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高中化學《原電池》課堂教學設計(通用10篇)
在教學工作者實際的教學活動中,總不可避免地需要編寫教學設計,借助教學設計可以更好地組織教學活動。那么你有了解過教學設計嗎?下面是小編為大家收集的高中化學《原電池》課堂教學設計,歡迎大家分享。
高中化學《原電池》課堂教學設計 1
1、分析本節內容的地位和作用
本節內容為高中化學新課程(人教版)選修4的第四章電化學的重要內容之一。該內容學生在必修2已有一定的了解,本節是該內容的加深,主要是增加了一個鹽橋內容。掌握本節知識,對指導學生了解生活中電池使用原理、金屬腐蝕和防護,研究探索發明新電池有重要意義。
2、了解學情
已有基礎:對原電池原理有初步認識;具有一定的實驗探究能力。局限認識:氧化劑和還原劑只有接觸才可能發生氧化還原反應。
發展方向:通過實驗活動對原電池原理形成完整認識,提高探索解決問題的能力。
3、明確教學目標
知識與技能:深入了解原電池的工作原理。對原電池的形成條件有更完整的認識。學會書寫電極反應式和電池總反應。能根據反應設計簡單的`原電池。過程與方法:通過Pb-CuSO4電池的設計活動,感悟科學探究的思路和方法,進一步體會控制變量在科學探究中的應用。
情感態度與價值觀:通過設計原電池,激發學生學習興趣,激發學生利用所學知識為國家作出貢獻,感受原電池原理應用于化學電源開發的關鍵作用。
4、研究教學重點和難點
教學重點:原電池工作原理和形成條件。
教學難點:氧化還原反應完全分開在兩極(兩池)發生及鹽橋的作用。
5、確定教學方式與教學手段
以“教師啟發引導,學生實驗探究,自主分析設計”的學習方式學習。在教師引導下,通過學生不斷深入認識原電池原理和形成條件,最終實現知識和能力上的跨越。
6、教學過程和意圖
(1)情境導課:讓學生舉一些手機、電子表等新型電池例子。聯系生活,吸引學生注意力,喚起學生學習欲望。
(2)回顧原電池:復習基本概念,溫故而知新。
學生回憶原電池的有關內容,調動學生思考,回憶概念為后期探究作準備。板書(便于學生直觀記憶、理解掌握)。
1.概念
2.電極名稱
3.構成條件
4.原電池工作原理(課件展示微觀過程)
(3)設計原電池:(板書)
活動一、依Pb+CuSO4=PbS04+Cu反應,自主設計原電池。紙上談兵重溫原電池原理。
活動二、學生分組實驗探究此原電池反應。實踐出真知,培養學生實驗動手操作能力。
活動三、成果展示:學生寫出有關電極反應方程式,進行練習。
活動四、學生總結單池原電池的設計思路,形成整體思維模式。
活動五、學生評價原電池:電流不穩,引出新發明。
(4)改良原電池:(板書)啟發分析電流不穩定的原因,引導雙池原電池的設計思路,學習課本知識,按實驗小組發放鹽橋,重新實驗。探討鹽橋的作用。能力提升到一個新的層次。
(5)鹽橋的作用:(板書)教師啟發引導學生理解掌握。
1.補充電荷。
2.使裝置形成閉合回路。
3.提高了能量轉化率。
(6)結尾的設計:學生談談學習本節的感受,情感表達及分享。
總體設計思想:在課程實施過程中,學生親手實驗,觀察現象,提出疑問,自主解答,自主設計,合作評價。在自主提問的過程中推動課的進程,旨在培養學生的動手能力、問題意識,學會實驗,學會提問、學會探究、學會設計、學會合作、學會評價。
高中化學《原電池》課堂教學設計 2
教學目的:
1、了解原電池的定義;了解原電池的構成條件極其工作原理;并學會判斷原電池的正負極。
2、通過老師的講解和演示實驗學會判斷該裝置是否是原電池裝置、判斷電池的正負極
3、發展學習化學的興趣,樂于探究化學能轉化成電能的奧秘,體驗科學探究的樂趣,感受化學世界和生活息息相關。
教學重點:進一步了解原電池的工作原理,并判斷原電池的正負極。
教學難點:原電池的工作原理 (解決方法:通過演示實驗觀察實驗現象,加上老師的引導學生思考正負極發生什么變化,電子流動方向。)
教學方法:講授法、演示實驗法
教學過程:
【板書】化學能與電能
教師導入語:隨著科學技術的發展和社會的進步,各式各樣的電器進入我們的生活。
使用電器都需要電能。那么,我們使用的電能是怎么來的呢?
學生答:水力發電、火力發電、核能.......
教師:我們來看看我國發電總量構成圖吧
教師:由圖看出火力發電占發電總量的首位、其次還有水力發電......
教師:我們來看這幅圖思考一下火力發電過程能量是怎樣轉化的?
【學生思考】讓學生思考1分鐘.。
教師: 通過燃燒煤炭,使化學能轉變成熱能,加熱水使之汽化為蒸汽以推動渦輪機,然后帶動發電機發電。
燃燒 蒸汽 發電機
【投影】化學能→熱能→機械能(渦輪機)→電能
教師:但是煤炭發電有很多缺點,大家一起來說說。
學生:污染大、轉化率低、煤炭是不可再生能源。
教師:那么是否可以省略中間的過程直接由化學能→電能?
【實驗一】將銅片和鋅片分別插入稀硫酸溶液中,觀察現象并解釋原因。
【現象】Zn片上有氣泡(H2), Zn片逐溶解;Cu片無明顯現象。
【板書】Zn片上發生反應:Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
【實驗二】將銅片和鋅片用導線與電流表連接,并插入稀硫酸溶液中,觀察現象并解釋原因。
【現象】Zn片逐漸溶解但無氣泡;Cu片上有氣泡(H2);電流計指針偏轉。
【設疑】為什么只在銅片和鋅片上連接了一條導線,反應現象就不同了呢?思考一下。
【學生討論】一分鐘
教師: 指針偏轉,說明電路中有電流通過,說明發生了電子定向移動。Zn 比Cu活
潑,用導線連在一起時,鋅片逐漸溶解,說明Zn片失去的電子,電子經導線流向Cu片, 溶液中的H+由于電場作用下移向Cu片得電子被還原成H2 ( 播放Flash動畫)
【板書】銅片上:2H++2e- = H2 ↑ 鋅片上Zn-2e- = Zn2+
【過渡】實質上實驗二的裝置就是一個原電池的裝置,下面就讓我們一起來了解一下原電池吧。
【板書】原電池定義:將化學能直接轉變成電能的裝置
負極:失去電子(或電流流進)
原電池
正極:得到電子(或電流流出)
教師: 原電池的工作原理
在外電路中,負極失去電子,正極得到電子,電子從負極向正極移動。
在內電路中(在溶液中),溶液中的陰離子向負極移動過,溶液中的陽離子向正極移動。 這樣整個電路構成了閉合回路,帶電粒子的.定向移動產生電流。
教師:
[過渡] 回憶思考:通過以上實驗想想原電池是由哪幾部分組成的,構成原電池的條件又有哪些?
教師:原電池組成條件:兩極一液一連線
① 兩種活潑性不同的金屬(或其中一種為能導電的非金屬,如“碳棒”)作電極,其
中較活潑金屬為負極。較不活潑金屬(或非金屬)為正極
② 電解質溶液
③ 形成閉合回路
④ 能自發地發生氧化還原反應
教師:一個原電池裝置我們怎樣來判斷它的正負極呢?
【歸納小結】判斷原電池正、負極的方法
1、由組成原電池的兩極材料判斷:
一般是活潑的金屬為負極,活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極。
2、根據電流方向或電子流動方向判斷:
電流是由正極流向負極,電子流動方向是由負極流向正極。
3、根據原電池兩極發生的變化來判斷:
原電池的負極總是失電子發生氧化反應,正極總是得電子發生還原反應。
4、電極反應現象
不斷溶解,質量減少為負極;有氣體產生,或質量增加或不變為正極。
教師:我們來看一下原電池原理有哪些應用
①制作化學電源
②加快反應速率
③判斷金屬活動性的強弱
④防止金屬的腐蝕
教師:這節課我們初步了解了原電池裝置,其實我們身邊有很多原電池,同學們要善于從生活中發現化學,培養對化學的興趣。
作業處理:
1、調查我們周圍有哪些電池是利用原電池原理生產的。
2.上網查詢,更多原電池的種類及應用
高中化學《原電池》課堂教學設計 3
童 恬(汕尾市 ,汕尾市城區田家炳中學)
教學目標:
一、知識與技能:
1、了解原電池的工作原理,原電池的構成條件并能設計簡單的原電池;
2、理解原電池的本質和原電池的正負極與氧化還原反應的關系;
二、過程與方法
1、通過對比實驗的探究認識到原電池在化學能轉變為電能過程中所起到的作用;
2、通過探究實驗,分析并歸納出形成原電池的條件;
3、通過多媒體動畫分析原電池中微觀粒子的移動,深入理解原電池的本質;
三、情感態度與價值觀
1、學會通過對比的方法來處理實驗結果,由具體的實驗現象描述逐漸形成抽象概括;
2、認識到科學對人類產生的影響是多方面的,要有辯證看待事物的眼光;
3、認識到個體與群體是密切相關的,從而形成“環保從我做起”的意識。
教學重難點:
1、本節教學重點:初步認識原電池概念、原理、組成及應用。
2、本節教學難點:通過對原電池實驗的探究,引導學生從電子轉移角度理解化學能向電能轉化的本質以及這種轉化的綜合利用價值。
學情分析:
學生在必修1中 已經學習了氧化還原反應,對氧化還原反應的特征——“反應中有電子的得失”有較好的認識。并掌握了氧化反應、還原反應與電子得失(化合價升降)的聯系。這將有助于學習者理解并掌握原電池的本質——氧化還原反應,以及原電池正負極與電極得失電子的關系。
教材分析:
本節課講授的是《化學-必修二》中第二章第二節——化學能與電能。在高中化學中關于原電池的內容有兩部分,分別是必修二第二章第二節(化學能與電能)以及選修四第
四章第一節(原電池)。本節課作為必修內容中的一部分,在知識的深度上偏低,要符合所有學習者的學習情況;在廣度上要有一定的拓展,使得學習者能夠有一個較為開闊的學習視野;而在學習知識上要把握好基礎知識的框架,為部分學習者的后續學習奠定基礎。
教學過程:
【引入】同學們好,你們看這是什么?(展示手電筒、手機、MP3等電器)
【學生回答】電筒、手機、MP3。
【引導】這些電器的工作需要什么樣的能源?從哪里獲得?
【學生回答】電能,電池。
【引導】那么電池如何能產生電能呢?要解決這個問題我們先回顧一下上節課所學的知識,各種形式能量之間可以相互轉化,比如化學反應中化學能可以轉化為熱能。那么電能可以由什么能量轉化來,你們了解哪些發電方式吧?
【學生回答】有火力發電、水力發電、風力發電、核能發電等。
【講述】閱讀教材40頁圖2-7、2-8及第二段了解我國發電方式和發電總量構成,以及火力發電過程中的能量轉化。
【分組討論】我國發電總量構成說明什么問題?火力發電過程中涉及哪些形式的能量轉化?分析火力發電的缺點?
【學生回答】以火力發電為主,火力發電就是通過化石燃料燃燒,使化學能轉變成為熱能,加熱水使之汽化為水蒸汽以推動蒸汽輪機,然后帶動發電機發電。 即存在化學能 → 熱能 → 機械能 → 電能 幾種能量的轉化。
缺點包括:
1、煤是不可再生能源
2、煤燃燒對環境的污染大
3、火力發電能量轉化過程多,能量損耗多能量利用率低。
【引導】從上面討論可知火力發電事實上將化學能最終轉化為了電能,只不過所需的能量轉化過程多,能量利用率低。那么我們能不能找到一種直接將化學能轉化為電能的方法呢?
我們再來分析一下火力發電過程中的能量轉化過程
化學能 → 熱能 → 機械能 → 電能
大家覺得這一系列的能量轉化過程中最重要的一步是哪一步?為什么?
【學生回答】 化石燃料的燃燒即 化學能 → 熱能 因為只有將化學能以熱能
形式釋放出去后才可能實現后續過程中的能量形式轉化。
【引導】非常正確,由此我們可以看出在火力發電中,化石燃料的燃燒(發生氧化還原反應)是使化學能轉化為電能的關鍵。 那么誰能告訴我氧化還原反應的本質是什么?
【學生回答】還原劑和氧化劑之間存在電子的轉移。
【引導】對!因此電子轉移的結果是引起物質化學鍵重新組合,同時將化學能以熱能釋放。那么如果我們能將氧化還原反應中的化學能直接以電能形式釋放,是否就可以實現化學能直接轉化為電能呢?
下面請同學們完成以下幾個探究實驗,并討論完成相關實驗報告。
【學生分組實驗】
實驗一 取60mL稀硫酸置于200mL燒杯中,用pH試紙
測定其pH值。然后將一塊鋅片插入稀硫酸中,觀察實驗現象。
一段時間后再測溶液的pH值,并用手觸摸燒杯外壁。
【學生總結】
Zn片逐漸溶解,Zn片表面有氣泡產生,溶液的
pH值增大,燒杯外壁有一定溫度。
結論:Zn與稀H2SO4發生了化學反應
【引導】請同學們思考并討論幾個問題:
①根據相關實驗現象,寫出反應方程式
②反應過程中有無電子轉移,如果有,分析誰得電子,誰失電子?
③反應過程中的能量轉化形式如何?
【討論并總結】pH值增大即說明溶液中的c(H+)減小,H+
數目減少,有氣泡產生。因此反應為:
Zn+H2SO4 === Zn SO4 + H2↑
Zn – 2e- === Zn2+ 發生氧化反應
2H+ 2e=== H2↑ 發生還原反應
化學能轉化為熱能。
實驗二 另取60mL稀硫酸置于200mL燒杯中,用pH試紙 + - Zn 稀H2SO4 Cu 稀H2SO4
測定其pH值。然后將一塊銅片插入稀硫酸中,觀察實驗現象。
一段時間后再測溶液的pH值,并用手觸摸燒杯外壁。
【學生總結】
無明顯現象,溶液的pH不變,燒杯外壁無溫度變化。此過程中未發生反應,
實驗三 另取60mL稀硫酸置于200mL燒杯中,用pH試紙
測定其pH值。然后將一塊鋅片和一塊銅片同時插入稀硫酸中,
觀察實驗現象。一段時間后再測溶液的pH值。
【學生總結】
同實驗一 Zn片逐漸溶解,Zn片表面有氣泡產生,
溶液的`pH值增大,燒杯外壁有一定溫度。Cu片
無明顯現象。
結論:Zn與稀H2SO4發生了化學反應
Cu與稀H2SO4不發生化學反應
實驗四 另取60mL稀硫酸置于200mL燒杯中,用
pH試紙測定其pH值。然后將一塊鋅片和一塊銅片
同時插入稀硫酸中,用導線連接,并在導線中間連
接一個電流計。觀察實驗現象。
【學生總結】
Zn片逐漸溶解,Cu片不溶解,Cu片表面有氣泡
產生,溶液的pH值增大,電流表的指針發生偏轉。
【引導】這里出現了兩個比較特殊的現象,其一
Cu片表面有氣泡產生,其二電流表的指針發生了偏轉。請同學們結合實驗一的現象和結論分析為什么Cu片表面有氣泡產生,電流表的指針偏轉說明什么?并思考該過程中得、失電子的物質是什么?寫出相關化學反應
【討論并總結】
1、Zn片逐漸溶解,Cu片不溶解,說明失電子的還是Zn片,Cu片并未失電子。
2、Cu片表面有氣泡產生,溶液的pH值增大,說明該氣泡仍然是H2,只不過氫Zn Cu 稀H2SO4
離子是在銅片上獲得電子,而不是在鋅片上獲得電子。
3、發生的化學反應還是Zn+H2SO4 === ZnSO4 + H2↑
4、電流表的指針偏轉說明有電流產生,該過程獲得了電流,即實現了化學能轉化為電能。
【引導】通過同學們的討論,我們確定了在實驗四中實現了化學能轉化為電能,在此過程中發生的化學反應和實驗一相同,因此我們有必要分析一下為什么同一個化學反應經過不同的實驗裝置設計實現了化學能轉化為了兩種不同形式的能量(熱能、電能)。這種實驗裝置的設計有什么特殊之處?
思考這樣幾個問題:
①為什么失去電子的是Zn片,而不是Cu片?
②對比實驗一和實驗四得失電子的位置差別?
③Cu片并未失電子,而氫離子是在銅片上獲得電子,那么Cu片上的電子是從什么地方來的?
【討論并總結】
1、Zn和Cu的金屬活潑性不一樣,Zn比Cu的失電子能力強。
2、實驗一中得失電子的位置均在Zn片表面,而實驗四中失電子的位置在Zn片表面(發生氧化反應),得電子的位置在Cu片(發生還原反應)。
3、Cu片上的電子來自于Zn片,電子經導線從Zn片流向Cu片從而獲得電流。
【歸納】從同學們的討論可知,只要具有類似實驗四這種把一個氧化還原反應拆分為氧化反應和還原反應使之在不同區域進行,并通過導線傳遞氧化還原反應中的轉移電子的實驗裝置就能實現化學能直接轉化為電能。因此我們把這種將化學能轉變為電能的裝置叫做原電池。另外,根據物理學知識我們知道電流(正電荷)由正極流向負極,那么電子(負電荷)就應該從負極流向正極,因此我們可以規定實驗四中的鋅片作為負極,銅片作為正極。它們發生的反應稱為電極反應。
【繼續探究】
現在我給大家一些材料,各小組可以自己設計原電池,然后匯報設計結果與心得。
(材料:導線、炭棒、鐵片若干、銅片若干、燒杯、稀硫酸、檢流計、蔗糖溶液、硫酸銅溶液 )
高中化學《原電池》課堂教學設計 4
一、 學習目標
1、 掌握原電池實質,原電池裝置的特點,形成條件,工作原理
2、 了解干電池、鉛蓄電池、鋰電池、燃料電池
3、 了解金屬的電化學腐蝕
二、 知識重點、難點
原電池原理、裝置特點、形成條件、金屬的電化學腐蝕
三、教學過程
引入: 你知道哪些可利用的能源?電池做為能源的一種,你知道
是怎么回事嗎?它利用了哪些原理?你知道金屬是如何生
銹的嗎?
新授: 原電池原理及其應用
實驗:4-15:①將鋅片插入稀硫酸中報告實驗現象。
②將銅片插入稀硫酸中報告實驗現象。
③將與鐵鋅銅片相互接觸或用導線連接起來插入稀硫酸中報
告實驗現象。
④在③中把鋅片和銅片之間連上電流計,觀察其指針的變化。
結論:①鋅片能和稀硫酸迅速反應放出H2
②銅片不能和稀硫酸反應
③銅片上有氣體生成
④電流計的.指針發生偏轉,說明在兩金屬片間有電流產生
結論:什么是原電池?(結論方式給出)它的形成條件是什么?
原電池定義:把化學能轉化為電能的裝置叫做原電池.
形成條件:
①兩個電極
②電解質溶液
③形成閉合電路
討論:1、Zn|H2SO4|Cu形成裝置后有電流產生,鋅片上發生了什么
高中化學《原電池》課堂教學設計 5
【教學目標】
1.掌握原電池的構成條件,理解原電池的原理,能正確判斷原電池的正負極,正確書寫電極反應式、電池反應式,能根據氧化還原原理設計簡單的原電池。
2.通過實驗探究,體驗科學探究的方法,學會分析和設計典型的原電池,提高實驗設計、搜索信息、分析現象、發現本質和總結規律的。
3.在自主探究、合作交流中感受學習快樂和喜悅,增強學習的反思和自我評價能力,激發科學探索,培養科學態度和創新精神,強化環境保護意識以及事物間普遍聯系、辨證統一的哲學觀念。
【教學重點】
原電池的構成條件
【教學難點】
原電池原理的理解;電極反應式的書寫
【教學手段】多媒體教學,學生實驗與演示實驗相結合
【教學方法】實驗探究教學法
【課前準備】將學生分成幾個實驗小組,準備原電池實驗儀器及用品。實驗用品有:金屬絲、電流表、金屬片、水果。先將各組水果處理:A組:未成熟的橘子(瓣膜較厚),B組:成熟的橘子(將瓣膜、液泡攪碎),C組:準備兩種相同金屬片,D組:準備兩種不同金屬片。
【教學過程】
[師]:課前我們先作個有趣的實驗。請大家根據實驗臺上的'儀器和藥品組裝:將金屬片用導線連接后插入水果中,將電流表串聯入線路中,觀察會有什么現象發生?
(巡視各組實驗情況)。
[師]:請大家總結:有什么現象發生?
[生]:總結:出現兩種結果:
①電流表指針偏轉 ②電流表指針不發生偏轉
[師]:電流表指針偏轉說明什么?為什么會發生偏轉?
[生]:說明有電流產生。
[師]:這個裝置就叫做原電池。這節課我們共同研究原電池。請大家列舉日常使用的原電池都有哪些?
[展示干電池]:我們日常使用的電池有下面幾種,大家請看:
[播放幻燈片]:
化學電池按工作性質可分為:一次電池(原電池);二次電池(可充電電池)鉛酸蓄電池。其中:一次電池可分為:糊式鋅錳電池、紙板鋅錳電池、堿性鋅錳電池、扣式鋅銀電池、扣式鋰錳電池、扣式鋅錳電池、鋅空氣電池、一次鋰錳電池等。二次電池可分為:鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、二次堿性鋅錳電池等。鉛酸蓄電池可分為:開口式鉛酸蓄電池、全密閉鉛酸蓄電池。
原電池的構成:任何一種電池由四個基本部件組成,四個主要部件是:兩個不同材料的電極、電解質、隔膜和外殼。
【評注】提出問題,從身邊走近化學,喚起學生學習興趣。
高中化學《原電池》課堂教學設計 6
一、教學目標
【知識與技能】
1、理解原電池的基本反應原理;
2、掌握電極正負極的判斷、能夠寫出電極反應式;
3、學習原電池組成的條件;
4、利用氧化還原反應設計原電池。
【過程與方法】
通過對原電池組成條件的研究,學習歸納總結的方法。
【情感態度與價值觀】
培養學生認真完成實驗、仔細觀察現象、合理分析實驗的科學態度。
二、教學重難點
重點:原電池的原理和原電池的組成。難點:原電池的原理和原電池的組成。
三、教學方法
主要采用討論法并輔助以多媒體教學手段和實驗。引導學生討論、類比分析,從而歸納出原電池的概念和組成條件,并通過多媒體課件幫助學生理解兩極的氧化還原反應原理。
四、教學過程
【新課引入】格林太太是一位非常美麗大方的夫人,她微笑的時候總是露出一口整齊的牙齒,其中有一顆是金色的,那象征著她的地位和財富,另一顆是鋼的,那是一次車禍后留下的。令人不解的是,自從車禍換上那顆鋼牙之后,格林太太就整天頭疼,夜不能寐。醫生找不出問題,連心理醫生也愛莫能助,但是一位年輕的化學家找出了問題的癥結,你知道化學家怎么解決了問題嗎?你能為格林太太開出一張藥方嗎?
要想知道答案,我們一起來學習今天的內容。
上節課我們學習過化學能能夠轉化為熱能、光能,能不能將化學轉化為電能呢?
【實驗展示】Zn,Cu放入稀H2SO4,用導線連接,記錄現象。
【生活動】觀察并記錄實驗現象。
【師分析】(學案投影)Zn,Cu單獨放入稀H2SO4,Zn片表面產生氣泡,Cu片表面不產生氣泡;用導線連接,發現Cu片表面產生氣體的同時產生電流。說明生成新物質的同時,產生電流,可見化學能還可以轉化為電能。這個裝置稱為原電池。我們今天就來一起探討原電池。
【板書】
原電池
一、原電池
1.定義:將化學能轉化為電能的裝置。
【師引導】在這個裝置中,為什么會產生電流?
【生回答】電子發生定向移動。
【師引導】哪里的電子?
【生回答】Zn片Cu片上有能夠自由移動的電子。
【師引導】電子從Cu片流向Zn片?還是Zn片流向Cu?為什么?
【生回答】Zn比Cu活潑,所以電子從Zn片流向Cu。
【師分析】(動畫播放)從另一個角度講,Zn的電勢比Cu的電勢高,它們之間存在電勢差,就像水從高處向低處流動一樣,故電子從Zn到Cu。那么為什么Cu表面產生氣泡呢?
【生回答】溶液中的H+在Cu片表面得電子生產H原子,兩兩結合生成H2。
【師提問】H元素由+1價的離子變成H2,為什么?發生什么反應?
【生回答】得電子生成H2,化合價降低,發生還原反應。
【師引導】有得必有失,則Zn失電子生成Zn2+,化合價升高,發生氧化反應。
【師總結】(幻燈片播放)相當于Zn通過Cu將電子傳遞給溶液中的H+,反應的實質是Zn和H+的反應——氧化還原反應。只是一邊發生氧化反應,另一邊發生還原反應,將氧化還原反應分開進行,從而產生電子的定向移動,產生電流,這就是原電池的工作原理。其中Zn片和Cu片在原電池中叫做電極。失去電子的一極叫做負極,得到電子的一極叫做正極。
【板書】
2.電極
負極:電子流出的一極,發生氧化反應
正極:電子流入的一極,發生還原反應
【師強調】氧化反應在負極發生,失去電子;還原反應在正極發生,得到電子。
【師引導】什么樣的材料可以做電極?
【生回答】可以導電的物質,且活潑性不同。
【師總結】一般使用金屬或者石墨電極。將一個氧化還原反應分在負極和正極進行才能形成原電池。
【練習】判斷下列裝置能否形成原電池。能夠形成原電池的`指出正負極,書寫正負極反應,電池總反應。
【師引導】電解質溶液提供可以自由移動的陰陽離子,在內電路中形成閉合回路。
所以要形成原電池有哪些條件?
【板書】
3.形成原電池的條件:
(1)有自發進行的氧化還原反應
(2)活潑性不同的電極
(3)形成閉合回路
(4)溶液為電解質溶液
【師總結】只要有一個能夠自發進行的氧化還原反應,在兩極進行,形成閉合回路,且溶液為電解質溶液,就一定能形成原電池。
那么生活中哪些物質可以組成原電池呢?利用金屬片和水果蔬菜能否組成原電池?
【生活動】組裝水果電池。成果展示。
【師總結】水果中存在酸,可以與金屬片反應,只要滿足條件都可以組成原電池。
【師引導】現在你能給格林太太開出藥方了嗎?
【師總結】原電池由自發行進的氧化還原反應;活性不同的電極;閉合回路和電解質溶液組成,原電池負極失去電子發生氧化反應,正極得電子發生還原反應。
【作業布置】完成學案上的原電池設計和練習冊上的習題
【板書設計】
原電池
1.定義:將化學能轉化為電能的裝置。
負極:電子流出的一極,發生氧化反應
2.電極
正極:電子流入的一極,發生還原反應
3.形成原電池的條件:
(1)有自發進行的氧化還原反應
(2)活潑性不同的電極
(3)形成閉合回路
(4)溶液為電解質溶液
高中化學《原電池》課堂教學設計 7
一、教材分析
1、教材地位和作用
《化學反應原理》第一章著重研究了化學反應與熱能的關系,而第四章電化學基礎著重研究化學反應與電能的關系,二者都屬于熱力學研究范疇。
原電池作為電化學的基礎,應用十分廣泛。利用其原理可制成多種電池,在工農業生產,以及日常生活等方面都有廣泛的用途。另一個重要意義是從本質上弄清金屬的腐蝕,找到金屬防護的方法,認識防止金屬腐蝕的重要意義。
2、課標分析
①新課程標準對電極電勢等概念不作要求,在理論方面控制了知識深度。
②氧化還原理論和金屬活動性順序,以及物理學中的電學知識,已對有關問題進行一些定性的介紹和分析。
③本節課重在對原電池中正、負電極的判斷,設計原電池時對正、負電極材料和電解質溶液的選擇以及對電極反應產物的判斷等。
3、教學重點和教學難點
教學重點:進一步了解原電池的工作原理,能夠寫出電極反應式和電池反應方程式。
教學難點:原電池的工作原理。
解決辦法:
①學生共同探討設計實驗方案,體驗探究過程。
②通過數字實驗室電流傳感器作圖和多媒體動畫展示使學生直觀感受原電池的工作原理以及鹽橋的作用。
③結合實驗現象強化原電池的電極、電池反應方程式的書寫。
4、教學目標
知識與技能目標:
進一步了解原電池的工作原理,寫出電極反應方程式。過程與方法目標:
①通過原電池實驗的觀察和分析,體會化學反應原理的形成過程。
②通過原電池實驗的探究,學會解決問題的方法。
情感態度與價值觀目標:
①通過學習原電池聯系社會、生活與實踐增強學生的學習興趣。
②通過課堂探究活動,培養學生的探究能力,與人合作、交流的能力。
5、教學內容的處理在處理教學內容時,把教學內容分為一下幾個步驟:
①在必修2 “化學能與電能”的基礎上以銅鋅原電池為例,進一步強調原電池的組成和原理。
②學生討論且設計實驗方案,體驗實驗的樂趣。教師通過電子白版轉換多媒體動畫和電流傳感器作圖,提出問題引導學生探究并講解原理。
③學生通過實驗探究結果量化對比、討論并歸納總結出原電池中鹽橋的重要性及其作用。
④結合實驗現象的分析,學生熟練掌握原電池的電極、電池反應方程式的書寫。
二、教學方法和教學手段的選擇
教學方法:實驗探究式教學法
教學策略:采用學生“自主—合作—探究”的`學習模式。以學生為中心,通過學生小組討論,自己動手設計實驗,體驗合作探究的樂趣。
教學手段:利用數字實驗室電流傳感器及多媒體動畫等輔助教學,量化電流強度及演示原電池鹽橋中離子的移動方向,使學生更直觀的掌握電化學原理。
設計意圖:
1、通過學生親自探討原電池,并運用現代數字實驗室及多媒體動畫展示等直觀手段,動靜結合,宏觀與微觀結合,化抽象為具體,形象生動,突出重點,突破難點。
2、讓學生自主觀察歸納總結,培養學生的思維能力和語言表達能力,充分發揮學生的主體地位和教師的主導地位。
三、學生學情分析和學法指導
1、學情分析
對學生原有的認知結構的分析:
①通過對原電池的學習,增加學生對于原電池的感性認識。
②通過原電池的探究,掌握邏輯推理的方法,學會歸納化學反應原理的過程和運用相關原理解決實際問題的演繹過程。學生在學習本節內容有可能出現的問題分析如下:
(1)氧化還原反應不會判斷。
(2)缺乏知識連貫性。
③原電池中正負極的判斷及電極方程式的書寫。
2、學法指導
①合作探究法
開展合作探究活動、發展學生的探究能力、體驗合作、共同探究、提高學習技能。
②教師問題引導法針對學生探究實驗中現象,提出問題,啟發學生探究思維。
③多媒體演示法
運用電子實驗室電流傳感器作圖、多媒體演示原電池中鹽橋中粒子的移動方向,增加直觀感激發學生學習的興趣。
四、教學過程及設計構思
(一)實驗引課
教師演示實驗,引入課題,質疑問題。、
設計意圖:
①考察學生對必修2所學原電池工作原理的掌握程度。
②為本節課探究實驗創造情景。
③實驗引課增強學生的學習興趣和求知欲望。
(二)問題導課
1、上述實驗裝置構成原電池了嗎?
2、為什么無電流通過?
3、怎樣才能使得裝置有電流產生?學生分組討論提出假設和解決的方法
設計意圖:
①通過課堂探究活動,培養學生的探究能力,與人合作、交流的能力。
②通過討論判斷,強化學生對已有知識體系的掌握和靈活運用,以提出解決方案。
根據現象強化電極、電池反應方程式的書寫現象1:電流傳感器顯示有電流通過,并指示電子是由鋅片流向銅片,在銅片表面有紅色的銅析出。
結論1:發生了原電池反應,且其中鋅為原電池的負極,銅為正極。負極:Zn-2e—=Zn2+正極:Cu2+ + 2e—=Cu總反應:Zn + Cu2+=Zn2+ + Cu
現象2:隨著時間的延續,電流越來越小,直至無電流通過。同時鋅片表面逐漸被銅全部覆蓋。
(二)問題導課
著時間的延續,電流逐漸減小,最后沒有電流呢?產生持續穩定的電流呢?
根據現象強化電極、電池反應方程式的書寫電極反應:Zn — 2e—=Zn2+(負極)Cu2+ + 2e—=Cu(正極)
電池總反應:Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+
鹽橋:通常是KCl飽和溶液和瓊脂制成的膠凍。
鹽橋的作用:
①使整個裝置構成閉合回路。
②平衡電荷。
(三)課堂小結(學生概括)
1、總結形成原電池的條件
2、原電池中電子、電流以及陰陽離子的移動方向
3、電極反應方程式的書寫
設計意圖:發揮學生的主體作用。
(四)板書設計
教師簡明扼要書寫課堂探究主題流程,
學生根據實驗現象板書電極、電池反應方程式。設計意圖:強化電極、電池反應方程式的書寫。
(五)練習檢測
下列哪些裝置能構成原電池?寫出能構成原電池裝置的電極、電池反應方程式。
(六)時間安排
1、實驗引課用時:五分鐘
2、第一次討論:八分鐘
3、第一次分組實驗:五分鐘
4、學生板書電極反應式,電池反應方程式:二分鐘
5、第二次討論:八分鐘
6、第二次分組實驗:五分鐘
7、學生問題反饋:二分鐘
8、學生課堂小結和問題交流:五分鐘
9、練習檢測:五分鐘
(七)課后體會和反思
1、通過本節課的學習,學生的積極性被充分調動起來,學生做探究實驗的熱情很高,發揮了他們的聰明才智,體現了學生的主體地位。但是在操作過程中,學生的實驗技能還需加強。
2、化學是一門以實驗為基礎的學科,如果讓學生多接觸實驗,那么他們對知識的接受能力有很大的提升。
3、為在今后的課堂中更充分地調動學生的積極性,挖掘學生的參與熱情,在教學設計上可勇于打破思維定勢,開拓思維,尋求解決問題的最佳方法。
高中化學《原電池》課堂教學設計 8
學習目標
初步認識原電池概念、原理、組成及應用。體驗化學能與電能相互轉化的探究過程
教學過程
電能是現代社會中應用最廣泛,使用最方便、污染最小的一種二次能源,又稱電力。例如,日常生活中使用的手提電腦、手機、相機、攝像機……這一切都依賴于電池的應用。那么,電池是怎樣把化學能轉變為電能的呢?
一、原電池實驗探究
【實驗探究】(銅鋅原電池)實驗步驟現象
1、鋅片插入稀硫酸
2、銅片插入稀硫酸
3、鋅片和銅片上端連接在
一起插入稀硫酸
【問題探究】
1、鋅片插入稀硫酸中有什么現象?寫出反應的離子方程式。稀硫酸
銅片插入稀硫酸呢?
2、鋅片和銅片用導線連接后插入稀硫酸中
a、現象又怎樣?
b、鋅片和銅片上變化的反應式怎樣書寫?
c、電子流動的方向如何?
3、探究1和探究3發生的反應一樣,為什么探究3會產生電流?
1、原電池概念:_______能轉化為_________能的裝置叫做原電池。
2、實質:一個能自發進行的氧化還原反應,若能設法使氧化與還原分開進行,讓電子的不規則轉移變成定向移動,便能形成電流。即將化學能轉化成電能的形式釋放。
3、原理:
(1)當銅片與鋅片不連接,一同浸入稀硫酸銅溶液時,鋅直接把電子給了_________,反應的離子方程式為_____________________________,反應把_________轉化為_________。
(2)當銅片與鋅片用導線連接,一同浸入稀硫酸銅溶液時,由于鋅比銅活潑,鋅容易_____電子被_________成Zn2+進入溶液,電極反應式為_____________________。鋅片上的電子通過________流向_________,溶液中的______從銅片上______電子,被______成______、電極反應式為________________________、反應的總方程式是______________________ 。
反應是將_______________轉化為_______________________、
二、原電池的'構成條件
1、活潑性不同的兩電極:負極(相對活潑的金屬),正極(相對不活潑的金屬或非金屬導體)
2、電解質溶液
3、形成閉合回路(導線連接或直接接觸且電極插入電解質溶液
4、自發的氧化還原反應(本質條件)
思考:
1、鋅銅原電池的正負極可換成哪些物質?保證鋅銅原電池原理不變,正負極可換成哪些物質?(C、Fe、Sn、Pb、Ag、Pt、Au等)
2、鋅銅原電池中硫酸能換成硫酸鈉嗎?
3、判斷是否構成原電池,是的寫出原電池原理。
鎂、鋁/硫酸;鋅、碳/硝酸銀;鐵、銅在硫酸中短路;鋅、銅/水;鋅、鐵/乙醇;鎂、鋁/氫氧化鈉;硅、碳/氫氧化鈉
4、請將氧化還原反應Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+設計成電池:此電池的優點:能產生持續、穩定的電流。
(1)、什么是鹽橋?
鹽橋中裝有______________和______________。
(2)、鹽橋的作用是什么?
可使由它連接的兩溶液保持電______,鋅鹽溶液會由于鋅溶解成為Zn2+而帶上___電,鹽橋中的_______流入,而使溶液呈中性。銅鹽溶液會由于銅的析出減少了Cu2+而帶上了____電,鹽橋中的_______流入,而使溶液呈中性。
鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉移,使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續進行。
導線的作用是傳遞電子,溝通______電路。而鹽橋的作用則是溝通______電路。
三、原電池的工作原理:
負極反應:_____電子(_____反應),正極反應:_____電子(_____反應)電流方向:____→_____,電子流向:______→________
電解質溶液中離子運動方向:陽離子:向_______極區移動,陰離子:向_______極區移動
總反應==正極反應+負極反應(復雜的電極反應:總反應—簡單的電極反應)
四、原電池的應用
1、原電池可加快反應速率
2、利用原電池反應現象可判斷金屬的活潑性
高中化學《原電池》課堂教學設計 9
一、 學習目標
1、 掌握原電池實質,原電池裝置的特點,形成條件,工作原理
2、 了解干電池、鉛蓄電池、鋰電池、燃料電池
3、 了解金屬的電化學腐蝕
二、 知識重點、難點
原電池原理、裝置特點、形成條件、金屬的電化學腐蝕
三、教學過程
引入: 你知道哪些可利用的能源?電池做為能源的一種,你知道是怎么回事嗎?它利用了哪些原理?你知道金屬是如何生銹的嗎?
新授: 原電池原理及其應用
實驗:4-15:①將鋅片插入稀硫酸中報告實驗現象,原電池原理及其應用。
②將銅片插入稀硫酸中報告實驗現象。
③將與鐵鋅銅片相互接觸或用導線連接起來插入稀硫酸中報告實驗現象。
④在③中把鋅片和銅片之間連上電流計,觀察其指針的變化。
結論:①鋅片能和稀硫酸迅速反應放出H2
②銅片不能和稀硫酸反應
③銅片上有氣體生成
④電流計的指針發生偏轉,說明在兩金屬片間有電流產生
結論:什么是原電池?(結論方式給出)它的'形成條件是什么?
原電池定義:把化學能轉化為電能的裝置叫做原電池.
形成條件: ①兩個電極
②電解質溶液
③形成閉合電路
討論:1、Zn|H2SO4|Cu形成裝置后有電流產生,鋅片上發生了什么
反應?銅片上發生了什么反應?(可以取鋅片周圍的溶液用NaOH溶液鑒別;取銅片上生成的氣體檢驗,化學教案《原電池原理及其應用》。)
結論:在鋅片周圍有鋅離子生成;銅片上生成的是H2
討論:可能造成此現象的原因?倆金屬片上的反應式的書寫。
結論:在Zn上:Zn – 2e- =Zn2+
在Cu上:2H++2e-=H2
Zn失去電子流出電子通過導線--Cu--電解質中的離子獲得電子
我們把: 流出電子的一電極叫負極;
電子流入的一極叫做正極
兩極反應的本質:還是氧化還原反應,只是分別在兩極進行了。
負極失電子 被氧化 ,發生氧化反應
正極得電子 被還原 發生還原反應
實驗:分別用兩個銅片和兩個鋅片做上述實驗④。
結論:兩種情況下電流計不發生偏轉,說明線路中無電流生成,銅片上無氣體生成。即兩電極必須是活潑性不同的金屬與金屬或金屬與非金屬(能導電)
高中化學《原電池》課堂教學設計 10
知識與技能:
1、使學生了解原電池的工作原理。
2、能夠寫出電極反應式和電池反應方程式。
過程與方法:
1、經歷探究構成原電池的原理的過程,了解科學探究的步驟,學習科學探究的基本方法,提高科學探究的能力;
2、經歷多次小組合作、學習、討論,是學生合作學習、解決問題的能力得到提高。
情感態度與價值觀:
在合作探究學習的過程中體驗思維碰撞的樂趣。
重點:
了解原電池的工作原理,能夠寫出電極方程式和電池反應方程式。
難點:
原電池的工作原理。
教學過程:
【引入】學生閱讀教材70頁,解答電化學定義及電化學研究的內容,使學生在整體上了解本章知識點。
【播放視頻】以塑料杯、鐵釘、銅絲、白醋、二極管等生活中常見基本器材所做的有關原電池的實驗,引起學生的興趣,并提出問題,二極管發光的原因是什么,讓學生帶著問題去學習。
【展示問題】
1、什么是原電池?
2、構成原電池的條件是什么?
3、原電池的正負極和電子流向如何判斷?
4、原電池的工作原理是什么?(將原電池內容進行細分,使學生有目的的進行學習研究,給學生五分鐘時間,閱讀課本71—72頁,帶著問題進行閱讀,是學生對于整體知識有一個初步的認識,方便之后的學習)
【提問】什么是原電池
【學生回答】將化學能轉化為電能的裝置叫做原電池。
【追問】那么構成原電池需要什么條件呢?接下來通過實驗探究來進行了解。
【實驗探究一】
【結論】前一個裝置可以形成原電池,后一個裝置不能形成原電池,得出形成原電池的條件之一:活潑性不同的兩個電極。并通過討論,進一步確定,活潑性較強的做負極,而活潑性較弱的做正極。
【實驗探究二】
【結論】前一個裝置可以形成原電池,后一個裝置不能形成原電池,得出形成原電池的條件之二:電極必須插進電解質溶液中。
【實驗探究三】
【結論】前一個裝置可以形成原電池,后一個裝置不能形成原電池,得出形成原電池的條件之三:必須要形成閉合回路。
【追問】通過以上實驗,了解了構成原電池的三個條件,但是最根本的條件并沒有探究到。提問:原電池是將化學能轉化為電能的裝置,其中電流是如何產生的呢?
【學生回答】是由于電子的定向移動所以產生了電流
【追問】電子為什么會定向移動,在化學學習中哪種化學反應能使電子定向移動?
【學生回答】氧化還原反應
【總結】由以上提問,可得出構成原電池的'第四個條件:能自發進行的氧化還原反應。讓學生對構成原電池的四種條件記憶兩分鐘,之后進行提問。
【提問】構成原電池的條件?
1、具有活潑性不同的電極,較活潑的金屬作負極,較不活潑的金屬或非金屬作正極。
2、具有電解質溶液。
3、形成閉合回路。
4、具有能自發進行的氧化還原反應。
【提問】如何判斷原電池的正負極及電子的流向。(給學生三分鐘時間,學生小組討論,解決問題,之后隨機抽取學生回答)
負極:較活潑金屬,電子流出,發生氧化反應
正極:較不活潑金屬或非金屬,電子流入,發生還原反應。
【講述】剛才講解了有關原電池的定義、構成條件、各電極的反應,需要將這些知識點形成網絡,方便記憶與理解。
【小結】總結本節課的基本概念,對基本的定義和專用名詞進行記憶。
【練習】判斷裝置是否能形成原電池?
【回答】ABEO可以形成原電池;CDFMN不能構成原電池。
【追問】CDFMN為什么不能構成原電池,各自的原因是什么?(學生回答,進一步復習鞏固構成原電池的四個條件)
【結尾】展示原電池在以后學習中的應用,是學生對原電池的重要性有一個清晰的認識。播放一段由橙子制造原電池的實驗視頻,寓教于樂,使學生學會自己動手,學會用身邊簡單的生活原料來進行有趣的化學實驗,學以致用,達到良好的學習成果。
【板書】
電化學——原電池
1、定義:將化學能轉化為電能的裝置
2、工作原理:自發進行的氧化還原反應
3、構成條件:
①活潑性不同的電極材料
②必須插進電解質溶液中
③必須形成閉合回路
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