原電池 教案 高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第一節(jié)原電池教案教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)：（1）通過(guò)復(fù)習(xí)回顧，認(rèn)識(shí)原電池的組成條件，建立原電池裝置的認(rèn)識(shí)模型。（2）通過(guò)從單液原電池到雙液原電池的學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)鹽橋、離子交換膜的作用，掌握原電池的工作原理、能準(zhǔn)確判斷離子移動(dòng)方向，正確書寫電極反應(yīng)式，能設(shè)計(jì)原電池。（3）通過(guò)原電池裝置優(yōu)化探究過(guò)程，感受原電池的價(jià)值，了解化學(xué)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，評(píng)價(jià)目標(biāo)：（1）通過(guò)復(fù)習(xí)回顧和新課講授，診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)原電池的組成條件及其工作原理（經(jīng)驗(yàn)水平、概念原理水平）。（2）通過(guò)分析單液原電池的弊端并提出改進(jìn)措施，診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)原電池的認(rèn)識(shí)進(jìn)階（宏觀水平、微觀水平、內(nèi)涵水平）（3）通過(guò)對(duì)原電池裝置優(yōu)化探究過(guò)程，診斷并發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識(shí)思路結(jié)構(gòu)化水平（視角水平、內(nèi)涵水平）和學(xué)生對(duì)化學(xué)價(jià)值的認(rèn)識(shí)水平（學(xué)科和社會(huì)價(jià)值視角）。通過(guò)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的評(píng)價(jià)，診斷并發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作水平。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：原電池的原理及相關(guān)應(yīng)用教學(xué)難點(diǎn)：以原電池原理來(lái)設(shè)計(jì)更好的原電池教學(xué)過(guò)程1.新課導(dǎo)入【創(chuàng)設(shè)情境】播放“美國(guó)特斯拉電動(dòng)跑車”視頻介紹風(fēng)靡全球的特斯拉電動(dòng)跑車的優(yōu)良性能，與其電池的性能是離不開(kāi)的。導(dǎo)入我們的課程類型是試驗(yàn)探究課，今天我們要一起來(lái)學(xué)習(xí)“原電池實(shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)”2.新課講授概念建構(gòu)1.原電池的概念教學(xué)目標(biāo)：（1）通過(guò)復(fù)習(xí)回顧，認(rèn)識(shí)原電池的組成條件，建立原電池裝置的認(rèn)識(shí)模型。評(píng)價(jià)目標(biāo)：（1）通過(guò)復(fù)習(xí)回顧和新課講授，診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)原電池的組成條件及其工作原理（經(jīng)驗(yàn)水平、概念原理水平）。【回顧概念】原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置?！驹O(shè)疑】我們知道，將鋅片、銅片置于硫酸銅溶液中并以導(dǎo)線連接起來(lái)組成原電池。可以獲得電流，然而這種原電池中氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)并沒(méi)有完全隔開(kāi)，我們?nèi)绾芜M(jìn)行改進(jìn)呢？【實(shí)驗(yàn)】教師演示實(shí)驗(yàn)4-1，學(xué)生試觀察現(xiàn)象?！净卮稹繉?shí)驗(yàn)裝置裝置一裝置二實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象電流表指針偏轉(zhuǎn)指針偏轉(zhuǎn)；取出鹽橋，電流表的指針回到零點(diǎn)電極變化鋅片逐漸溶解，銅片上有紅色固體生成①左邊燒杯中的鋅片逐漸溶解，右邊燒杯中的銅片上有紅色固體析出②取出鹽橋，銅片上不再有固體析出，鋅片上也不再溶解電流變化一段時(shí)間后，電流會(huì)逐漸衰弱產(chǎn)生的電流持續(xù)、穩(wěn)定

3、實(shí)驗(yàn)探究【思考與交流】

1.鹽橋的作用是什么？2.為什么裝置一電流逐漸衰弱，裝置二電流持續(xù)、穩(wěn)定？【講解】帶著問(wèn)題，我們一起來(lái)分析原電池的工作原理。在鹽橋存在時(shí)，在ZnSO4溶液中，鋅片逐漸溶解，即Zn被氧化，Zn失去電子，生成Zn2+進(jìn)入溶液。Zn失去的電子，經(jīng)導(dǎo)線流向銅片，CuSO4溶液中的Cu2+從銅片上得到電子，被還原為金屬銅并沉積在銅片上。隨著反應(yīng)的進(jìn)行，左邊燒杯溶液中c(Zn2+)增大，右邊燒杯溶液中c(Cu2+)減小。鹽橋中的Cl－移向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，使左、右燒杯中的溶液均保持電中性，氧化還原反應(yīng)得以持續(xù)進(jìn)行，從而原電池不斷地產(chǎn)生電流。【思考】試分析取出鹽橋后電流表的指針回到零點(diǎn)的原因。【回答】取出鹽橋后，由于鋅原子失去電子成為Zn2+進(jìn)入溶液，使ZnSO4溶液因Zn2+增多而帶正電；同時(shí)Cu2+得到電子成為銅并沉積在銅片上，使CuSO4溶液因SO42-相對(duì)較多而帶負(fù)電。這兩種因素均會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片，造成電流表指針不發(fā)生指針偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象?！究偨Y(jié)】鹽橋的作用：鹽橋在原電池中起導(dǎo)電作用，使整個(gè)裝置形成閉合回路，鹽橋?qū)щ娎玫氖顷?、?yáng)離子的定向移動(dòng)，使電解質(zhì)溶液保持電中性，從而使原電池能相對(duì)持續(xù)、穩(wěn)定地產(chǎn)生電流。思考：同學(xué)們思考一下，雙液原電池的有什么缺點(diǎn)？我們可以如何改進(jìn)？4、繼續(xù)探究，再上高新教學(xué)目標(biāo)：（2）通過(guò)從單液原電池到雙液原電池的學(xué)習(xí)認(rèn)識(shí)鹽橋、離子交換膜的作用，掌握原電池的工作原理、能準(zhǔn)確判斷離子移動(dòng)方向，正確書寫電極反應(yīng)式，能設(shè)計(jì)原電池。評(píng)價(jià)目標(biāo)：（2）通過(guò)分析單液原電池的弊端并提出改進(jìn)措施，診斷并發(fā)展學(xué)生對(duì)原電池的認(rèn)識(shí)進(jìn)階（宏觀水平、微觀水平、內(nèi)涵水平）【實(shí)驗(yàn)探究一】：比較單雙液原電池優(yōu)缺點(diǎn)單液原電池雖然電流大，但是不穩(wěn)定，有很大的能耗；雙液原電池雖然電流穩(wěn)定，但是電流又比較小，效率不高。【思考與交流】為什么雙液原電池的電流如此??？如何改進(jìn)出更高效的原電池呢？分組討論：提出各種可能性提示：請(qǐng)同學(xué)們思考，離子在兩種電池的電解質(zhì)溶液中的運(yùn)動(dòng)有何不同？展示：?jiǎn)我涸姵睾碗p液原電池微觀粒子運(yùn)動(dòng)圖像基于以上分析，同學(xué)們?cè)儆懻摰贸鼋Y(jié)論：鹽橋的加入，使得離子通道變得又長(zhǎng)又窄。繼續(xù)提問(wèn)：那我們?nèi)绾胃倪M(jìn)新的裝置，能夠使得電池更高效。通過(guò)觀察提示圖片分析：展示圖片：三峽大壩的圖片，可以U型管變?yōu)橹本€型鹽橋改進(jìn)方案：【實(shí)驗(yàn)探究二】提醒：沒(méi)有凝膠該怎么辦呢？有浸泡了KCl飽和溶液的土豆泥代替學(xué)生組裝好裝置，進(jìn)行測(cè)量【思考與交流】對(duì)比U型管鹽橋原電池，培養(yǎng)皿原電池的優(yōu)缺點(diǎn)是什么？（從電流大小、穩(wěn)定性、藥品用量三個(gè)方面思考，并填寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告）學(xué)生通過(guò)對(duì)比兩組電池，發(fā)散思維，為后面創(chuàng)新改進(jìn)打下基礎(chǔ)。5，再進(jìn)一步探究教學(xué)目標(biāo)：（3）通過(guò)原電池裝置優(yōu)化探究過(guò)程，感受原電池的價(jià)值，了解化學(xué)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感，評(píng)價(jià)目標(biāo)：（3）通過(guò)對(duì)原電池裝置優(yōu)化探究過(guò)程，診斷并發(fā)展學(xué)生的認(rèn)識(shí)思路結(jié)構(gòu)化水平（視角水平、內(nèi)涵水平）和學(xué)生對(duì)化學(xué)價(jià)值的認(rèn)識(shí)水平（學(xué)科和社會(huì)價(jià)值視角）。通過(guò)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的評(píng)價(jià)，診斷并發(fā)展學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作水平。【實(shí)驗(yàn)探究三】原電池的高效化創(chuàng)新改進(jìn)【思考與交流】培養(yǎng)皿原電池電流增大數(shù)倍，藥品用量大，能否設(shè)計(jì)更微型化的原電池？引導(dǎo)：1、濾紙既可以吸收大量溶液，作為反應(yīng)池；2在教師引導(dǎo)下得出創(chuàng)新方案2：（1）濾紙條作為反應(yīng)池；（2）占有飽和KCl溶液濾紙當(dāng)做鹽橋；學(xué)生議論紛紛，討論得出創(chuàng)新方案2，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論?！舅伎寂c交流】是否還能夠設(shè)計(jì)出更高效，微型的電池呢？聯(lián)想到紐扣電池，利用隔板或者隔膜隔開(kāi)正負(fù)極以及兩種電解質(zhì)溶液

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