高一化學(xué)教案：第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第三單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化單元規(guī)劃本單元的主要內(nèi)容是:化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化。具體來說，包括：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能、化學(xué)電源、電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能.本單元各部分知識(shí)的相互關(guān)系可以表述如下：研究氧化還原與電能之間關(guān)系的化學(xué)被稱為電化學(xué).不管是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，還是電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,其實(shí)質(zhì)都是氧化還原反應(yīng)，而氧化還原反應(yīng)在初中和高中的《化學(xué)1》中都已接觸學(xué)習(xí)過,有了這些氧化還原的知識(shí)作基礎(chǔ)，學(xué)生在判斷化合價(jià)的升降、氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)、電子的得失和轉(zhuǎn)移時(shí)是不成問題的。難點(diǎn)在別處，分別是:在原電池課時(shí)中，難點(diǎn)是原電池原理在生產(chǎn)生活中的實(shí)際運(yùn)用，比如，判斷金屬性的強(qiáng)弱、根據(jù)氧化還原反應(yīng)選擇兩極材料和電解質(zhì)溶液來設(shè)計(jì)原電池、根據(jù)原電池原理來考慮防止金屬腐蝕的方法等等。在化學(xué)電源課時(shí)中，難點(diǎn)是各種各樣的化學(xué)電源的組成和工作原理。在電解原理課時(shí)中，難點(diǎn)是理解電解原理以及銅的電解精煉中非惰性電極作陽極時(shí)電解產(chǎn)物的判斷。這些難點(diǎn)，在教學(xué)中教師要注意選擇合適的教學(xué)方法，采用先進(jìn)的多媒體教學(xué)手段，盡可能運(yùn)用活動(dòng)與探究的學(xué)習(xí)方式，讓學(xué)生在活動(dòng)中學(xué)習(xí)、從探索中獲取知識(shí).課時(shí)安排:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1課時(shí)化學(xué)電源1課時(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能1課時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能從容說課本課時(shí)的主要內(nèi)容是原電池的原理及其應(yīng)用。在本節(jié)課的開頭，首先通過2個(gè)生活中的實(shí)際問題來引入：房頂上的白鐵皮瓦楞板，或白鐵皮煙囪，只有在它們的鍍鋅面完全腐蝕掉以后，鐵皮才開始銹爛、穿孔.而馬口鐵罐頭盒銹蝕的情形剛好相反，只要鍍錫的表面產(chǎn)生破口，里面的鐵皮就迅速腐蝕。這是為什么？由此引出“活動(dòng)與探究”的問題1：原電池的原理.接著就由學(xué)生在教師的引導(dǎo)下來進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)：設(shè)計(jì)合適的實(shí)驗(yàn)方案、列出實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)所用試劑、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、推導(dǎo)出結(jié)論：原電池的原理實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)氧化還原反應(yīng)，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）流向較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體（正極）。在分析完原電池的原理后，進(jìn)行相應(yīng)的鞏固練習(xí)，進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的判斷、正負(fù)極的判斷等。此處，可將金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱的判斷作為一個(gè)活動(dòng)與探究的問題交給學(xué)生，由學(xué)生來設(shè)計(jì)盡可能多的方案，以鞏固課堂上所學(xué)的原電池原理內(nèi)容.最后，別忘了呼應(yīng)開頭，將開頭引入的問題作一解釋和總結(jié)，由此又可以引出原電池原理在生產(chǎn)、生活中的實(shí)際應(yīng)用。教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)重點(diǎn)原電池的原理教學(xué)難點(diǎn)原電池原理在生產(chǎn)、生活中的實(shí)際運(yùn)用教具準(zhǔn)備電腦課件（原電池原理）、投影片若干化學(xué)儀器：燒杯、銅導(dǎo)線、靈敏電流計(jì)化學(xué)試劑：鋅片、銅片、稀硫酸三維目標(biāo)知識(shí)與技能1.通過實(shí)驗(yàn)探究，認(rèn)識(shí)化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能.2.利用伏打電池發(fā)明的事例，激發(fā)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的欲望.過程與方法1。利用實(shí)驗(yàn)探究方法學(xué)習(xí)原電池的原理。2。結(jié)合生產(chǎn)、生活實(shí)際,學(xué)習(xí)原電池原理在生產(chǎn)、生活中的實(shí)際運(yùn)用。情感、態(tài)度與價(jià)值觀利用伏打電池發(fā)明的事例,激發(fā)學(xué)生發(fā)明創(chuàng)造的欲望.教學(xué)過程導(dǎo)入新課在元素世界里，有一個(gè)富于自我犧牲精神的金屬元素——鋅。在白鐵皮的表面，冰花一般、閃閃發(fā)亮的金屬，就是鋅。我們常說的“鉛絲”，其實(shí)是鍍鋅的鐵絲.自行車的輻條、五金零件和儀表、螺絲等，也是鍍鋅的制品。我們?cè)谏钪卸加羞@樣的經(jīng)驗(yàn)：房頂上的白鐵皮瓦楞板，或白鐵皮煙囪，只有在它們的鍍鋅面完全腐蝕掉以后，鐵皮才開始銹爛、穿孔.而馬口鐵罐頭盒銹蝕的情形剛好相反,只要鍍錫的表面產(chǎn)生破口,里面的鐵皮就迅速腐蝕。同樣有鋅元素，為什么會(huì)出現(xiàn)這樣相反的情況呢？下面，我們先通過實(shí)驗(yàn)來觀察。推進(jìn)新課投影：原電池的原理實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出的結(jié)論實(shí)驗(yàn)1：鋅片和銅片分別插入稀硫酸中鋅片上有氣泡產(chǎn)生，銅片上無氣泡產(chǎn)生鋅片能和稀硫酸反應(yīng)而銅不能實(shí)驗(yàn)2：鋅片和銅片同時(shí)插入稀硫酸中同上同上實(shí)驗(yàn)3:用導(dǎo)線把鋅片和銅片上端連接在一起，再將鋅片和銅片同時(shí)插入稀硫酸中銅片上有氣泡產(chǎn)生,而鋅片上無氣泡產(chǎn)生導(dǎo)線、鋅片、銅片、稀硫酸共同構(gòu)成了一個(gè)閉合回路，形成了原電池實(shí)驗(yàn)4：在鋅片和銅片上端的導(dǎo)線之間連接一個(gè)靈敏電流計(jì)銅片上有氣泡產(chǎn)生，而鋅片上無氣泡產(chǎn)生，而且,靈敏電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)導(dǎo)線、鋅片、銅片、稀硫酸共同構(gòu)成了一個(gè)閉合回路,形成了原電池,產(chǎn)生了微電流師1.鋅片和銅片分別插入稀硫酸中有什么現(xiàn)象發(fā)生？2。鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，銅片上為什么有氣泡產(chǎn)生?3.鋅片的質(zhì)量有無變化？溶液中c(H+）如何變化？4。寫出鋅片和銅片上變化的離子方程式。5。電子流動(dòng)的方向如何？生實(shí)驗(yàn)1：因?yàn)殂~的金屬活動(dòng)性弱，所以，銅不能與稀硫酸反應(yīng).而鋅的金屬活動(dòng)性較強(qiáng)，所以，鋅能和稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。實(shí)驗(yàn)2:同上師我們知道，物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時(shí)，常伴有化學(xué)能與熱能、光能等的相互轉(zhuǎn)化。例如,鎂條在空氣中燃燒的化學(xué)反應(yīng)，伴有放熱、發(fā)光等現(xiàn)象。這說明化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎凸饽堋Ｄ敲?我們做的這個(gè)實(shí)驗(yàn)3是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)槟姆N能量呢？實(shí)驗(yàn)3:當(dāng)用導(dǎo)線把鋅片和銅片上端連接在一起，再將鋅片和銅片同時(shí)插入稀硫酸中時(shí)，因?yàn)殇\的金屬活動(dòng)性強(qiáng)于銅,鋅搶先失去電子形成Zn2+進(jìn)入溶液，鋅失去的電子經(jīng)鋅電極（外電路）流經(jīng)導(dǎo)線,流向銅片。因?yàn)殂~是中性原子，它不需要得到電子，而稀硫酸溶液中的陽離子H+卻需要電子，所以,稀硫酸溶液中的H+在銅片表面得到了鋅所失去的電子，成為氫氣而逸出.這樣一來，導(dǎo)線、鋅片、銅片、稀硫酸共同構(gòu)成了一個(gè)閉合回路，因?yàn)殡娮拥牧鲃?dòng)而產(chǎn)生了微電流，從本質(zhì)上來說，這種微電流是在化學(xué)反應(yīng)（氧化還原反應(yīng)）的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,所以，這個(gè)裝置是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置，叫做原電池。實(shí)驗(yàn)4：因?yàn)樾纬稍姵囟a(chǎn)生了微電流，所以，靈敏電流計(jì)的指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn).板書:化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?.原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。原電池的原理：氧化還原反應(yīng)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）流向較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體(正極）。2。原電池的電極反應(yīng)師上述的鋅銅原電池，它的兩極上分別發(fā)生怎樣的反應(yīng)？生(分析）鋅失去電子形成Zn2+，化合價(jià)升高,被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)。H+在銅片表面得到電子，化合價(jià)降低，被還原，發(fā)生還原反應(yīng).師鋅失去電子形成Zn2+，鋅是原電池的負(fù)極。H+在銅片表面得到電子，銅是原電池的正極.板書:負(fù)極（鋅片）：Zn—2e-====Zn2+（氧化反應(yīng)）正極（銅片)：2H++2e—====H2↑（還原反應(yīng))電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片。師這一現(xiàn)象早在1799年被意大利的物理學(xué)家伏打捕捉到并加以研究，發(fā)明了世界上第一個(gè)電池--伏打電池，即原電池.（觀看電腦課件）模擬原電池兩極的氧化還原反應(yīng)投影：電極電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型得失電子的粒子電子流動(dòng)方向負(fù)極鋅片Zn-2e-====Zn2+氧化反應(yīng)Zn原子Zn片→Cu片正極銅片2H++2e-====H2↑還原反應(yīng)H+師原電池的兩極材料如何選擇呢？投影：電極電極材料反應(yīng)類型電子流動(dòng)方向負(fù)極還原性較強(qiáng)的金屬氧化反應(yīng)負(fù)極向外電路提供電子正極還原性較弱的金屬或非金屬導(dǎo)體還原反應(yīng)正極從外電路得到電子師下面我們?cè)僮鰩讉€(gè)實(shí)驗(yàn)共同探討一下原電池的組成條件和原理.投影:師1。哪種裝置可以形成原電池?2.指出正、負(fù)極溶液上各發(fā)生什么變化？3。電子的流動(dòng)方向如何?生A、B、C可形成原電池師通過以上做的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)一下組成原電池的條件及原理.板書：3。組成原電池的條件（1）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）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。（4）能進(jìn)行自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（通常為:原電池的負(fù)極與電解質(zhì)溶液之間的氧化還原反應(yīng)）.師現(xiàn)有2種活動(dòng)性有差異的金屬A與B（活動(dòng)性順序表中一在氫前一在氫后），如何通過實(shí)驗(yàn)，確定它們的活動(dòng)性強(qiáng)弱？生方法1：將A與B分別插入稀硫酸中，有氣泡產(chǎn)生的一極為活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬。方法2：用導(dǎo)線把A與B上端連接在一起，再將A與B同時(shí)插入稀硫酸中，有氣泡冒出的一極為活動(dòng)性較弱的金屬.方法3：用導(dǎo)線把A與B上端連接在一起，再將A與B同時(shí)插入硫酸銅溶液中,變薄的一極為活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬，變厚的一極為活動(dòng)性較弱的金屬。方法4：將A與B分別插入硫酸銅溶液中，有光亮的紅色銅析出的為活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬.方法5：用導(dǎo)線把A與B上端連接在一起（兩極任意連接），在A與B上端的導(dǎo)線之間連接一個(gè)靈敏電流計(jì)，再將鋅片和銅片同時(shí)插入稀硫酸中，若電流計(jì)的指針向右偏轉(zhuǎn)，那就說明你所連接的正負(fù)極是正確的，負(fù)極是活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬；若電流計(jì)的指針向左偏轉(zhuǎn)，那就說明你所連接的正負(fù)極是錯(cuò)誤的，你所連接的負(fù)極是活動(dòng)性較弱的金屬。……師原電池的原理在實(shí)際生產(chǎn)、生活中有什么具體應(yīng)用呢？可以用來制作各種化學(xué)電源。這一內(nèi)容我們將在下一課時(shí)中學(xué)習(xí)。板書:4。原電池原理的應(yīng)用(1)制造多種多樣的化學(xué)電源師我們經(jīng)常接觸到，一些銅鐵制品在潮濕的空氣中很容易被腐蝕，其原因就是形成了無數(shù)微小的原電池，請(qǐng)大家閱讀P39“資料卡”,了解電化學(xué)腐蝕的原理。師在本節(jié)課的開頭，我們提出了一個(gè)問題，房頂上的白鐵皮瓦楞板,或白鐵皮煙囪，只有在它們的鍍鋅面完全腐蝕掉以后，鐵皮才開始銹爛、穿孔。而馬口鐵罐頭盒銹蝕的情形剛好相反，只要鍍錫的表面產(chǎn)生破口，里面的鐵皮就迅速腐蝕.為什么？現(xiàn)在，請(qǐng)大家來回答。生（回答）因?yàn)殇\比鐵活潑，所以,在潮濕的空氣中，形成原電池時(shí)，鋅作負(fù)極,鋅首先被腐蝕，只有在它們的鍍鋅面完全腐蝕掉以后，鐵皮才開始銹爛、穿孔。而鍍錫的馬口鐵罐頭中，因?yàn)?，鐵比錫活潑,所以，在潮濕的空氣中，形成原電池時(shí),鐵先發(fā)生腐蝕。師鋅比鐵活潑.因此，鍍鋅的鐵皮如果破損，在水溶液里，比較活潑的鋅容易失去電子被氧化,變成鋅離子，發(fā)生銹蝕，保護(hù)了鐵不受腐蝕。正是發(fā)揮“犧牲自己、保護(hù)他人”的長(zhǎng)處，人們?cè)谒l、水下鋼柱、船艦的尾部、船錨和鍋爐內(nèi)壁，將鋅塊鑲嵌在鋼鐵表面，充當(dāng)防銹的衛(wèi)士,鋅塊不斷地銹蝕而消瘦，以至最終被新的鋅塊替換上去，卻保護(hù)了它相鄰的鋼鐵安居樂業(yè)，這是多么可貴的自我犧牲品格啊！據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界生產(chǎn)的鋅有40％用來制造鍍鋅鋼板、管材和白鐵皮。鋅是鐵的忠誠(chéng)衛(wèi)士。板書：(2）防止金屬腐蝕［課堂練習(xí)］X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液中,X的表面有Z析出,X與Y組成原電池時(shí)，Y為電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)椋ǎ〢.X＞Y＞ZB.X＞Z＞YC。Y＞X＞ZD.Y＞Z＞X答案：C課堂小結(jié)本節(jié)課我們主要學(xué)習(xí)了原電池的原理及其應(yīng)用。請(qǐng)大家特別注意形成原電池的條件及原電池電極的判斷.電極反應(yīng)式的書寫。布置作業(yè)1.P432、3.2?；丶宜鸭瘡U干電池并拆開，弄清它的構(gòu)造及原理。板書設(shè)計(jì)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能1.原電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置.原電池的原理:氧化還原反應(yīng)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）流向較不活潑的金屬或非金屬導(dǎo)體(正極)。2。原電池的電極反應(yīng)負(fù)極（鋅片）：Zn-2e—====Zn2+（氧化反應(yīng)）正極(銅片）:2H++2e-====H2↑(還原反應(yīng))3。組成原電池的條件（1）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）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(4)能進(jìn)行自發(fā)的氧化還原反應(yīng)(通常為原電池的負(fù)極與電解質(zhì)溶液之間的氧化還原反應(yīng)）4.原電池原理的應(yīng)用(1）制造多種多樣的化學(xué)電源(2）防止金屬腐蝕活動(dòng)與探究1?，F(xiàn)有兩種活動(dòng)性有差異的金屬A與B（活動(dòng)性順序表中一在氫前一在氫后），如何通過實(shí)驗(yàn)，確定它們的活動(dòng)性的強(qiáng)弱?方法1：將A與B分別插入稀硫酸中，有氣泡產(chǎn)生的一極為活動(dòng)性較強(qiáng)的金屬。方法2：用導(dǎo)線把A與B上端連接在一起，再將A與B同時(shí)插入稀硫酸中,有氣泡冒出的一極為活動(dòng)性較弱的金屬。方法3