《實(shí)驗(yàn)活動(dòng)6 化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能》教案、導(dǎo)學(xué)案

PAGE1/8《實(shí)驗(yàn)活動(dòng)6化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能》教案【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能：1.獲得化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)研究的方法，能設(shè)計(jì)并完成化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。2.形成原電池的概念，探究構(gòu)成原電池的條件。過(guò)程與方法：1.經(jīng)歷對(duì)化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，進(jìn)一步理解探究的意義，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，提高科學(xué)探究的能力。2.能對(duì)自己的探究原電池概念及形成條件的學(xué)習(xí)過(guò)程進(jìn)行計(jì)劃、反思、評(píng)價(jià)和調(diào)控，提高自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀：贊賞化學(xué)科學(xué)對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)發(fā)展的貢獻(xiàn)，關(guān)注能源問(wèn)題，形成正確能源觀。【教學(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：原電池的概念與構(gòu)成的條件。難點(diǎn)：用已經(jīng)學(xué)過(guò)的有關(guān)知識(shí)探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的條件和裝置?！窘叹邷?zhǔn)備】多媒體、燒杯、導(dǎo)線、電流表、銅片、鋅片、石墨棒、稀硫酸【教學(xué)過(guò)程】[新課導(dǎo)入]【多媒體動(dòng)畫(huà)展示：熱電廠生產(chǎn)的過(guò)程】[板書(shū)]一、化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的原理與裝置[學(xué)生自學(xué)]閱讀課本，思考問(wèn)題：（教師播放投影片）1.當(dāng)氧化劑和還原劑直接接觸進(jìn)行反應(yīng)時(shí)，化學(xué)能要經(jīng)過(guò)一系列能量轉(zhuǎn)換才能轉(zhuǎn)化為電能。2.把氧化劑和還原劑分開(kāi)，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在兩個(gè)不同區(qū)域進(jìn)行。3.需要在氧化劑和還原劑之間架設(shè)橋梁使電子從氧化劑區(qū)域流向還原劑區(qū)域。4.考慮氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)發(fā)生的條件和環(huán)境，化學(xué)物質(zhì)的選擇。5.從電學(xué)角度考慮儀器選擇和組裝問(wèn)題[師生互動(dòng)]：1.學(xué)生活動(dòng)形式：組成課堂學(xué)習(xí)小組進(jìn)行討論，建立思維模型。2.挖掘?qū)W生已有的氧化還原反應(yīng)知識(shí)來(lái)分析氧化劑和還原劑之間電子轉(zhuǎn)移中的能量轉(zhuǎn)化。3.積極引導(dǎo)學(xué)生思考將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)拆開(kāi)的有關(guān)問(wèn)題（怎樣實(shí)現(xiàn)上述想法？氧化劑和還原劑分別選擇什么物質(zhì)？它們?cè)鯓咏o出和接受電子？）。師：能否將氧化反應(yīng)區(qū)域和還原反應(yīng)區(qū)域拆開(kāi)？這樣在氧化反應(yīng)區(qū)域和還原反應(yīng)區(qū)域之間可能有電子流動(dòng)，從而完成化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。[板書(shū)]實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：1.Cu-Zn原電池實(shí)驗(yàn)：①Cu、Zn分別插入稀硫酸中。②Cu、Zn同時(shí)插入稀硫酸中，但不接觸。③將Cu、Zn用導(dǎo)線連接起來(lái)。④在Cu、Zn導(dǎo)線之間接電流表。⑤將Cu、Zn導(dǎo)線互換再接電流表。[板書(shū)]Zn片發(fā)生氧化反應(yīng)，Zn：Zn－2e＝Zn2+負(fù)極H+在Cu片上發(fā)生還原反應(yīng)，Cu：2H++2e＝H2↑正極師：很好，總的離子反應(yīng)方程式：Zn2++2H+＝Zn2+＋H2↑［板書(shū)］實(shí)驗(yàn)探究２：2.Zn-Zn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。3.Cu-石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（在短時(shí)間內(nèi)，不考慮氧氣的作用）4.Zn-石墨與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。5.Fe-Zn與稀硫酸進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。上述實(shí)驗(yàn)及現(xiàn)象以表格對(duì)比的形式呈現(xiàn)出來(lái)。①兩極材料不同的各種現(xiàn)象。②不同溶液的各種現(xiàn)象。③電極在同一容器和不同容器中的現(xiàn)象?；瘜W(xué)用語(yǔ)化：將上述成功轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)中的反應(yīng)，用氧化反應(yīng)式、還原反應(yīng)式和總化學(xué)方程式的形式表示出來(lái)。同一容器不同容器實(shí)驗(yàn)序號(hào)電極材料溶液現(xiàn)象氧化反應(yīng)還原反應(yīng)總反應(yīng)2Zn-Zn3Cu-石墨4Zn-石墨5Fe-Zn［課堂小結(jié)］［板書(shū)］1.歸納、概括形成原電池概念：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。［知識(shí)拓展］2.總結(jié)歸納原電池的構(gòu)成條件：①有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或非金屬單質(zhì)）作電極。②電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。③兩極相連形成閉合電路。3.抽象出原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)：較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負(fù)極）通過(guò)外電路流向較不活潑的金屬（正極）。［板書(shū)設(shè)計(jì)］［活動(dòng)與探究］從下列課題中選擇你感興趣的問(wèn)題，自由組成學(xué)習(xí)小組開(kāi)展研究性學(xué)習(xí)活動(dòng)。設(shè)計(jì)各種情況下觀察鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的速率，并探究其原因：（1）將一粒純鋅、一粒粗鋅與銅絲分別放入裝有稀硫酸的不同試管中，觀察氫氣產(chǎn)生的速率；（2）將銅絲取出，與純鋅粒接觸后放入裝有稀硫酸的試管中，觀察氫氣的產(chǎn)生速率及溶液有無(wú)顏色變化；（3）在鋅與稀硫酸反應(yīng)的試管中，滴入少量硫酸銅溶液，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象?！秾?shí)驗(yàn)活動(dòng)6化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能》導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.初步認(rèn)識(shí)原電池的原理和一般構(gòu)成條件；2.培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力、科學(xué)的學(xué)習(xí)方法和創(chuàng)造性思維和探究能力，以及提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；3.應(yīng)用辯證唯物主義的思維方法，抓住氧化還原反應(yīng)是原電池工作原理的本質(zhì)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)不斷體現(xiàn)出由實(shí)踐—認(rèn)識(shí)—再實(shí)踐—再認(rèn)識(shí)的認(rèn)知過(guò)程?！緦W(xué)習(xí)重難點(diǎn)】重點(diǎn)：初步認(rèn)識(shí)原電池的原理和一般構(gòu)成條件。難點(diǎn)：培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作能力、觀察能力、科學(xué)的學(xué)習(xí)方法?！緦W(xué)習(xí)過(guò)程】[課前準(zhǔn)備]生活中常用到電池，電池怎樣把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能呢？[學(xué)海導(dǎo)航]一、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能（一）原電池原理探究分組進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)并完成表格實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論實(shí)驗(yàn)1鋅片上_____________。銅片上_____________?；瘜W(xué)方程式：_____________，說(shuō)明金屬活動(dòng)性性：Zn________Cu。實(shí)驗(yàn)2鋅片上_____________。銅片上_____________。實(shí)驗(yàn)3銅片上_____________。實(shí)驗(yàn)4電流計(jì)指針________。產(chǎn)生了_____________。實(shí)驗(yàn)1將一塊鋅片和一塊銅片分別插入裝有稀硫酸溶液的燒杯中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)2將一塊鋅片和一塊銅片同時(shí)插入裝有稀硫酸溶液的燒杯中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)3用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接，再同時(shí)插入裝有稀硫酸溶液的燒杯中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)4在鋅片和銅片之間連接一個(gè)電流計(jì)后，再同時(shí)插入裝有稀硫酸溶液的燒杯中，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。原電池的定義：我們稱__________________________的裝置為原電池（二）原電池工作原理：以Zn、Cu原電池為例項(xiàng)目ZnCu電極反應(yīng)電子得失反應(yīng)類型電極性質(zhì)總反應(yīng)能量轉(zhuǎn)化（三）原電池的構(gòu)成條件1.必須是_______________溶液；2.兩個(gè)電極，其中一個(gè)相對(duì)較___________的金屬為負(fù)極，另一個(gè)相對(duì)較__________的金屬或非金屬導(dǎo)體為正極。兩個(gè)電極直接或間接地連接在一起，并插入電解質(zhì)溶液中去。3.能自發(fā)地發(fā)生_____________反應(yīng)。4.形成閉合回路。說(shuō)明：①構(gòu)成原電池的四個(gè)基本條件是相互聯(lián)系的，不能孤立、片面地理解，在四個(gè)基本條件當(dāng)中，氧化還原反應(yīng)是核心；②判斷某裝置是否為原電池，要以構(gòu)成原電池的基本條件為判斷標(biāo)準(zhǔn)，不能僅憑裝置的外形下結(jié)論；③構(gòu)成原電池的基本條件是進(jìn)行原電池設(shè)計(jì)的基本依據(jù)。①下列哪些裝置可以構(gòu)成原電池？并寫(xiě)出電池總反應(yīng)。__________________________________________逐一分析不能構(gòu)成原電池的裝置的原因。②把a(bǔ)、b、c、d4塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時(shí)，a為負(fù)極；c、d相連時(shí)，d極上產(chǎn)生大量氣泡；a、c相連時(shí)，電流由c經(jīng)導(dǎo)線流向a；b、d相連電子由d經(jīng)導(dǎo)線流向b，則此4種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋ǎ〢．a(chǎn)＞b＞c＞dB．a(chǎn)＞c＞d＞bC．c＞a＞b＞dD．b＞d＞c＞a③在倫敦上流社會(huì)，有一位貴族夫人格林太太，幼年時(shí)因蛀牙補(bǔ)過(guò)一顆不銹鋼的假牙。不料后來(lái)，她又因?yàn)檐嚨湹袅艘活w牙，為了顯示她的富有，她裝了一顆黃金假牙。自此以后，她就經(jīng)常出現(xiàn)頭痛、失眠、心情煩躁等癥狀。更奇怪的是，眾多的醫(yī)學(xué)專家為她檢查后，都找不到病因。格林太太的病因到底是什么呢？你能用今天所學(xué)的知識(shí)幫她解決嗎？（四）原電池原理的應(yīng)用--金屬的腐蝕及防護(hù)吸氧腐蝕析氫腐蝕負(fù)極反應(yīng)正極反應(yīng)總反應(yīng)鐵銹的形成：Fe(OH)2Fe(OH)3Fe2O3[精練反饋]1.對(duì)于原電池的電極名稱敘述錯(cuò)誤的是（）A.發(fā)生氧化反應(yīng)的為負(fù)極B.正極為電子流入的一極C.比較不活潑的金屬為負(fù)極D.電流的方向由正極到負(fù)極2.茫茫黑夜中，航標(biāo)燈為航海員指明了方向。航標(biāo)燈的電源必須長(zhǎng)效、穩(wěn)定。我國(guó)科技工作者研制出以鋁合金、Pt-Fe合金網(wǎng)為電極材料的海水電池。在這種電池中（）①鋁合金是正極②鋁合金是負(fù)極③海水是電解液④鋁合金電極發(fā)生還原反應(yīng)A.②③B.②④C.①②D.①④3.下列燒杯中盛放的都是稀硫酸，在銅電極上能產(chǎn)生氣泡的是（）4.如圖所示，兩電極一為碳棒，一為鐵片，若電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，且a極上有大量氣泡生成，則以下敘述正確的是（）A.a為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸B.b為負(fù)極，是鐵片，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液C.a為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸D.b為正極，是碳棒，燒杯中的溶液為硫酸銅溶液5.如右圖所示，燒杯中盛的是水，鐵圈和銀圈直接相連，在接頭處用一根絕緣細(xì)絲吊住，并使之平衡。小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液，反應(yīng)一段時(shí)間后，觀察到的現(xiàn)象是（）A.兩圈仍保持平衡B.有氣泡產(chǎn)生，兩圈搖擺不定C.鐵圈向下傾斜D.銀圈向下傾斜6.有甲、乙兩位學(xué)生均想利用原電池反應(yīng)檢測(cè)金屬的活動(dòng)性順序，兩人均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學(xué)將電極放入6mol/LH2SO4溶液中，乙同學(xué)將電極放入6mol/L的NaOH溶液中，如下圖所示。（1）寫(xiě)出甲池中正極的電極反應(yīng)式：正極：_________________________________________________。（2）寫(xiě)出乙池中負(fù)極的電極反應(yīng)式和總反應(yīng)的離子方程式：負(fù)極：_______________________________________________?？偡磻?yīng)的離子方程式：_________________________________。（3）如果甲與乙同學(xué)均認(rèn)為“構(gòu)成原電池的電極材料如果都是金屬，則構(gòu)成負(fù)極材料的金屬應(yīng)比構(gòu)成正極材料的金屬活潑”，則甲會(huì)判斷出________活動(dòng)性更強(qiáng)，而乙會(huì)判斷出________活動(dòng)性更強(qiáng)（填寫(xiě)元素符號(hào)）。（4）由此實(shí)驗(yàn)，可得到如下哪些正確結(jié)論？（）A.利用原電池反應(yīng)判斷金屬活動(dòng)順序時(shí)應(yīng)注