù)極。Zn失去電子成Zn2+進(jìn)入溶液，溶液中的陰離子移向負(fù)極Zn，陽(yáng)離子移向正極Cu。電極反應(yīng)式可表示為：負(fù)極（Zn）：Zn-2e-→Zn2+

（氧化反應(yīng)）正極（Cu）：Cu2+＋2e-→Cu（還原反應(yīng)）總反應(yīng)為：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu【結(jié)論】該裝置實(shí)現(xiàn)了將反應(yīng)釋放的能量向電能的轉(zhuǎn)化?！窘處熧|(zhì)疑】如何檢驗(yàn)電極反應(yīng)的書寫是否正確？【共同整理】銅鋅原電池的工作原理?！径嗝襟w】演示銅鋅原電池的工作原理?！局攸c(diǎn)突破】如何設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池【過渡提問】同學(xué)們明確了原電池的工作原理，那么如果給你一個(gè)反應(yīng)，你能否將其設(shè)計(jì)成原電池？應(yīng)該考慮哪些因素？請(qǐng)大家思考?！驹O(shè)問1】怎樣的反應(yīng)能設(shè)計(jì)成原電池？【學(xué)生練習(xí)】學(xué)案練習(xí)1【設(shè)問2】如何選擇電極材料和電解質(zhì)溶液【學(xué)生】對(duì)于鋅銅硫酸銅這類原電池，我們可用金屬作為原電池的電極；然后將氧化劑和還原劑分別置于兩極的表面，最后用導(dǎo)線連接兩極，并將兩極插入電解質(zhì)溶液中即可?！疽龑?dǎo)整理】投影展示提升設(shè)計(jì)原電池的一般步驟?！緦W(xué)生活動(dòng)】請(qǐng)盡可能采用多種方法畫出它的裝置圖。”學(xué)生畫圖（兩位同學(xué)到黑板上畫）?！緦W(xué)生點(diǎn)評(píng)】【共同整理】設(shè)計(jì)原電池的一般步驟【拓展提升】我們?cè)O(shè)計(jì)的原電池有缺陷嗎？（呼應(yīng)前面學(xué)生組裝的原電池中鋅片上依然有銅析出的問題）【多媒體】展示?！鹃喿x課本】1.什么是鹽橋？2.鹽橋的作用是什么？【多媒體展示】有鹽橋的原電池原理的動(dòng)畫?！狙菔緦?shí)驗(yàn)】教師演示有鹽橋的原電池實(shí)驗(yàn)裝置?！緦W(xué)生思考】1.在鹽橋插入之前，檢流計(jì)指針是否發(fā)生偏轉(zhuǎn)？2.在鹽橋插入之后，是否有電流產(chǎn)生？3.與銅鋅原電池相比該原電池具有什么特點(diǎn)？4.通過本活動(dòng)，你對(duì)原電池有了哪些新的認(rèn)識(shí)？【學(xué)生活動(dòng)】寫出此裝置中的電極反應(yīng)和總反應(yīng)?！究偨Y(jié)提升】1氧化反應(yīng)Zn-2氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+銅鋅原電池電解質(zhì)溶液失e-,沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)2H++2e-=H2↑陰離子陽(yáng)離子總反應(yīng)：負(fù)極正極2H++2e-=H2↑Zn－2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(離子方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)正極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）【課堂小結(jié)】【教師小結(jié)】通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們又進(jìn)一步明確了原電池的基本原理，為我們以后設(shè)計(jì)和研究更加復(fù)雜的電池做了更好的準(zhǔn)備?！緦W(xué)生活動(dòng)】整理提升?！净乜勰繕?biāo)】今天的目標(biāo)你完成了嗎？【課堂自測(cè)】1、大部分學(xué)生獨(dú)立完成。2、指定學(xué)生到黑板完成指定題目?！菊n后作業(yè)】1、根據(jù)課堂學(xué)習(xí)，認(rèn)真整理完善學(xué)案，二次上交。2、整理本節(jié)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，總結(jié)提升?！痘瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池》學(xué)情分析1.對(duì)學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)的分析：通過初中化學(xué)和高中化學(xué)必修模塊的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)了解了氧化還原反應(yīng)的知識(shí)，也已經(jīng)初步認(rèn)識(shí)到原電池的功能即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，選修中又學(xué)習(xí)了熱化學(xué)和電解的知識(shí)，從物質(zhì)的反應(yīng)、微粒的運(yùn)動(dòng)、能量的轉(zhuǎn)化等各個(gè)角度，為原電池的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)?？紤]到在高一時(shí)學(xué)生掌握的程度不同，對(duì)高一的知識(shí)要進(jìn)行一定量的復(fù)習(xí)，這樣不同程度的學(xué)生都能回憶起原電池的知識(shí)點(diǎn)，并能很好的過渡到本節(jié)課的學(xué)習(xí)。在復(fù)習(xí)知識(shí)的同時(shí)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)也在一定程度上激發(fā)學(xué)生的興趣，也能很好的培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，與同伴間的合作能力等。本班的同學(xué)都比較活躍，傾向于熱熱鬧鬧的課堂——喜歡討論甚至“爭(zhēng)吵”，習(xí)慣了小組合作學(xué)習(xí)、互相交流與評(píng)價(jià)的教學(xué)方式，但比較缺乏自信，常對(duì)自己的結(jié)論抱有懷疑的態(tài)度，一般情況下都要征得別人的認(rèn)同才敢確定自己的答案。2.學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容有可能出現(xiàn)的問題分析如下：①氧化還原反應(yīng)不會(huì)判斷。②缺乏知識(shí)連貫性。③原電池中正負(fù)極的判斷及電極方程式的書寫。3.通過本節(jié)課學(xué)習(xí)學(xué)生能建立新的知識(shí)體系①過對(duì)原電池的學(xué)習(xí)，增加學(xué)生對(duì)于原電池的感性認(rèn)識(shí)。②通過原電池的探究，掌握邏輯推理的方法，學(xué)會(huì)歸納化學(xué)反應(yīng)原理的過程和運(yùn)用相關(guān)原理解決實(shí)際問題的演繹過程?！痘瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池》效果分析本節(jié)課引用學(xué)生感興趣的視頻橙子電池給手機(jī)充電導(dǎo)入新課，幫助學(xué)生回憶必修二所學(xué)內(nèi)容的同時(shí)引入今天的研究課題：原電池的工作原理，并積極利用多媒體等多種信息化教學(xué)工具，動(dòng)畫、視頻、微課等幫助學(xué)生理解一些比較抽象的知識(shí)點(diǎn)。同時(shí)充分利用小組活動(dòng)，促使學(xué)生在思考探究的過程中，對(duì)知識(shí)逐漸加深認(rèn)識(shí)的同時(shí)，利用已有知識(shí)解決問題并發(fā)現(xiàn)問題，充分體現(xiàn)探究和合作的作用，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)造能力和交流合作能力。因此，經(jīng)過一節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生總體能完成本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)：明確了原電池的基本工作原理，會(huì)寫原電池的電極反應(yīng)并學(xué)會(huì)了設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的原電池。但是，在整節(jié)課的課題觀察中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生的掌握程度和應(yīng)用能力還是有差別的。部分同學(xué)在書寫電極反應(yīng)式時(shí)存在個(gè)別小的失誤。還有極少一部分同學(xué)在設(shè)計(jì)原電池的存在困難。因此，需要引導(dǎo)學(xué)生課下再才觀看微課和加強(qiáng)練習(xí)。總體來看，本節(jié)課學(xué)生的投入程度和掌握情況都較好?！痘瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池》教材分析本節(jié)內(nèi)容是魯科版選修《化學(xué)反應(yīng)原理》第一章第3節(jié)，是電化學(xué)中的重要知識(shí)。本節(jié)在學(xué)生已經(jīng)建立起電極反應(yīng)的概念并能夠正確地判斷陰極和陽(yáng)極的基礎(chǔ)上，精心設(shè)計(jì)、構(gòu)建了一個(gè)內(nèi)容體系，從能量轉(zhuǎn)化角度，以一個(gè)學(xué)生熟悉的自發(fā)氧化還原反應(yīng)為研究對(duì)象，通過“活動(dòng)探究”采用逐步深入的研究手段，進(jìn)一步挖掘原電池原理和組成條件，來介紹原電池的工作原理，以及陰極和陽(yáng)極、正極和負(fù)極、電池反應(yīng)的概念。接著介紹根據(jù)此原電池原理制成的各種在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、日常生活中被廣泛應(yīng)用的原電池。通過緊密聯(lián)系生活實(shí)際，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)興趣，更重要的是啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)化學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神。第一課時(shí)的主要內(nèi)容有：原電池的工作原理、原電池的構(gòu)成條件。原電池的工作原理和電極反應(yīng)及電池反應(yīng)是本節(jié)課的重點(diǎn)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易原電池是本節(jié)課的難點(diǎn)。《化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池》評(píng)測(cè)練習(xí)一、基礎(chǔ)題1.在理論上不能用于設(shè)計(jì)原電池的化學(xué)反應(yīng)是（）A.HCl＋NaOH＝NaCl＋H2OB.CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（1）C.Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑D.2FeCl2＋Cu＝2FeCl2+CuCl22.下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述不正確的是（）A.把銅片和鐵片緊靠在一起浸入稀硫酸中，銅片表面出現(xiàn)氣泡.B.用銅板和鋅板緊靠在一起浸入硫酸銅中，銅板質(zhì)量增加.C.把銅片插入硫酸鋅溶液中，在銅片表面出現(xiàn)一層鋅.D.把鋅粒放入盛有鹽酸的試管中加入幾滴氯化銅溶液，氣泡放出速率加快.3.下列各裝置能構(gòu)成原電池的是（）對(duì)于能構(gòu)成原電池的裝置判斷兩極并寫出兩極反應(yīng)和總反應(yīng)。二、提升題4.對(duì)有鹽橋的銅鋅原電池（CuSO4溶液做電解質(zhì)溶液），說法正確的是（）A.銅片上有氣泡逸出B.取出鹽橋后，電流計(jì)指針依然發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.反應(yīng)中，鹽橋中的離子定向移動(dòng)D.反應(yīng)前后銅片質(zhì)量不變5．某原電池的總反應(yīng)的離子方程式為：2Fe3++Fe==3Fe2+，不能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池組成是（）A．正極為銅，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為FeCl3溶液B．正極為碳，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為Fe(NO3)3溶液C．正極為鐵，負(fù)極為鋅，電解質(zhì)溶液為Fe2(SO4)3溶液D．正極為銀，負(fù)極為鐵，電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液6．依據(jù)氧化還原反應(yīng)2Ag＋＋Cu=Cu2＋＋2Ag設(shè)計(jì)原電池并回答下列問題：畫出所設(shè)計(jì)的原電池(2)銅電極發(fā)生的電極反應(yīng)為_________________另一電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為____________________________；外電路中的電子是從_______電極流向________電極。當(dāng)電路中通過2mol電子時(shí)，正極上析出金屬的質(zhì)量g答案1.A2.C3.BDB．負(fù)極：Fe－2e-＝Fe2+正極：2H++2e-＝H2↑總反應(yīng)：Fe+2H+＝Fe2++H2↑D．負(fù)極：Fe－2e-＝Fe2+正極：Cu2++2e-＝Cu總反應(yīng)：Fe+Cu2+＝Fe2++Cu4.C5.CDCuAgCuAg硝酸銀溶液負(fù)極反應(yīng)式：Cu-2e-=Cu2+正極反應(yīng)式：2Ag++2e-=2Ag總反應(yīng)式：Cu+2Ag+=Cu2++2Ag(2)銅銀108《化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池》課后反思《化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池》是各個(gè)版本《化學(xué)反應(yīng)原理》教材中非常典型的內(nèi)容，各種資源較多，在進(jìn)行本教學(xué)設(shè)計(jì)之前，查閱了很多該課時(shí)的設(shè)計(jì)，仔細(xì)研讀了課標(biāo)要求和多處教材分析，然后按照自己的思路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，對(duì)自己的教學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)施以后，反思如下：（1）引用學(xué)生感興趣的視頻導(dǎo)入新課，幫助學(xué)生回憶必修二所學(xué)內(nèi)容的同時(shí)引入今天的研究課題：原電池的工作原理。（2）積極利用多媒體等多種信息化教學(xué)工具，動(dòng)畫、視頻、微課等幫助學(xué)生理解一些比較抽象的知識(shí)點(diǎn)。（3）充分利用小組活動(dòng)，促使學(xué)生在思考探究的過程中，對(duì)知識(shí)逐漸加深認(rèn)識(shí)的同時(shí)，利用已有知識(shí)解決問題并發(fā)現(xiàn)問題，充分體現(xiàn)探究和合作的作用，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、創(chuàng)造能力和交流合作能力。（4）體現(xiàn)學(xué)生自學(xué)能力和展示能力，以提高學(xué)生的自信心和自學(xué)主動(dòng)性。在整個(gè)課題的設(shè)計(jì)和實(shí)施過程中，力求注意到各模塊教材之間知識(shí)的總體把握和設(shè)計(jì)，但是