2019-2020年高中化學 第四章 電化學基礎 4.1 原電池教案 新人教版選修4.doc
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2019-2020年高中化學 第四章 電化學基礎 4.1 原電池教案 新人教版選修4一、教學目標知識與技能:深入了解原電池的工作原理。通過三次理論分析使學生對原電池的形成條件產生更完整的認識。學會書寫電極反應式和電池總反應。能根據(jù)反應設計簡單的原電池。過程與方法:學生通過橘子電池的實驗活動,體驗建構模型的過程。通過Zn-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中的應用。情感態(tài)度與價值觀:介紹電池發(fā)展史,激發(fā)學習興趣,感受原電池原理應用于化學電源開發(fā)的關鍵作用。通過雙液電池模型的建構,滲透對立統(tǒng)一的辯證唯物主義思想。二 教學重點:原電池工作原理和形成條件三 教學難點:氧化還原反應完全分開在兩極發(fā)生(分池、分液)四 教學方法:實驗探究五、教學過程與教學資源設計教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖展示圖片復習已知【引入】展示各種電池圖片,電池的作用?!緩土暋裤~鋅原電池裝置中正負極分別發(fā)生了什么反應?電流是如何產生的?【回顧復習】化學能轉化為電能的裝置。【復習】原電池工作原理:負極:氧化反應 失電子正極:還原反應 得電子電子從負極流向正極,陰離子從正極流向負極,形成閉合回路。第一次理論分析,復習已經掌握的原電池原理和形成條件,為后面的深化發(fā)展提供基礎。橘子實驗提煉模型【連接】在必修中有一個家庭實驗設計水果電池?!咎岢鰧嶒瀮热荨楷F(xiàn)在給你提供了以下材料,請你設計橘子電池,觀察實驗現(xiàn)象并提煉出原電池模型。可供選擇的材料:靈敏電流計、銅絲、鋅條、導線、培養(yǎng)皿、橘子【小組實驗】【方案展示,提煉模型】通過橘子實驗的方案討論,使學生從“單瓣”“兩瓣”形象實驗演化成“單池”“雙池”的模型建構;從“膜”上升到“鹽橋”的認識。第二次理論分析提出雙池-鹽橋模型,在模型分析中再次強調電流的形成過程,同時強調鹽橋的作用。序號方案、現(xiàn)象方案1Zn片和Cu片同時插入一瓣橘子中(有電流)方案2Zn片和Cu片分別插入未分開的兩瓣橘子中(有電流)方案3Zn片和Cu片分別插入分開的兩瓣橘子中(無電流)交流方案,匯總教師引導,學生主動建構模型,集體討論修改:方案1: 方案2:【針對方案2提問】為何兩瓣未分開的橘子也能產生電流?【針對方案3提問】為何兩瓣分開的橘子不能產生電流?如何改進,產生電流?【教師演示兩種解決方案】“連隧道”(用吸滿果汁的導管連通)、“搭橋”(用浸有NaCl溶液的濾紙條連接)?!咎釂枴窟@兩種解決方案為何能產生電流?請?zhí)釤捘P汀!局R介紹】在化學實驗中常用的鹽橋是在U型管里裝含有瓊膠的飽和KCl溶液?!究赡芙忉尅恳驗閮砂曛虚g的膜可以讓離子通過,離子定向移動形成閉合回路?!究赡芙忉尅课葱纬砷]合回路。解決方法:將兩瓣橘子貼在一起。還有可能會有將其浸入電解質溶液中?!究赡芙忉尅吭凇八淼馈焙汀皹颉敝须x子能夠定向移動,構成閉合回路?!咎釤捘P汀繉嶒炋骄客晟普J識【連接】水果中含有電解質溶液,因此可以設計水果電池實現(xiàn)化學能轉化電能的過程。如何將化學反應設計成原電池裝置呢?【提出問題】現(xiàn)有反應ZnCuSO4ZnSO4Cu,如何設計成原電池裝置?【組織學生交流,確定設計思路】先將氧化還原反應拆分,再根據(jù)反應確定電極材料和電解質溶液。【提出實驗目的】按鹽橋模型,根據(jù)ZnCuSO4ZnSO4Cu反應設計成原電池裝置。【指導學生實驗】注意電極材料的選擇。注意電解質溶液的選擇。注意記錄實驗現(xiàn)象。聯(lián)系已學知識,回憶根據(jù)化學反應設計成原電池裝置的思路和方法。思路1:先選材料,后定反應。Zn是負極,發(fā)生氧化反應;Cu是正極,發(fā)生還原反應。思路2:先拆反應,后選材料。Zn-2e-=Zn2+ 氧化反應 負極Cu2+2e-=Cu還原反應 正極可供使用的儀器和藥品:靈敏電流計、銅片、鋅片、導線、培養(yǎng)皿、ZnSO4溶液、NaCl溶液、CuSO4溶液、浸NaCl溶液的濾紙條(鹽橋)。注意:及時清洗電極。【小組實驗設計方案,并實施】通過方法討論和交流,后面學生實驗過程會有的放矢,防止漫無目的的實驗。通過實驗活動,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。在討論交流方案的過程中,學生對實驗現(xiàn)象的解釋,深入認識原電池原理和形成條件,上升到完整認識。通過雙液電池模型的建構,滲透對立統(tǒng)一的辯證唯物主義思想?!窘涣鞣桨浮俊痉桨?】為何Zn表面會變黑? 從能量轉化的角度說明什么方案負極負極液正極正極液現(xiàn)象1ZnCuSO4CuCuSO4Zn表面變黑有電流產生2ZnZnSO4CuCuSO4Zn表面不變黑有電流產生3ZnNaClCuCuSO4Zn表面不變黑有電流產生問題?(分析現(xiàn)象)Zn接觸到CuSO4溶液,會直接發(fā)生置換反應。說明Zn失去的電子并沒有完全轉化成電能,電能轉化率較低。【方案2】為何會產生電流?(理論分析)因負極和正極已有提供電子和接受電子的物質,兩者存在電勢差,有電子定向移動的趨勢。當通過鹽橋連接兩極時,陰離子從正極溶液通過鹽橋向負極移動,此時形成閉合回路,就形成了電流。【問題】負極液的作用?正極液的作用?(學生通過對比分析)負極液只起導電作用;正極液中Cu2+發(fā)生還原反應,且起導電作用?!究偨Y交流】你對原電池原理的認識?;仡櫄v史發(fā)展創(chuàng)新【介紹電池發(fā)展史】通過今天的實踐活動,聯(lián)系電池發(fā)展史,你有哪些感想?交流感受。介紹電池發(fā)展史,激發(fā)學習興趣,感受原電池原理應用于化學電源開發(fā)的關鍵作用。作業(yè)布置:課后作業(yè)P73面 第2、3、6題板書設計: 第一節(jié):原電池一、原電池的概念:直接將化學能轉變成電能的裝置。二、原電池的本質:氧化還原反應三、構成原電池的條件:1、兩極:活性不同的兩極電極材料(可以是兩種活性不同的金屬或金屬與非金屬)2、電解質溶液:要求電極材料在電解質溶液中能自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應3、要形成一個閉合的回路。 簡稱“兩極一液一線”- 配套講稿:
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