第一篇:《 原电池》复习课教学设计
《 原电池》复习课教学设计
一、教学目标 认知目标:
1、使学生掌握原电池的形成条件、设计。
2、掌握原电池原理与氧化还原反应的关系,电极反应与半反应的关系。
3、了解原电池原理在现代生活、生产和科学技术中的应用,关注环境。
情感目标:热爱科学,激起学生将科学知识原理运用于生产、生活及科技领域的强 烈愿望,启迪创造性思维,提高科学素质。
技能目标:培养观察能力,提高综合分析能力。
二、教学重点:原电池的化学原理及其应用。
三、电教设计:在本节教学过程中,运用电脑软件动画,让学生感知酸度对可逆的 氧化还原反应进行方向的影响,形象、生动。利用液晶显示仪及视频展示台增强 学生观察实 物演示的效果。激发学生动手做家庭小实验的欲望。
教学方法:讲解、演示、讨论。
教学手段:运用多媒体教育软件、液晶显示仪及视频展示台。
四、教学过程:
提问:什么是原电池?
板书:
一、定义: 化学能转化成电能的装置。讨论:练习1[见附二:随堂练习,下同] ①下列装置哪些能够成原电池?不能构成的原因是什么?
②若在(7)装置的两烧杯中插入一装有饱和KCl琼脂胶冻的U型管(即盐桥,起导电、平衡电 荷作 用),这 样能否构成原电池?
③归纳原电池的构成条件。
④⑵中如何判断原电池的正、负极?反应类型?分析电极反应、总反应(电子得失)及相互 关系。负极失去的电子通过什么途径转移到正极?这说明正负极间存在电势差,哪极电势更低?电势越低,负极还原剂失电子能力越强,正极电势越高,正极氧化剂得电子能力越强。溶液中借助什么微粒导电?SO42-、H+ 如何定向移动?
⑤讨论⑶⑷⑸电极反应,学生板演⑷⑸电极反应、总反应。复习电化腐蚀类型、形成条件,及铁锈的形成。
⑥上述原电池总反应属何种类型?根据总反应能否找出其氧化半反应、还原半反应?
板书:
二、形成条件
1、两极
自发的氧化还原反应
2、电解质溶液
3、闭合回路
过渡:酸度、浓度等条件对氧化还原反应有一定影响。例如:AsO43-+2I-+2H+ 3-AsO3 +I2 +H2 O,若反应正向进行,请分别写出氧化半反应、还原半反应。
指出:理论上对自发的氧化还原反应,若创造条件让氧化半反应、还原半反应分别 在两极上发生,则应可将其设计成原电池。
电脑动画:酸度对上述氧化还原的影响。分析:练习8 ①B中滴加浓HCl,平衡移向?写出正、负极反应。
②改向B中滴加浓NaOH,平衡移向?写出正、负极反应。
指出:这里两极材料都是石墨棒,它提供了物质得失电子的场所,即原电池的两个
电极其材料未必用不同金属或金属和惰性电极。
过渡:上述电池是他人设计的,若请你们设计,则应如何思考呢? 板书:
三、应用:
1、原电池设计 例如:根据反应Fe+2FeCl 3 3FeCl2 设计一简单原电池
讨论:氧化半反应、还原半反应是什么?电极材料、电解质溶液如何选择?能否用 Zn或Cu作负极?
过渡:设计的原电池未必实用,实用的原电池称为化学电源。板书:
2、化学电源
讲述:化学电源在现代生活、生产和科学技术的发展中发挥着越来越重要的作用。大至宇宙火箭、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船,小至收音机、照 相机、助听器、电子手表、心脏起博器等都离不开各种各样的电池。较普遍使 用的,携带方便的有干电池、纽扣电池等。
出示:解 剖的干电池(利用液晶显示仪及视频展示台介绍结构)分析:练习4 提问:这种电池有何缺点?(一次性使用,资源利用率低,易造成环境污染)板书:一次电池
提问:如何改进?(可充电电池)
指出:蓄电池是一种可充电电池,可多次充电、放电,又称二次电池。板书:二次电池
分析:练习3,①充电、放电与原电池、电解池的关系。②放电时正、负极反应及类 型;充电时阴、阳极反应及类型;电极名称间的对应关系。③相同时间内串 联电路中通过的电量关系。
提问:有何缺点?(有污染,能量利用率不高)
指出:科学家设计成功了氢氧燃料电池,其能量转化率可达90%,应用在航天技术上 分析:练习5、2(学生板演)
指出:电极反应的书写与介质有关。
过渡:氢氧燃料电池、熔融碳酸盐电池都有一个共同特点,即氧化剂、还原剂连续 充入,产物不断输出,又叫连续电池。
板书:连续电池
小结:化学电源种类
过渡:原电池反应像是一把双刃剑,有利也有弊。由于原电池反应使金属受到的腐 蚀是相当严重的,据估计,每年因腐蚀而直接损耗的金属材料约占金属年产量 的10%,钢铁的腐蚀更甚。
提问:如何防止金属被腐蚀?这要看腐蚀类型。若是因化学腐蚀引起的,则应如何 防护?若是因电化腐蚀引起的,则应从原电池形成条件角度去思考金属防护方 法。
板书:
3、金属的防护
过渡:有些金属被腐蚀后,也可运用原电池原理进行处理。
分析:练习7,①银器锈蚀属哪类腐蚀?②可能还发生什么反应?
总结:本节课主要以氧化还原反应为主线,复习了原电池的形成条件、设计及应 用。
作业:
1、原电池与物理中电场、电势差、生物中生物电的关系,2、请同学们查阅资料了解废弃干电池对环境的危害,并提出解决对策。
附一:[板书设计] 一.定义:化学能转化成电能的装置。二.形成条件 1.两极
自发的氧化还原反应 2.电解质溶液 3.闭合回路 三.应用
1、原电池设计
2、化学电源
3、金属防护
练习
1、判断下列装置哪些是原电池,是原电池的写出其电极反应式。
2、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是使用熔融碳酸锂、碳酸钾作电解质的一种新型电池,该电池的工作温度为650℃。负极由镍铬铝合金烧结而成,正极材料为多孔镍,电池反应为: H2+CO+O2=CO2+H2O。下列说法不正确的是()
3+A.负极反应Al—3e=Al B.燃料气体是氧气 C.正极反应为2CO2+O2+4e=2CO32— D.该电池也可用烃类作燃料
3、铅蓄电池是一种可充电电池,它的充电与放电的过程可以表示为: PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4↓+2H2O(1)写出放电时铅蓄电池的电极反应方程式。
(2)若用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取0.050mol氯气,则电池中消耗硫酸的物质的量至少是多少?
4、锰—锌干电池是用锌制筒形外壳作负极,位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极,在石墨的周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质,还填有MnO2黑色粉末作去极剂(吸收正+极反应中NH4放电产生的H2)。
(1)写出“干电池”电池反应的总离子方程式。(2)写出锰—锌干电池的电极反应式。
5、有人将铂丝插入KOH溶液中作电极,并在两极分别通入氢气和氧气,从而设计出一种燃料电池。该电池工作(放电)时的总的化学反应方程式为2H2+O2=2H2O,写出电极反应的离子反应方程式;若该电池的电解质溶液改用稀硫酸,则电极反应的离子反应方程式又如何? 6、1991年我国首创以铝—空气—海水电池为能源的新型海水标志灯,这种灯以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝氧化产生电流。只要把灯放入海水中数分钟,就发生耀眼的闪光,其能量比普通干电池高20~50倍。运用所学的电化学知识推测这种新型电池两极上可能发生的电极反应。
7、银器使用日久会逐渐变黑(Ag2S)而失去美丽外观。抛光方法可使之恢复光泽,但黑锈中的银也随之损失掉。下面是一种运用电化学原理除黑锈的方法:配制含小苏打和食
盐的稀溶液于铝制容器内,将变黑银器浸入其中,并使银器与铝容器接触,放置一段时间后,黑锈消失而银损失极少。
(1)写出该电化学方法的电极反应式。
(2)该除锈过程有可能产生极少量的硫化氢,其离子反应方程式为。
8、已知反应:AsO43—+2I—+2H+ == AsO33—+I2+H2O是可逆反应,现设计如图所示实验装置。A烧杯中装有I2和KI溶液,B烧杯中装有Na3AsO4和Na3AsO3溶液,C1、C2为惰性电极。现进行如下操作:
①向B中逐滴加入浓盐酸,电流计指针发生偏转;
②若改向B中逐滴加入40%的NaOH溶液,发现电流计指针向相反方向偏转。试回答下列问题:
(1)两次操作中电流计的偏转为什么相反?试用化学平衡原理解释之。(2)操作①形成的原电池负极反应发生在(填C1或C2)上。
(3)操作②进行过程中C2棒上发生的极反应是。
8、关于铁生锈的机理有人提出如下步骤:(1)Fe(s)Fe2++2e(e表示电子)(2)e+H+ H(3)4H+O2 2H2O 2++(4)4Fe+O2 +(4+2x)H2O 2(Fe2O3·xH2O)(s)+8H请用上述机理解释:一个铆在钢板上的铆钉,锈蚀较严重的部位不是暴露在空气中的铆钉面,而是铆钉头与钢板的接触部位。2、20世纪70年代研制出的锂电池是一种高能电池,能量密度已达430W·h·kg—1,而理论上可达2520W·h·kg—1。下列说法正确的是()
A.锂电池能量密度大的重要原因是金属锂的密度小 B.锂电池中的电解质溶液应使用含锂离子的水溶液 C.锂电池的负极反应式为Li++e=Li D.Li-I2电池常用作心脏起搏器其总反应式为2Li+I2=2LiI
第二篇:《原电池》教学设计
《原电池》教学设计
濮阳市油田第二高级中学
陈少帅
知识与技能:
1、使学生了解原电池的工作原理。
2、能够写出电极反应式和电池反应方程式。
过程与方法:
1、经历探究构成原电池的原理的过程,了解科学探究的步骤,学习科学探究的基本方法,提高科学探究的能力;
2、经历多次小组合作、学习、讨论,是学生合作学习、解决问题的能力得到提高。
情感态度与价值观:在合作探究学习的过程中体验思维碰撞的乐趣。重点:了解原电池的工作原理,能够写出电极方程式和电池反应方程式。难点:原电池的工作原理。教学过程:
【引入】学生阅读教材70页,解答电化学定义及电化学研究的内容,使学生在整体上了解本章知识点。
【播放视频】以塑料杯、铁钉、铜丝、白醋、二极管等生活中常见基本器材所做的有关原电池的实验,引起学生的兴趣,并提出问题,二极管发光的原因是什么,让学生带着问题去学习。
【展示问题】
1、什么是原电池?
2、构成原电池的条件是什么?
3、原电池的正负极和电子流向如何判断?
4、原电池的工作原理是什么?(将原电池内容进行细分,使学生有目的的进行学习研究,给学生五分钟时间,阅读课本71-72页,带着问题进行阅读,是学生对于整体知识有一个初步的认识,方便之后的学习)【提问】什么是原电池
【学生回答】将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
【追问】那么构成原电池需要什么条件呢?接下来通过实验探究来进行了解。【实验探究一】
【结论】前一个装置可以形成原电池,后一个装置不能形成原电池,得出形成原电池的条件之一:活泼性不同的两个电极。并通过讨论,进一步确定,活泼性较强的做负极,而活泼性较弱的做正极。【实验探究二】
【结论】前一个装置可以形成原电池,后一个装置不能形成原电池,得出形成原电池的条件之二:电极必须插进电解质溶液中。【实验探究三】
【结论】前一个装置可以形成原电池,后一个装置不能形成原电池,得出形成原电池的条件之三:必须要形成闭合回路。
【追问】通过以上实验,了解了构成原电池的三个条件,但是最根本的条件并没有探究到。提问:原电池是将化学能转化为电能的装置,其中电流是如何产生的呢? 【学生回答】是由于电子的定向移动所以产生了电流
【追问】电子为什么会定向移动,在化学学习中哪种化学反应能使电子定向移动? 【学生回答】氧化还原反应
【总结】由以上提问,可得出构成原电池的第四个条件:能自发进行的氧化还原反应。让学生对构成原电池的四种条件记忆两分钟,之后进行提问。【提问】构成原电池的条件?
1、具有活泼性不同的电极,较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或非金属作正极。
2、具有电解质溶液。
3、形成闭合回路。
4、具有能自发进行的氧化还原反应。【提问】如何判断原电池的正负极及电子的流向。(给学生三分钟时间,学生小组讨论,解决问题,之后随机抽取学生回答)
负极:较活泼金属,电子流出,发生氧化反应
正极:较不活泼金属或非金属,电子流入,发生还原反应。
【讲述】刚才讲解了有关原电池的定义、构成条件、各电极的反应,需要将这些知识点形成网络,方便记忆与理解。
【小结】总结本节课的基本概念,对基本的定义和专用名词进行记忆。【练习】判断装置是否能形成原电池?
【回答】ABEO可以形成原电池;CDFMN不能构成原电池。
【追问】CDFMN为什么不能构成原电池,各自的原因是什么?(学生回答,进一步复习巩固构成原电池的四个条件)
【结尾】展示原电池在以后学习中的应用,是学生对原电池的重要性有一个清晰的认识。播放一段由橙子制造原电池的实验视频,寓教于乐,使学生学会自己动手,学会用身边简单的生活原料来进行有趣的化学实验,学以致用,达到良好的学习成果。【板书】
电化学——原电池
1、定义:将化学能转化为电能的装置
2、工作原理:自发进行的氧化还原反应
3、构成条件:①活泼性不同的电极材料
②必须插进电解质溶液中 ③必须形成闭合回路
第三篇:《原电池》教学设计
《原电池》教学设计
一、教学目标 【知识与技能】
1.理解原电池的基本反应原理;
2.掌握电极正负极的判断、能够写出电极反应式; 3.学习原电池组成的条件; 4.利用氧化还原反应设计原电池。【过程与方法】
通过对原电池组成条件的研究,学习归纳总结的方法。【情感态度与价值观】
培养学生认真完成实验、仔细观察现象、合理分析实验的科学态度。
二、教学重难点
重点:原电池的原理和原电池的组成。难点:原电池的原理和原电池的组成。
三、教学方法
主要采用讨论法并辅助以多媒体教学手段和实验。引导学生讨论、类比分析,从而归纳出原电池的概念和组成条件,并通过多媒体课件帮助学生理解两极的氧化还原反应原理。
四、教学过程
【新课引入】格林太太是一位非常美丽大方的夫人,她微笑的时候总是露出一口整齐的牙齿,其中有一颗是金色的,那象征着她的地位和财富,另一颗是钢的,那是一次车祸后留下的。令人不解的是,自从车祸换上那颗钢牙之后,格林太太就整天头疼,夜不能寐。医生找不出问题,连心理医生也爱莫能助,但是一位年轻的化学家找出了问题的症结,你知道化学家怎么解决了问题吗?你能为格林太太开出一张药方吗?
要想知道答案,我们一起来学习今天的内容。
上节课我们学习过化学能能够转化为热能、光能,能不能将化学转化为电能呢? 【实验展示】Zn,Cu放入稀H2SO4,用导线连接,记录现象。【生活动】观察并记录实验现象。
【师分析】(学案投影)Zn,Cu单独放入稀H2SO4,Zn片表面产生气泡,Cu片表面不产生气泡;用导线连接,发现Cu片表面产生气体的同时产生电流。说明生成新物质的同时,产生电流,可见化学能还可以转化为电能。这个装置称为原
第1页,共3页
电池。我们今天就来一起探讨原电池。【板书】
原电池
一、原电池
1.定义:将化学能转化为电能的装置。【师引导】在这个装置中,为什么会产生电流? 【生回答】电子发生定向移动。【师引导】哪里的电子?
【生回答】Zn片Cu片上有能够自由移动的电子。
【师引导】电子从Cu片流向Zn片?还是Zn片流向Cu?为什么? 【生回答】Zn比Cu活泼,所以电子从Zn片流向Cu。
【师分析】(动画播放)从另一个角度讲,Zn的电势比Cu的电势高,它们之间存在电势差,就像水从高处向低处流动一样,故电子从Zn到Cu。那么为什么Cu表面产生气泡呢?
【生回答】溶液中的H+在Cu片表面得电子生产H原子,两两结合生成H2。【师提问】H元素由+1价的离子变成H2,为什么?发生什么反应? 【生回答】得电子生成H2,化合价降低,发生还原反应。
【师引导】有得必有失,则Zn失电子生成Zn2+,化合价升高,发生氧化反应。【师总结】(幻灯片播放)相当于Zn通过Cu将电子传递给溶液中的
H+,反应的实质是Zn和H+的反应——氧化还原反应。只是一边发生氧化反应,另一边发生还原反应,将氧化还原反应分开进行,从而产生电子的定向移动,产生电流,这就是原电池的工作原理。
其中Zn片和Cu片在原电池中叫做电极。失去电子的一极叫做负极,得到电子的一极叫做正极。【板书】
负极:电子流出的一极,发生氧化反应 2.电极
正极:电子流入的一极,发生还原反应
【师强调】氧化反应在负极发生,失去电子;还原反应在正极发生,得到电子。【师引导】什么样的材料可以做电极? 【生回答】可以导电的物质,且活泼性不同。
【师总结】一般使用金属或者石墨电极。将一个氧化还原反应分在负极和正极进行才能形成原电池。
【练习】判断下列装置能否形成原电池。能够形成原电池的指出正负极,书写正负极反应,电池总反应。
【师引导】电解质溶液提供可以自由移动的阴阳离子,在内电路中形成闭合回路。
第2页,共3页
所以要形成原电池有哪些条件? 【板书】
3.形成原电池的条件:(1)有自发进行的氧化还原反应(2)活泼性不同的电极(3)形成闭合回路(4)溶液为电解质溶液
【师总结】只要有一个能够自发进行的氧化还原反应,在两极进行,形成闭合回路,且溶液为电解质溶液,就一定能形成原电池。
那么生活中哪些物质可以组成原电池呢?利用金属片和水果蔬菜能否组成原电池?
【生活动】组装水果电池。成果展示。
【师总结】水果中存在酸,可以与金属片反应,只要满足条件都可以组成原电池。【师引导】现在你能给格林太太开出药方了吗?
【师总结】原电池由自发行进的氧化还原反应;活性不同的电极;闭合回路和电解质溶液组成,原电池负极失去电子发生氧化反应,正极得电子发生还原反应。【作业布置】完成学案上的原电池设计和练习册上的习题 【板书设计】
原电池
1.定义:将化学能转化为电能的装置。
负极:电子流出的一极,发生氧化反应 2.电极
正极:电子流入的一极,发生还原反应
3.形成原电池的条件:(1)有自发进行的氧化还原反应(2)活泼性不同的电极(3)形成闭合回路(4)溶液为电解质溶液
第3页,共3页
第四篇:原电池教学设计
化学反应为人类提供能量
教学目标
1使学生理解原电池的化学原理通过实验正确判断原电池的正负极。
2初步掌握形成原电池的基本条件并能将理论应用于实际。
3通过实验不断总结、发现、归纳知识的要点培养学生的思维能力 和创造能力。
4应用辨证唯物主义的思维方法抓住氧化还原反应是原电池工作原
理的本质由师生共同参与讨论发现问题并通过实验不断体现由实践→认 识→再实践→再认识的认识过程同时培养学生实事求是的科学态度和科学 的学习方法。
教学重点
原电池的化学原理。
教学难点
原电池的形成条件及电极反应电子流向和电流方向。
教学过程
【讲述】物质在发生化学变化时常伴化学能与热能、光能等的转变如 在一般的化学反应里常表现出放热或吸热有的还表现出发光现在我们要 研究的是化学能与电能之间的转化。首先请大家思考一个问题
【问题】化学能与电能之间可以相互转化那在什么条件下才能实现这 样的转化
【演示实验】
1 向试管中加入3ML稀硫酸插入铜丝观察现象并讨论
2 取出铜丝再加入一粒锌粒观察现象并讨论
3 将铜丝插入试管中并与锌粒接触观察现象并讨论
【提问】1锌与稀硫酸直接反应的实质是什么?学生答:置换反应。
2铜丝与稀硫酸不反应但与锌粒接触后铜丝上为什么有气 泡产生?
【追问】铜丝与稀硫酸不反应不失去电子其电子从何而来
【讲解】铜丝虽然与稀硫酸不反应铜丝与锌粒接触后锌与稀硫酸发
生氧化还原反应锌失去的电子转移给铜丝H+从铜丝得到电子而产生氢气。也就是说锌失去的电子发生了定向移动。从物理角度看电子发生定向移 动就要产生电流。是否这样我们应任何证明
【学生回答】用导线连接铜片和锌片并将铜片和锌片同时置于稀硫酸 溶液中在导线中间连接一个电流计可以观察指针是否偏转来判断是否有 电流产生。
【演示实验】实验2-3
现象电流计指针发生偏转偏向铜极
【讲解】电流计指针发生偏转说明有电流产生有电流产生就能产生 电能象这种将化学能转化为电能的装置就是今天我们要研究的原电池。
【板书】
原电池
一、原电池
1、定义将化学能转化为电能的装置
【设问】根据原电池的组成结构大家思考一下应如何判断电子流动方 向和两金属的正负极
【讲解】原电池的正负极可以根据由电流计指针的偏转方向来判断指 针偏向哪一极该极为正极。从刚才的实验现象知道指针偏向铜极铜为 正极那么锌为负极。从理论上讲根据金属活动性顺序锌比较活泼容易 失去电子进入溶液电子则从锌片定向流到铜片而电流方向与此相反从 铜片流向锌片。根据物理学知识电子流出电流流入的电极为负极电 子流入电流流出的电极为正极所以锌为负极铜为正极。
【板书】
2、电子流向和电流方向
电子流负极Zn→正极Cu
电流
正极→负极→正极
【设问】铜和锌在稀硫酸溶液中能构成原电池怎样用方程式来表示电 极反应呢
【板书】
3、原电池的工作原理
负极发生氧化反应Zn-2e=Zn2+
正极发生还原反应2H++2e=H2↑
电池总反应方程式Zn+2H+= Zn2++ H2↑
【设问】铜和锌通过导线连接在稀硫酸中能构成原电池其他金属是否 也能够构成原电池要构成原电池需要那些条件下面我们通过实验来加以 探究。
【指导实验】在学生桌上有Zn、Fe、Cu三种金属分别用它们作电极
两两组合利用西红柿中含有电介质,用导线连接电流计和两种金属同时插入西红柿中观察指针偏转方向并判断正负极。
【分组实验】学生分组实验后讨论
有六种组合Zn—ZnFe—FeCu—CuZn—FeZn—CuFe—Cu。
其中前三种组合没有电流产生后三种组合中如果有一个电极没有插入 西红柿中也没有电流产生必须两个电极同时插入西红柿中才有电流产生。Zn—Fe组合中指针偏向FeFe为正极Zn—Cu组合中指针偏向Cu Cu为正极 Fe—Cu组合中指针偏向CuCu为正极。
【归纳】两种活泼性不同的金属在电解质溶液中能构成原电池
【设问】是否任意两种活泼性不同的金属组合置于电解质溶液中就能构 成原电池呢
【演示实验】在烧杯盛有稀硫酸溶液放入铜丝和银丝均无反应将两 者接触也无反应。
【学生讨论】铜和银均不与稀硫酸发生氧化还原反应。
结论两种活泼性不同的金属在电解质溶液中能构成原电池相对活
泼的金属为负极相对不活泼的金属为正极必须还有一种金属能和电解质 发生氧化还原反应。【设问】是否构成原电池的两个电极都必须是金属呢
【演示实验】用导线连接锌条、铅笔芯并与电流计相连向烧杯中倒 入NH4C1溶液同时插入两电极观察指针偏转方向判断正负极。
【讲解】指针偏向铅笔芯说明锌为负极铅笔芯为正极
学生讨论、归纳、小结原电池的形成条件
【板书】
4、原电池的形成条件
1 两种活泼性不同的金属或导体
2 必须有电解质溶液
3 必须发生氧化还原反应
【讲述】介绍几种原电池以及原电池在尖端科技中的应用
【板书】
5、原电池原理的应用
【练习】
布置作业 P62 2、3、4 板书设计
第五篇:原电池原理教学设计
《原电池原理及其应用》教学设计
------马玉梅
一、教材分析
第一课时的主要内容有:原电池的概念、原理、组成原电池的条件。原电池原理和组成条件是本节课的重点,原电池原理是本节课的难点。首先,新课引入手机电池创设了教学情景,通过两个演示实验作为探究教学,让学生观察到 “铜片上产生气泡”这一反常的实验现象,就会情不自禁地提出一系列问题,产生强烈的探索欲望,并提出各种各样的假设;紧接着,通过演示实验为学生提供 “实证性”材料,学生根据实验现象,经过严密的逻辑推理,得出相关结论;当学生理解原电池的原理后,教材又设置了一个讨论题,让学生自己归纳“组成原电池的条件”。最后,让学生自己设计一个原电池以检验学生对所学知识的实际应用能力。根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实际需要,采取了启发、讨论、实验探究等教学方法,并结合多媒体进行教学。
二、教学设计
通过学生动手实验不仅使学生观察到明显的现象,还能使学生直接参与知识的获得直接体验的过程。将课本后面的家庭小实验“水果电池”,移到探讨“组成原电池的条件”的课堂教学中,不仅能帮助同学理解组成原电池的其中一个必要条件——电解质溶液,而且使学生觉得化学就在我们的身边,从而激发学生学习兴趣,启迪学生思维。通过一个医学小故事,让学生帮助格林太太解决问题,达到学以致用的目的。
三、教学目标
1.知识目标:理解原电池原理,掌握构成原电池的条件,会进行简单的原电池设计。2.情感目标:培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度,培养学生的团队协作精神。3.能力目标:培养学生观察能力、实验能力、实验设计能力、语言表达能 力。培养学生正向思维、逆向思维、发散思维能力。掌握原电池的工作原理;原电池的形成条件及电极反应式;电子和电流的运动方向;培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神。
四、教学重点
原电池的原理;原电池的形成条件及电极反应式;电子和电流的运动方向;
五、教学难点
原电池的工作原理。
六、教学准备
1.对学生进行分组:四人为一个小组
2.实验准备:每组一个灵敏电流计,两片铜片、两片锌片、一根石墨电极、一杯稀硫酸溶液、一杯蔗糖溶液、西红柿等水果。3.制作铜锌原电池工作原理的模拟动画
七、教学过程 【引入】日常生活中,我们会接触到不同种类的手机,你们都喜欢用什么款式的手机,为什么?手机待机时间长短与什么有关?这些电池虽小,但是,在生活中却扮演着及其重要的角色。你们知道电池工作的基本原理吗?今天,我们来学习新的知识──原电池。【实验探究】:
指导学生做以下三个实验: 1.将锌片插入稀硫酸中,将铜片插入稀硫酸中 2.将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中 3.在第二个实验中连接电流表 【学生活动】实验并观察现象大部分同学都已完成,我们一起来看一下同学们观察到的实验现象
【学生回答】1.锌片上有气泡(因为锌能和稀硫酸反应放出氢气)铜片上没有气泡(因为铜不能和稀硫酸反应)2.铜片上有气泡 3.电流表指针发生偏转 [问] 化学反应总伴随着光能、热能等的相互转化,在实验三中是否有能量的相互转化呢?是什么形式的能量转化?(化学能转变为电能)[过渡] 我们把这种能将化学能转变为电能的装置叫做原电池 【板书】1.原电池的定义:将化学能转变为电能的装置叫做原电池
上述装置我们称为Cu-Zn 原电池,它的工作原理是什么?我们一起来看一个多媒体动画演示。
【设疑】
1、锌和稀H2SO4直接反应的实质是什么?
2、插入铜丝接触到锌粒后,为什么在铜丝上出气泡?
3、铜丝上的电子由何处而来,出来的是什么气体? 学生根据实验,建议讨论步骤:现象(易)——解释(难)——结论(难)[“Flash 铜锌原电池”] 配合课件演示。
演示实验分析:1.电子流向。2.电极及电极反应。3.电极的判断。
[生师讨论解释] 原来,当把用导线连接的铜片和锌片一同浸入稀硫酸时,由于锌比铜活泼,容易失去电子,锌被氧化成锌离子,而进入溶液,电子由锌片通过导线流向铜片,溶液中的氢离子从铜片获得电子被还原成氢原子,氢原子结合成氢分子从铜片上放出。
这一反应可表示如下:
电极反应:负极(锌片)Zn-2e = Zn 2+(氧化反应)
正极(铜片)2H + + 2e = H 2 ↑(还原反应)
原电池反应:Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 ↑(Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 ↑)[巩固提问] 1.原电池中,电子从哪极流出?通过外电路流回到哪极? 2.原电池中,正负两极哪极是较活泼金属?哪极是较不活泼材料? 3.原电池中,正负两极分别发生什么反应?
4.原电池组成的条件是什么?(①两块相连的活泼性不同的金属,或可以导电的其它材料;②电解质溶液。闭合电路)。
(经常用做惰性电极材料的物质是Pt(铂)或C(石墨),如下图两个装置的电极反应是相同的。)[再复习演示动画]„„
【实验指导】 刚才我们介绍的是Cu-Zn-H 2 SO 4 原电池,大家可以据此更换电极材料和溶液来探索原电池的形成条件
【活动中介绍】 同学们可以根据给出的实验,动手操作看其能否形成原电池 【学生小结】组成原电池的条件: ①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极 ②电极材料均插入电解质溶液中 ③两极相连形成闭合回路 【板书】3.原电池的形成条件
【趣味实验】同学们想不想自己制作一个原电池呢?实验“水果电池”
【小结】 原电池是一种负极流出电子,发生氧化反应;正极流入电子,发生还原反应,从而实现化学能转变成电能的装置.【解决问题】1.格林太太是位漂亮开朗乐观的妇女,当她开怀大笑的时候,人们可以发现她整齐洁白的牙齿里有两颗假牙,其中一颗是黄金的,这是她富有的标志,另一颗是不锈钢的这是一次车祸留下的痕迹。令人百思不解的是,自从车祸后,格林太太经常头疼,虽然医生绞尽了脑汁,格林太太的头疼病仍无好转。这个时候,一位年轻的化学家来看望格林太太并为她治好了头疼病,同学们想知道化学家是怎样治好格林太太的病的吗?
【课堂练习】 2.判断下列装置那些能构成原电池
3.A、B、C都是金属,A与B组成原电池时,A为正极;A与C插入稀硫酸溶液组成原电池时,C电极上有氢气产生。A、B、C三种金属的活动顺序为()
A.A>B>C B.A>C>B C.B>A>C D.B>C>A 4.请根据电子的流动方向,将氧化还原反应Fe + Cu 2+ = Cu + Fe 2+ 判断正负极,写出电极反应式和总反应式.