2019-2020年人教版選修4 第4章第1節(jié) 原電池 教案.doc
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2019-2020年人教版選修4 第4章第1節(jié) 原電池 教案.doc
2019-2020年人教版選修4 第4章第1節(jié) 原電池 教案一、 教學(xué)設(shè)計(jì)思路【課程標(biāo)準(zhǔn)與教材分析】(一)課程標(biāo)準(zhǔn):新課標(biāo)要求學(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,解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因。(二)教材分析:本節(jié)內(nèi)容是在必修2中第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步介紹原電池的組成和工作原理,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?!窘虒W(xué)設(shè)計(jì)基本思路】本節(jié)課在設(shè)計(jì)上,希望能通過對必修2相關(guān)知識的回顧復(fù)習(xí),逐步深化了解原電池的工作原理。因此,圍繞“原電池的設(shè)計(jì)”展開思路,結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知能力和必修2中相關(guān)知識的介紹,以實(shí)驗(yàn)探究的模式,設(shè)計(jì)了四個(gè)遞進(jìn)的問題,以問題的逐步解決推進(jìn)教學(xué)進(jìn)程。 什么樣的化學(xué)反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池? 原電池在設(shè)計(jì)上有什么條件?如何改進(jìn)原電池,使之能持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流?原電池的供電能力與哪些設(shè)計(jì)因素有關(guān)?【教學(xué)設(shè)計(jì)重點(diǎn)】采用問題探究法貫穿全局,充分尊重學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu),以復(fù)習(xí)的形式引入新課,在對舊知識的歸納總結(jié)中引出問題:什么樣的化學(xué)反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池?再在解決問題的過程中不斷引發(fā)新問題,問題的設(shè)計(jì)過渡自然、層層遞進(jìn),在對問題的探討過程中實(shí)現(xiàn)本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。二、 教學(xué)設(shè)計(jì)方案教學(xué)目標(biāo)一、 知識與技能1、了解原電池的工作原理。2、掌握構(gòu)成原電池的條件。3、能夠正確書寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。二、過程與方法1、體驗(yàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的探究過程。2、通過分組實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)觀察能力與分析思維能力。3、學(xué)習(xí)以問題為中心的學(xué)習(xí)方法,學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的方法。4、加深理解實(shí)踐認(rèn)識再實(shí)踐再認(rèn)識的辨證唯物主義的思維方法。三、情感態(tài)度價(jià)值觀通過一些實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究過程,增強(qiáng)探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣,樹立學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的志向。重點(diǎn)進(jìn)一步了解原電池的工作原理,能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式難點(diǎn)原電池的工作原理教學(xué)方法啟發(fā)式實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)探究法儀器、用品燒杯、U形管、表面皿、電流表、鹽橋、導(dǎo)線、金屬Cu、Zn、Fe、Al和CuSO4、ZnSO4、KCl等溶液,以及人體電池等自制教具。教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖引入今天我們上課需要擴(kuò)音設(shè)備、投影設(shè)備、照明設(shè)備,它們的使用都和電有關(guān)。在高一時(shí),我們就學(xué)習(xí)了一種能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置,大家還記得是什么嗎?過渡這節(jié)課我們將繼續(xù)探討原電池的有關(guān)知識。板書第一節(jié) 原電池播放課件 Cu-Zn原電池的裝置圖和氫氧燃料電池示意圖。復(fù)習(xí)回憶高一實(shí)驗(yàn)時(shí)觀察到的現(xiàn)象。判斷Cu-Zn原電池的正負(fù)極、寫出電極反應(yīng)式。再判斷氫氧燃料電池的正負(fù)極、寫出電極反應(yīng)式。啟發(fā)寫總反應(yīng)方程式,歸納共性板書一、什么樣的化學(xué)反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池?投影板書氧化還原反應(yīng)、自發(fā)反應(yīng)。探究 Zn與CuSO4溶液的反應(yīng)是能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),請利用Zn+ CuSO4Cu +ZnSO4原理設(shè)計(jì)原電池。提問在設(shè)計(jì)的時(shí)候用了哪些儀器、藥品?為什么?板書二、原電池在設(shè)計(jì)上有什么條件?分組實(shí)驗(yàn)請各小組按照自己的設(shè)計(jì)組裝儀器,開始實(shí)驗(yàn),記錄反應(yīng)初始時(shí)及反應(yīng)后1分鐘、2分鐘、3分鐘時(shí)電流表的讀數(shù)。(注意整個(gè)過程不要挪動(dòng)電極)3分鐘實(shí)驗(yàn)完成后再取出電極,觀察電極變化。提問為什么電流會(huì)衰減?請從各個(gè)組件的變化上進(jìn)行分析。播放課件微觀動(dòng)畫展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程。結(jié)論由于Zn片與CuSO4溶液直接接觸,在反應(yīng)一段時(shí)間后,難免溶液中有Cu2+在Zn片表面被直接還原,一旦有少量Cu在Zn片表面析出,即在Zn表面也構(gòu)成了原電池,進(jìn)一步加速Cu在負(fù)極表面析出,致使向外輸出的電流減弱。當(dāng)Zn片表面完全被Cu覆蓋后,反應(yīng)終止。展示化學(xué)電源圖片過渡這樣的原電池能不能用來做電源?如何改進(jìn)原電池,使之能持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流?板書三、如何改進(jìn)原電池,使之能持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流?演示實(shí)驗(yàn)除去Zn片表面附著的Cu,重新放回CuSO4溶液中,電流表讀數(shù)恢復(fù)到初始值。引導(dǎo)作為原電池,其功能就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能,上述實(shí)驗(yàn)中負(fù)極上的變化影響了供電效率。今天演示的簡易裝置可以通過取出電極擦拭來消除這一改變,可是,生活中的化學(xué)電源能取出電極來擦拭嗎?所以我們在設(shè)計(jì)上要加以改進(jìn)。是否可以從源頭上設(shè)法阻止溶液中的銅離子在負(fù)極鋅片上被還原?演示實(shí)驗(yàn)在學(xué)生指導(dǎo)下進(jìn)行課本實(shí)驗(yàn)4-1的演示。提問從原電池的形成條件來看, 只差第三個(gè)條件構(gòu)成閉合回路。用導(dǎo)線?還是電解質(zhì)溶液?討論裝置改進(jìn)后能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原因?練習(xí)寫出電極反應(yīng)式。播放課件微觀動(dòng)畫展現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程。講述分析半電池反應(yīng),鹽橋的作用。投影板書1、思路:使鋅與銅離子不直接接觸。 2、措施:鹽橋作用:構(gòu)成閉合通路過渡所有牌號的干電池質(zhì)量都一樣嗎?教具展示人體電池。講述 原電池的輸出電能的能力:首先取決于組成原電池的反應(yīng)物的氧化還原能力;同時(shí)裝置設(shè)計(jì)的合理性以及影響電極反應(yīng)條件也是至關(guān)重要的因素。板書四、原電池的供電能力與哪些設(shè)計(jì)因素有關(guān)?投影板書與組成原電池的反應(yīng)物的氧化還原能力和裝置設(shè)計(jì)的合理性等因素有關(guān)。練習(xí)利用Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag原理,如何設(shè)計(jì)一個(gè)能持續(xù)產(chǎn)生電流的原電池裝置?回答原電池。 回答 Cu-Zn原電池鋅片():Zn-2e-Zn2+ 銅片():2H+2e-H2氫氧燃料電池:負(fù)極:2H2- 4e-4 H+正極:O2+4 H+ +4e-= 2 H2O回答 Zn+2H+Zn2+ +H22H2 +O22 H2O氧化還原反應(yīng)、自發(fā)反應(yīng)。練習(xí)畫裝置圖?;卮?、活性不同的兩種金屬。2、電解質(zhì)溶液。3、要形成一個(gè)閉合的回路學(xué)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:電流表指針偏轉(zhuǎn),電流表讀數(shù)為0.10A,1分鐘后電流表讀數(shù)為0.08A,2分鐘后電流表讀數(shù)為0.06A,3分鐘后電流表讀數(shù)為0.05A。Cu片表面有Cu析出,同時(shí),Zn片表面也幾乎被Cu全部覆蓋?;卮饘?dǎo)線、電流表無變化;CuSO4溶液中Cu2+濃度有少量減??;Zn片幾乎完全被Cu覆蓋。討論將負(fù)極與電解質(zhì)溶液分開。學(xué)生指導(dǎo) 1、分成兩個(gè)燒杯,另一個(gè)裝ZnSO4溶液。分析若是導(dǎo)線,形成原電池時(shí),在兩極形成電荷堆積,導(dǎo)線上不能形成離子的定向移動(dòng),無法形成持續(xù)穩(wěn)定地電流。若是電解質(zhì)溶液,外電路的電子定向移動(dòng),內(nèi)電路離子也定向移動(dòng),構(gòu)成一個(gè)內(nèi)外循環(huán)的通路,就可以得到持續(xù)穩(wěn)定地電流?;卮痄\片():Zn-2e-Zn2+ 銅片():Cu2+2e-Cu 互動(dòng)體驗(yàn)兩極材料不同時(shí)的電流強(qiáng)弱是不一樣的,兩極材料相同時(shí),不同的人實(shí)驗(yàn)時(shí)電流的強(qiáng)弱也是不一樣的。復(fù)習(xí)原有知識,在已有知識的基礎(chǔ)上衍生出新知識內(nèi)容。讓學(xué)生通過類比,自己歸納原電池反應(yīng)本質(zhì)。先動(dòng)手設(shè)計(jì),后從自己的設(shè)計(jì)中總結(jié)構(gòu)成原電池的條件。承前啟后,讓學(xué)生明白,理論知識運(yùn)用于實(shí)際還是會(huì)遇到很多困難。通過形象的動(dòng)畫展示,加強(qiáng)形象思維。培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力。檢驗(yàn)學(xué)生的理解情況,將課堂的主體地位還給學(xué)生。通過自制的人體電池教具,讓學(xué)生體驗(yàn)電極材料等條件不同時(shí)電流的差別,新奇試驗(yàn)讓知識的學(xué)習(xí)饒有興致。三、 教學(xué)設(shè)計(jì)板書第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 原電池一、什么樣的化學(xué)反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池?二、原電池在設(shè)計(jì)上有什么條件?三、如何改進(jìn)原電池,使之能持續(xù)產(chǎn)生穩(wěn)定的電流?四、原電池的供電能力與哪些設(shè)計(jì)因素有關(guān)?