人教版選修四第四章《電化學(xué)基礎(chǔ)》《原電池》教學(xué)設(shè)計

1、第四章 第一節(jié)原電池一、教學(xué)設(shè)計思路新課標(biāo)對本節(jié)教材的教學(xué)要求是“學(xué)生能從根本上了解化學(xué)能與電能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化的原因；能正確書寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。”基于此，我認(rèn)為：本節(jié)內(nèi)容是在必修2：化學(xué)能與電能的基礎(chǔ)上，通過對電池效率的探究，引出半電池、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念，從本質(zhì)上了解原電池的工作原理，是在必修2基礎(chǔ)上的深化。于是我以下面的思路進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。通過影視片段導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生提取情節(jié)涉及到的利用化學(xué)物質(zhì)“造電”信息，明確本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容。通過使學(xué)生置身情境，發(fā)現(xiàn)問題，通過實(shí)驗(yàn)探究繼而解決問題。1情境線：影片主人公要想回到未來世界，必須與未來世界溝通，即利用通訊設(shè)備收到未來世界的訊號，

2、可惜通訊設(shè)備沒有電了。本節(jié)課，同學(xué)們就是要為主人公設(shè)計出一個“電池”。根據(jù)必修二的知識，設(shè)計“銅鋅稀硫酸”原電池，發(fā)現(xiàn)電池輸出電能不夠大，引出探究一“原電池輸出電能的能力”。選用“銅鋅硫酸銅”原電池，電流是大了，但也出現(xiàn)缺陷：電流越來越小，不能產(chǎn)生穩(wěn)定的電流，從而進(jìn)行探究二“如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，提供持續(xù)穩(wěn)定的電流”，引出加鹽橋的原電池的學(xué)習(xí)。通過參與思考實(shí)踐，為主人公設(shè)計出一個既可以給通訊設(shè)備提供相應(yīng)的電流，又能夠持續(xù)穩(wěn)定地供電的電池。2實(shí)驗(yàn)線：根據(jù)影片所給信息，設(shè)計“銅鋅稀硫酸”原電池。復(fù)習(xí)原電池構(gòu)成條件后，根據(jù)zn + cu2+ = zn2+ + cu，設(shè)計“銅鋅硫酸銅”原電池。通過觀察比較電流

3、計指針偏轉(zhuǎn)的角度，完成探究一“原電池輸出電能的能力”影響因素。對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象“鋅片上也有銅附著”進(jìn)行再分析，提出問題“能否設(shè)法阻止溶液中的cu2+在負(fù)極表面還原”，讓學(xué)生討論進(jìn)行改進(jìn)，并完成教材實(shí)驗(yàn)41探究二“原電池（加鹽橋）”。了解鹽橋的作用，并感受設(shè)置鹽橋不是一個普通的技術(shù)改進(jìn)，而是對舊的思維模式的一個質(zhì)的突破。二、教案課題原電池授課人樂敏單位湖北省武穴中學(xué)教學(xué)目標(biāo)知識與技能：了解原電池的構(gòu)成、工作原理，了解半電池、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念；理解電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式；了解電池電能輸出能力大小的影響因素。過程與方法：通過實(shí)驗(yàn)探究和問題討論的過程，對比新舊知識，體驗(yàn)獲取新知識的過程；了解利

4、用實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)物質(zhì)的一般方法，初步形成分析推理、對比歸納的能力。情感態(tài)度與價值觀：在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)會透過現(xiàn)象分析本質(zhì)的科學(xué)方法；使學(xué)生體會理論與實(shí)際應(yīng)用的不同，在過程中體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛與喜悅，感悟科學(xué)研究對人類進(jìn)步的推動作用。教學(xué)重點(diǎn)原電池的工作原理，電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式的書寫，鹽橋的作用教學(xué)難點(diǎn)原電池的工作原理教學(xué)方法講授法、實(shí)驗(yàn)探究法、討論法儀器、用品電流計，導(dǎo)線，銅、鋅、鐵電極，u型管(鹽橋)，0.1 mol/l硫酸銅溶液，0.1 mol/l硫酸鋅溶液，蔗糖溶液，燒杯，砂紙，濾紙教師活動學(xué)生活動教學(xué)意圖【引入新課】剛過完的國慶假期，大家都做了些什么？在家里玩電腦、看動漫？一旦停電

5、了，大家是不是感到非常苦惱？可以說電已經(jīng)融入了我們的生活，重要性無需多言。請大家欣賞一段影片，看看穿越到秦朝的主人公有什么苦惱？【播放影片】【提出問題】你知道主人公描述的是什么裝置嗎？你能否設(shè)計出影片中的裝置？這個裝置能夠產(chǎn)生電流要滿足什么條件？觀看影片，思考情節(jié)中關(guān)乎的化學(xué)知識?；貞洷匦薅姵刂R，復(fù)習(xí)原電池的定義，構(gòu)成條件acu稀硫酸zn動手書面設(shè)計出銅-鋅稀硫酸原電池截取影視片段，寓教于樂，使學(xué)生意識到要做生活中的有心人?！军c(diǎn)評，引導(dǎo)復(fù)習(xí)】（此部分重點(diǎn)引導(dǎo)學(xué)生回顧重點(diǎn)知識）評價學(xué)生書面設(shè)計的簡單原電池，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)原電池的工作原理【結(jié)合口訣】升者負(fù)極降者液，只要惰者為正極指定學(xué)生回答正

6、負(fù)電極、外電路電子移動、內(nèi)電路陰陽離子的移動方向結(jié)合學(xué)生“最近發(fā)展區(qū)”復(fù)習(xí)鞏固必修2中所學(xué)原電池知識，進(jìn)一步明確原電池的裝置構(gòu)成、反應(yīng)本質(zhì)和工作原理。培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納能力【過渡】清楚了原理，大家現(xiàn)在躍躍欲試，想為主人公設(shè)計原電池了吧！請大家試著用提供的材料設(shè)計電池，來探究這兩組原電池的放電情況。將學(xué)生分成兩大組進(jìn)行，要求認(rèn)真觀察、記錄現(xiàn)象，并解釋現(xiàn)象【教師提示】正負(fù)極不要接反,電流計已被改裝，電流大小只讀數(shù)字，不帶單位；將電極與電流表接好后再將電極放入電解質(zhì)溶液中并觀察電流大?。槐３蛛姌O間距及面積相等。選擇合適的電極材料和電解質(zhì)溶液，組裝原電池，觀察、記錄現(xiàn)象，（電流計的開始計數(shù)大小及變化、

7、兩電極上的變化）相互討論回顧舊知，動手嘗試，再現(xiàn)必修二簡單原電池的學(xué)習(xí)情境，在此基礎(chǔ)上展開深層次的實(shí)驗(yàn)探究。【實(shí)驗(yàn)探究一】原電池輸出電能的能力cuzncuso4acufezncuso4a【推測第二組原電池的放電大小】cuznh2so4acuznzncuso4 so4a【小結(jié)】原電池輸出電能的能力：首先取決于原電池的反應(yīng)物的氧化還原能力，同時，裝置設(shè)計的合理性以及影響電極反應(yīng)的條件也是影響因素。觀察對比電流計指針偏轉(zhuǎn)情況，學(xué)生借助金屬活動性順序分析上述實(shí)驗(yàn)電流大小不同的原因嘗試從電池總反應(yīng)給出結(jié)論：電解液相同時，物質(zhì)的還原性越強(qiáng)，原電池輸出電能的能力越強(qiáng)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，推測得出結(jié)論一：負(fù)極相同時

8、，物質(zhì)的氧化性越強(qiáng)，原電池輸出電能的能力越強(qiáng)。基于學(xué)生的認(rèn)知基礎(chǔ)，發(fā)現(xiàn)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的動手操作能力，使學(xué)生形成通過現(xiàn)象分析原因揭示本質(zhì)的科學(xué)的學(xué)習(xí)方法；明確化學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)。【提問】剛剛大家在做實(shí)驗(yàn)的時候，有沒有注意到電流大小的變化？是不是一直指示著最大值？【現(xiàn)象再分析】為什么負(fù)極的鋅片也有紅色物質(zhì)析出？【解釋原因】由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，會有銅在鋅片表面析出，鋅表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在鋅表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再構(gòu)成原電池，也就沒有電流產(chǎn)生。cuzncuso4a一段時間后：鋅片逐漸溶解，也有紅色物質(zhì)析出，銅片有紅色物質(zhì)析出，指針偏轉(zhuǎn)

9、角度變小，最后指向零。產(chǎn)生認(rèn)知沖突：發(fā)現(xiàn)原電池在實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化過程中存在的缺陷，進(jìn)而提出解決方案。【過渡】請大家思考上述電池是否具有實(shí)用性？【引導(dǎo)學(xué)生提出設(shè)想】作為原電池，其功能就是要將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能，上述實(shí)驗(yàn)中負(fù)極上的變化勢必影響原電池的供電效率。能否設(shè)法阻止溶液中的cu2+在負(fù)極表面還原？cuznaznso4溶液cuso4溶液【討論交流】負(fù)極不能與反應(yīng)的電解液直接接觸，不與鋅反應(yīng)的溶液，一般加金屬對應(yīng)的鹽溶液【實(shí)驗(yàn)探究二】設(shè)計如左圖，但是沒有電流【討論原因】沒有形成閉合回路一步步地剖析，大膽猜想，逐步探究?！疽龑?dǎo)學(xué)生提出方案】要是有一份充滿了離子的溶液，能和兩個燒杯連通，則就能同時

10、向兩邊補(bǔ)充陰陽離子，維持兩邊的電中性。有沒有這樣一個“法寶”呢？【實(shí)驗(yàn)探究二原電池（加鹽橋）】【介紹鹽橋】1、鹽橋中裝有飽和的kcl溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出。（實(shí)驗(yàn)室提供的是裝有飽和kcl溶液的u型管，用棉花堵住）k+和cl-能在膠凍內(nèi)自由移動。【鹽橋的作用】（1）使兩溶液保持電中性；（2）形成閉合回路；（3）提高電能轉(zhuǎn)化效率。原電池（加鹽橋）的優(yōu)點(diǎn)：能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流?！静シ舊lash解釋原電池（加鹽橋）的工作原理】，【口訣記憶】升者負(fù)極，降者正，橋連兩池陽各同【實(shí)驗(yàn)改進(jìn)】加飽和kcl溶液瓊脂鹽橋，觀察電流計的示數(shù)，獲得了較長時間的穩(wěn)定電流【拿出鹽橋】觀察現(xiàn)象，

11、電流計不再偏轉(zhuǎn)，體會鹽橋的作用觀看flash動畫，結(jié)合觀察到的現(xiàn)象，理解原電池（加鹽橋）的工作原理【書寫兩個半電池的電極反應(yīng)和電池總反應(yīng)】【回答】閉合回路的形成（外電路電子流動；內(nèi)電路鹽橋中陰陽離子的移動）【理解必修二中簡單的原電池到原電池（加鹽橋）的跨越】鹽橋?yàn)樵姵爻掷m(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生電流創(chuàng)造了必要的條件。使學(xué)生體會理論與實(shí)際應(yīng)用的不同，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛與喜悅理解兩類原電池原理上的一致性，夯實(shí)電化學(xué)基礎(chǔ)?！具^渡】通過大家一步步的探索，我們設(shè)計出了能夠產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的原電池裝置。也就是“加鹽橋的原電池”，使得氧化劑和還原劑近乎完全隔離，并在不同的區(qū)域之間通過特定的裝置實(shí)現(xiàn)了電子的定向轉(zhuǎn)

12、移。可以說，在原電池中設(shè)置鹽橋不是一個普通的技術(shù)改進(jìn)，而是對舊的思維模式的一個質(zhì)的突破。 聆聽思考在過程中體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛與喜悅，感悟創(chuàng)新（鹽橋引入）的妙處。【小結(jié)】到此，我們可謂幫助主人公解決了他的難題，當(dāng)然，設(shè)計的是實(shí)驗(yàn)室電池，真正的實(shí)用電池條件要求是更苛刻的。我相信大家在幫助他的過程中肯定理解了原電池原理，那么趕緊試試身手吧！請完成導(dǎo)學(xué)案上相應(yīng)題目?！就瓿蓪?dǎo)學(xué)案上題目】學(xué)以致用，鞏固知識。3、 板書設(shè)計 第一節(jié) 原電池1、 原電池基本概念1、 定義2、 構(gòu)成條件2、 原電池輸出電能的能力大小 取決于組成原電池反應(yīng)物的氧化還原能力3、 原電池的工作原理（加鹽橋）1、 電極反應(yīng)（銅鋅硫酸銅

13、原電池為例） 鋅半電池（負(fù)極）：zn-2e-=zn2+ 銅半電池（正極）：cu2+2e-=cu2、電池總反應(yīng)：zn+cu2+=zn2+cu3、閉合回路的形成外電路：電子從負(fù)極流向正極；內(nèi)電路：由鹽橋連通，cl-向鋅鹽方向移動，k+向銅鹽方向移動。4、 鹽橋的作用：連通兩電解質(zhì)溶液，保持兩溶液電中性，提高電能轉(zhuǎn)化效率。第四章第一節(jié)原電池學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知識與技能：了解半電池、鹽橋、內(nèi)電路、外電路等概念；理解電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式；了解電池電能輸出能力大小的影響因素2、過程與方法：通過實(shí)驗(yàn)探究和問題討論的過程，了解利用實(shí)驗(yàn)探究化學(xué)物質(zhì)的一般方法，初步形成分析推理、對比歸納的能力。3、情感態(tài)

14、度與價值觀：體會理論與實(shí)際應(yīng)用的不同，體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛與喜悅，感悟科學(xué)研究對人類文明的推動作用，享受化學(xué)世界的奇妙與和諧。二、學(xué)習(xí)活動（一）復(fù)習(xí)鞏固判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？若不是，請說明理由；若是，請指出正負(fù)極名稱，并寫出電極反應(yīng)式.acuso4溶液cuznacuso4溶液cufea稀鹽酸cuagaznso4溶液cuzncuso4溶液歸納總結(jié)1、原電池的構(gòu)成條件：2、原電池反應(yīng)的本質(zhì)：（二）實(shí)驗(yàn)探究（1）1. 探究目的：不同原電池的放電情況。2. 實(shí)驗(yàn)用品：電流計，導(dǎo)線，銅、鋅、鐵電極，u型管(鹽橋)，0.1 mol/l硫酸銅溶液，0.1 mol/l硫酸鋅溶液，蔗糖溶液，燒杯，砂紙，濾

15、紙3. 注意事項(xiàng)：正負(fù)極不要接反,電流計已被改裝，電流大小只讀數(shù)字，不帶單位；將電極與電流表接好后再將電極放入電解質(zhì)溶液中并觀察電流大小，更換 電解液時，一定先擦干凈，再放進(jìn)電解液；保持電極間距及面積相等。4 實(shí)驗(yàn)步驟：（1） 選擇合適的電極材料和電解質(zhì)溶液，設(shè)計原電池（2）如下圖所示連好裝置，比較兩組原電池的輸出電能的大小cuzncuso4acufecuso4a （3）現(xiàn)象記錄：組別開始時的電流值電流變化趨勢電池總反應(yīng)第一組第二組（4） 推測下面兩組原電池輸出電能的大小cuznh2so4acuzncuso4a5問題討論：（相互交流） 兩組同學(xué)相互交流開始時的電流值，你能從中得到什么結(jié)論？ 通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析，上述兩組裝置能否得到穩(wěn)定的電流？為什么？（三）實(shí)驗(yàn)探究（2）探究目的：如何得到穩(wěn)定電流按下圖所示組裝好儀器，觀察電流大小變化情況，寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)式cuso4溶液cuznznso4溶液kcla正極：_負(fù)極：_總反應(yīng)式：_思考：1. 鹽橋在裝置中有何作用？2.鹽橋的意義？（四）鞏固落實(shí) 1.下列說法正確的是 ( )a、 原電池是把電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的裝置b、 原電池中電子流出的一極是正極，發(fā)生氧化反應(yīng)c、 原電池兩極均發(fā)生氧化還原反應(yīng)d、 原電池內(nèi)部的陽離子向正極移動2.如下圖所示的裝置中，能夠形成原電池，產(chǎn)生電流的是 ( )a稀h2so4ccuaa稀鹽酸c