2019-2020年高二化学《原电池原理》教案.doc

2019-2020年高二化学原电池原理教案一：教材内容分析1 地位和功能学生通过必修二第二章第一节化学键与化学反应中化学键与化学反应中的能量变化以及本章第一、二节内容，知道化学能可以通过化学反应直接转化为热能、光能等。上节研究了电能转化为化学能电解，本节研究化学能转化为电能原电池。因此本章知识有利于学生了解电化学反应所遵循的规律，知道电化学知识在生产生活、科学研究中的作用，同时还有一些有趣的实验和科学探究活动，有利于激发学习兴趣和树立研究化学的志向。2 内容分析必修2中在学习化学反应的利用等的基础上已经学习了Zn-Cu-稀H2SO4组成的的简单原电池，初步了解了原电池原理，本节首先研究Zn与CuSO4直接发生置换反应，化学能转化为热能的基础上研究Zn-Cu-CuSO4原电池，让学生理解能量的相互转化以及转化形式的不同，进一步介绍带有“盐桥”的复杂的原电池的组成和工作原理。通过对原电池中闭合电路形成过程的分析，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，从而进一步提高对原电池构成和工作原理的认识，了解设计原电池，选用正、负电极的原则，电解质溶液的选择以及电极反应产物的判断。内容结构上具有上承氧化还原反应以及电解电镀等并与能量转化，后启电化学腐蚀和防护、化学电源，形成了一个系统的知识网络。是培养学生创造性思维的好教材。3 高考中地位 原电池原理以及金属腐蚀防护原理都是高考的重点考查内容之一，主要考点有：原电池原理以及电极判断；电极方程式书写；电极材料；原电池内部电解质、溶液中离子的移动方向；电子电流方向判断；金属腐蚀防护原理等。主要以选择、填空的形式出现。由于和生活密切相关今后仍会是考查的热点。学生情况分析：知识方面：已经在化学键与化学反应和化学反应的利用以及电能转化为化学能电解等的基础上学习了Zn-Cu-稀H2O4组成的的简单原电池，初步了解了原电池原理了解设计原电池，选用正、负电极的原则，电解质溶液的选择以及电极反应产物的判断。能力方面：已具备了一定的观察、实验、思维和自学能力，但分析推理能力和抽象思维能力有待进一步提高。二教学目标I知识目标1判断形成原电池的条件，明确原电池的工作原理。2了解设计原电池，选用正、负电极的原则，电解质溶液的选择及电极反应产物的判断。II能力目标1培养学生探究精神和从实验中得出结论的科学方法。2培养学生由实践到理论，再由理论指导实践的科学方法。3培养观察能力和实验设计能力III德育目标：树立正确的能源观，增强环境保护意识等。三教学重点、难点重点：1.原电池的形成条件，原电池的工作原理（包括带盐桥的原电池） 2.能够写出电极反应式和电池反应方程式。教学难点：原电池的原理及其应用（包括带盐桥的原电池）四教学方法实验探究、启发发现和讨论法五过程设计：创设情景提出问题学生实验概括整理设置习题巩固原理运用原理解决问题提出问题六、教学过程一、基本内容【多媒体】展示图片“中国登月飞船登陆月球模拟图”。【联想质疑】通过电解可将电能转化为化学能，而通过原电池可将化学能转化为电能。那么，原电池是怎样将化学能转化为电能的？原电池的工作原理与电解的原理有什么异同呢？【倾听】做好学习准备。【设计意图】从学生已经具备的知识出发，引入原电池的工作原理学习内容，并以提问的方式提醒学生注意对比电解原理与原电池的工作原理，有利于学生抓住本质。【明确】将化学能转化为电能的电池也称为化学电源。【多媒体】展示生活中用到的化学电源。【活动探究】（幻灯片提示实验内容）锌与CuSO4溶液反应中的能量变化与能量转换探究任务：1.将锌粉加入CuSO4溶液中，测量溶液温度的变化，分析能量变化情况。2.如果锌与CuSO4溶液的反应是放热反应，请设计实验将该反应所释放的能量转化为电能并实施你所设计的实验。试剂和仪器CuSO4溶液，锌粉，锌片，铜片，温度计、检流计（G），导线，大烧杯。【实验发现问题】按幻灯片提示的实验步骤进行实验，观察实验现象。【安排学生实验】实验装置实验现象能量变化实验1锌粒逐渐溶解，表面产生了一层红色的固体物质；CuSO4溶液颜色变浅，温度升高化学能转化为热能实验2CuSO4 溶液电流表指针发生偏转；锌片溶解，其表面出现一层红色的固体物质；CuSO4溶液颜色变浅；铜片表面也出现一层红色的固体物质 化学能转化为电能负极（Zn）：Zn+-2e=Zn2-氧化反应正极（Cu）：Cu2+2e-=Cu还原反应电池反应：Zn+Cu2+=Zn2+Cu【小组讨论】1.在锌片和铜片表面分别发生了哪些变化？2.电子从哪里来，到哪里去？3.电池的正极和负极分别是什么？判断依据是什么？ 4.溶液中有哪些看不见的动作？【小组汇报】由于Zn失去的电子经导线转移到Cu片上，故导线上有电流通过，因此电流计指针发生偏转。电子由锌片流向铜片，根据物理学知识，电子移动方向与电流方向相反，电流由铜片流向锌片，铜片为正极，锌片为负极。Zn失去电子成Zn2+进入溶液，溶液中的阴离子移向负极Zn，阳离子移向正极Cu。电极反应式可表示为： 负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 正极（Cu）：Cu2+2e-=Cu （还原反应）总反应为：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu【结论】该装置实现了将反应释放的能量向电能的转化。【明确】电化学上将这种能把化学能转化为电能的装置称为原电池。【师生共同分析】铜锌原电池的工作原理。【多媒体】演示铜锌原电池的工作原理。【小组讨论汇报】铜锌原电池中电子流向。【思考】1.如果用比锌活泼的镁代替铜片，用硫酸锌溶液代替硫酸铜溶液，与锌组成原电池，锌片上将发生怎样的反应？2.原电池中电极反应的反应物一定来源于电极材料或电解质溶液吗？【设计意图】扩展学生的思路，使学生进一步认识原电池的工作原理和构成条件。二、加深【观察思考】另一种形式的铜锌原电池。【多媒体】展示。【资料查询】上网查询以下内容：1.什么是盐桥？2.盐桥的作用是什么？盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。 可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。 盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。导线的作用是传递电子，沟通外电路，而盐桥的作用则是沟通内电路。【问题】1.在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？2.在盐桥插入之后，是否有电流产生？3.与铜锌原电池相比该原电池具有什么特点？4.通过本活动，你对原电池有了哪些新的认识？【小组讨论分析得出】原电池的形成条件：1.活泼性不同的两电极2.电解质溶液3.形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液中）4.自发进行的氧化还原反应(本质条件)【归纳】其中负极上发生的是氧化反应，正极上发生的是还原反应，即负氧正还。注意：电极方程式要注明正负极和电极材料；满足所有守衡。 总反应是：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu【讲解】原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。三、迁移应用【思考】如何根据氧化还原反应原理来设计原电池呢？请将氧化还原反应 Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计成原电池。【网络运用】设置铁铜原电池页面超链接等资料、图片。【设计意图】使学生进一步理解原电池的构成条件。四、课堂练习【多媒体】展示题目。五、课堂小结【课后作业】 1. 完成探究：有下列材料：电极（Zn片、Cu片、石墨棒、Fe钉等任选）、导线、水果（西红柿2个）、检流计，请设计一个能使电流计指针发生偏转的装置。方式：最好先独立设计，并动手试验，边做边改进，也可与小组同学相互讨论和观摩，或请老师指导。我设计的原电池实验现象电流表是否偏转能否构成原电池结 论2. 解决问题：了解一个真正的电池，看看哪些地方运用到今天大家的研究成果。3. 搜集关于废旧电池中存在的物质，废旧电池随便丢弃会对环境造成哪些不良影响？