化学能转化为电能.docx

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化学能转化为电能

《化学能转化为电能》的教学设计

江苏丰县民族中学赵玲

教学内容：

苏教版普通高中化学课程标准实验教科书——《化学必修2》专题2化学反应与能量转化第三单元化学能与电能的转化

本单元主要包括三部分内容，它们分别是化学能转化为电能、化学电源、电能转化为化学能。

新的教学改革下，科学探究是化学教学的主题，而科学探究是以学生为中心的一种教学方式，体现“一切为了学生发展”的理念和宗旨。

这种先进的教学理念在我们教学中被接受和应用，但还存在一些不足，如过多的关注教学目标，教学任务的完成，不考虑学生的实际需求，对一些问题的设计和处理不适应学生的思维方式和实际情况，限制学生的思维，阻碍学生问题意识的发展。

从而使课堂教学被限制在老师的教案中，不能形成良好的动态课程效果。

基于此，本教案希望通过《化学能转化为电能》中的实验探究和问题设计，能使学生利用已有的化学知识和经验进行合理的思考，进行自我学习、自主学习，进而培养学生思考能力，发展对问题以及科学探究的预见能力。

在问题设计上引入了问题情景模式，希望能增加学生的思考活动，力求以学生为中心进行教学和学习。

教学目标：

1、知识与技能

（1）、认识化学能可以转化为电能。

（2）、初步认识原电池的工作原理和形成条件。

（3）、学会判断原电池的正负极，会书写简单的电极反应式

（4）、了解钢铁的电化学腐蚀

2、过程与方法

（1）、做实验，观察实验现象，体会实验在探究中的作用。

（2）、思考实验现象，发现问题，利用已有知识来解决问题。

（3）、利用问题群组，交流讨论获得新知。

3、情感态度与价值观

（1）、通过学生的学习，认识化学实验的重要性，以及实验的安全意识。

（2）、通过交流讨论，培养学生的合作意识，问题意识。

教学重点：

原电池的形成条件及工作原理

教学难点：

原电池的工作原理

教学准备：

锌片铜片稀硫酸溶液无水乙醇番茄导线电流计食盐水

教学方法：

问题探究教学、小组合作交流学习

教学过程：

教师活动

学生活动

设计意图

【实验引入】做一个有趣的实验：

把一个番茄切开两半，同时插入锌片和铜片，用导线相连，找一个学生用舌尖舔舔番茄，问感觉如何？

回答：

有麻麻的感觉。

通过化学实验引起学生强烈学习兴趣。

【教师】说明有电流通过，我们用电流计检验。

（继续探究实验）

观察思考，电流计指针发生偏转，得出确实有电流通过

【实验探究一：

】

实验1：

将一块锌片和一块

铜片分别插入盛有稀硫酸的

两个烧杯中

实验2：

将锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中且不接触

实验3：

将锌片和铜片用导线

连接后插入盛有稀硫酸的烧杯中

【教师】指导学生分组实验，分为三组，每组各找一个代表回答问题，完成表格。

学生分组实验，回答实验现象和结论，完成表格。

实验现象

结论

实验1

锌片表面有气泡，铜片表面没有气泡

锌与稀硫酸溶液反应，铜不与稀硫酸溶液反应

实验2

同上

同上

实验3

铜片表面有气泡

？

培养学生实验动手能力，观察能力，及分析问题的能力

【实验探究二：

】

铜片上为什么会产生氢气？

下列哪种设想是合理的？

如何验证？

设想一：

铜失电子生成Cu2+，硫酸溶液中的H+得电子生成氢气。

设想二：

锌失电子生成Zn2+，电子通过导线进入铜片，硫酸溶液中的H+在铜片上得到电子产生氢气。

交流讨论，积极思考。

回答：

第二种设想是对的，如果第一种对，溶液应该变蓝，结果没变蓝。

培养学生分析解决问题的能力

【教师】在实验3中发生的是Zn+2H+=Zn2++H2↑

的化学反应，却有电流通过，像这样的装置，我们称为原电池。

【板书】一原电池的定义：

将化学能转化为电能的装置成为原电池。

认真听讲

阅读课本原电池定义

由现象到本质是研究问题的基本方法，使学生体会、学会这一方法。

【教师提问】那么原电池的工作原理如何？

请同学们思考以下问题

问题：

1、锌片上发生的是什么反应？

2、铜片上发生的的是什么反应？

3、电子的流向如何？

4、电流的方向如何？

5、在铜锌原电池中，正极和负极分别是谁？

6、溶液中离子的移动方向如何？

7、从氧化还原角度分析正极和负极分别发生的是什么类型的反应？

学生思考、交流与讨论。

回答：

1、锌片上发生的反应

Zn-2e-=Zn2+

2、铜片上发生的反应

2H++2e-=H2↑

3、电子的流动方向如何？

电子由锌片经导线传到铜片。

4、电流的方向如何？

电流由铜片到锌片。

5、铜锌原电池的正极，负极分别是谁？

根据物理上的规定，铜片应该作正极，锌片应该作负极。

6、溶液中离子的移动方向？

H+Zn2+移向铜片，硫酸根离子移向锌片。

7、从氧化还原角度分析正极，负极发生的反应类型？

负极发生氧化反应，正极发生还原反应。

通过逐步分析

掌握原电池工作原理

【师生归纳总结】原电池工作原理并投影：

原电池反应的实质：

氧化还原反应分别在两极进行，还原剂在负极上失去电子通过导线转移到正极，氧化剂在正极上得到电子。

导线中产生了电流，从而实现化学能转化为电能。

原电池反应一定是氧化还原反应

总结观看投影

【板书】二、原电池的工作原理

负极：

电子流出的一极（锌片：

Zn-2e-=Zn2+）（氧化反应）

正极：

电子流入的一极（铜片：

2H++2e-=H2↑）（还原反应）

认真看黑板

【练习】

例1：

如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是（）

A.铁圈和银圈左右摇摆不定；

B.保持平衡状态；

C.铁圈向下倾斜；

D.银圈向下倾斜

【实验探究三】现有锌片、铜片各2片，稀硫酸溶液和无水乙醇各一瓶，导线若干，猜想哪些组合能构成原电池？

思考，选出正确的选项D

学生活动填表格：

探究液体

探究电极材料

有无电流

能否构成原电池

无水乙醇

锌片锌片

无

不能

铜片铜片

无

不能

铜片锌片

无

不能

稀硫酸

锌片锌片

无

不能

铜片铜片

无

不能

锌片铜片

有

能

巩固原电池工作原理：

必须自发的发生氧化还原反应，才可以形成原电池。

培养学生的动手能力，观察能力，归纳总结能力。

培养学生的合作意识、问题意识。

【师生总结】

形成原电池的条件：

【板书】三原电池形成条件：

（1）两个电极（可以是两个金属，但活波性不同，也可以是一种金属与一种能导电的非金属）

（2）电解质水溶液或熔融液

（3）形成闭合回路

（4）自发进行的氧化还原

反应

学生归纳总结，形成原电池的条件。

培养学生分析问题、解决问题的能力。

【练习】例2：

判断下列哪些装置构成了原电池？

若不是，请说明理由；若是，指出正负极。

（2）

（3）

学生思考回答：

（1）可以，铁片作负极碳棒作正极

（2）不能形成原电池，因为无水酒精不是电解质

（3）不能形成原电池你，因为不能形成闭合电路

（4）不能形成原电池，因为两个电极相同

（5）可以形成原电池，锌片作负极，铜片作正极

巩固原电池的形成条件

【实验探究四：

】下列用品，能否构成原电池？

碳棒铁棒食盐水

动手做实验，验证能否形成原电池。

结论：

可以形成原电池。

培养学生实验动手能力

【教师】课后请同学们阅读课本P41资料卡：

钢铁的电化学腐蚀

培养学生自学能力

【板书】四、钢铁的腐蚀

【练习】例3.有A、B、C三块金属片，用导线两两连接插入稀硫酸中，可以组成各种原电池。

A与B连接时，A溶解，B上有氢气生成；A与C连接时,A为负极；B与C连接时，电子由B极经导线流向C极。

则这三种金属的活泼性由大到小的顺序是（）

A、A＞B＞C

B、A＞C＞B

C、B＞C＞A

D、C＞B＞A

学生思考，回答问题

原电池的应用之一：

比较金属的活动性

【思考】：

你现在能不能解释为什么你刚才舌尖接触西红柿时会有麻麻的触电的感觉的原因了吧？

学生集体回答，是因为形成了原电池

学以致用，介绍几种常见的水果电池

【教师】提问：

通过本节课的学习，你有哪些收获？

本节课我主要学习了原电池的定义，工作原理，形成条件，及原电池的应用。

让学生总结，效果更好。

【习题巩固】

1.下列关于原电池的叙述,错误的是（）

A.构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属

B.原电池是将化学能转变为电能的装置

C.在原电池中,电子流出的一极是负极,发生氧化反应

D.原电池放电时,电流的方向是从负极到正极

2.下列关于实验现象的描述不正确的是（）

A.铜锌组成的原电池中电子是从锌经过导线流向铜

B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡

C.把铜片插入FeCl3溶液中,在铜片表面出现一层铁

D.把锌片放入盛有盐酸的试管中,加入几滴CuCl2溶液,气泡放出速率加快

3.实验室中欲制氢气,最好的方法是（）

A.纯锌与稀硫酸反应B.纯锌与浓硫酸反应

C.纯锌与稀盐酸反应D.粗锌（含铅、铜杂质）与稀硫酸反应

4.由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化（）

A．不变B.先变小后变大C.逐渐变大D.逐渐变小

5.对铜-锌-稀硫酸构成的原电池中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是

锌片溶解了32.5g②锌片增重了32.5g③铜片上析出1gH2④铜片上析出1molH2

A.

③B.

④C.②③D.②④（）

6.X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X与Y组成的原电池时，Y为电池的负极，则X、Y、Z三种金属的活动顺序为（）

A.X>Y>ZB.X>Z>YC.Y>X>ZD.Y>Z>X

7某原电池总反应离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+能实现该反应的原电池是（）

A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液

B.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe（NO3）2溶液

C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2（SO4）3

D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4

8.将锌片和铜片插入某种电解质溶液,锌片和铜片用导线相连,形成原电池装置。

（1）若电解质溶液是稀硫酸,则发生氧化反应的是极（“锌”、“铜”）,铜极发生的反应是,该电池的总反应方程式是。

（2）若电解质溶液是硫酸铜溶液,在导线中电子是由极流向极,铜极上反应的电极反应方程式是,该电池总反应方程式是　。

作业：

完成课后习题。

板书设计

化学能转化为电能

一、原电池的定义:

将化学能转化为电能的装置。

二、原电池的工作原理（以铜锌稀硫酸原电池为例）

负极：

电子流出的一极（锌片：

Zn-2e-=Zn2+）（氧化反应）

正极：

电子流入的一极（铜片：

2H++2e-=H2↑）（还原反应）

三、原电池的形成条件：

1、两个活波性不同的电极

2、电解质水溶液或熔融液

3、形成闭合的回路

4、能自发的进行氧化还原反应

四、钢铁的腐蚀

教学反思：

本课时通过创设问题情景引入课题，学生通过自主探究问题，通过分析综合提出假设，然后通过做实验验证假设，得出结论，从而形成新的认知结构。

整个过程突出学生“创设问题情景，开展自主探究”的教学方法，而在学生自主探究的过程中体现学生相互交流合作，教师引导，师生互动的教学原则。

从整体教学效果来看，通过学生的大胆猜想和有目的的实验探究，学生对知识能够比较好地掌握，原电池的原理及形成条件，学生都能轻松愉快地掌握并应用，达到了预期的教学效果，为后面的新内容的学习打下坚实的基础。

由于实验都是学生自己探究的，因此，时间上就比较紧张，所以，只能把钢铁的腐蚀安排在课后阅读，也能培养学生的自学能力。

当然，在教学过程中可能出现意想不到的情况而措手不及，“如锌片，锌片，稀硫酸形成原电池时，仍然能看到电流计指针发生偏转的实验，应如何解释的问题。

”另外，在教学时间安排上在合理一些就好了，“如在探究原电池的形成条件时”，学生花费的时间多了一些，在今后的教学中还应该再注意课堂设计的最优化。