2019-2020年人教版选修4 第4章第1节 原电池 教案.doc

2019-2020年人教版选修4 第4章第1节 原电池 教案一、 教学设计思路【课程标准与教材分析】(一)课程标准：新课标要求学生能从根本上了解化学能与电能之间发生转化的原因；能正确书写电极反应式和电池反应方程式，解释金属发生电化学腐蚀的原因。(二)教材分析：本节内容是在必修2中第二章第二节化学能与电能的基础上，进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对电池效率的探究，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，从本质上了解原电池的工作原理，是在必修2基础上的深化。【教学设计基本思路】本节课在设计上，希望能通过对必修2相关知识的回顾复习，逐步深化了解原电池的工作原理。因此，围绕“原电池的设计”展开思路，结合学生的认知能力和必修2中相关知识的介绍，以实验探究的模式，设计了四个递进的问题，以问题的逐步解决推进教学进程。 什么样的化学反应可以设计成原电池？ 原电池在设计上有什么条件？如何改进原电池，使之能持续产生稳定的电流？原电池的供电能力与哪些设计因素有关？【教学设计重点】采用问题探究法贯穿全局，充分尊重学生的认知结构，以复习的形式引入新课，在对旧知识的归纳总结中引出问题：什么样的化学反应可以设计成原电池？再在解决问题的过程中不断引发新问题，问题的设计过渡自然、层层递进，在对问题的探讨过程中实现本节课的教学目标。二、 教学设计方案教学目标一、 知识与技能1、了解原电池的工作原理。2、掌握构成原电池的条件。3、能够正确书写电极反应式和电池反应方程式。二、过程与方法1、体验化学能转化为电能的探究过程。2、通过分组实验培养观察能力与分析思维能力。3、学习以问题为中心的学习方法，学会发现问题、解决问题的方法。4、加深理解实践认识再实践再认识的辨证唯物主义的思维方法。三、情感态度价值观通过一些实验和科学探究过程，增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。重点进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式难点原电池的工作原理教学方法启发式实验引导探究法仪器、用品烧杯、U形管、表面皿、电流表、盐桥、导线、金属Cu、Zn、Fe、Al和CuSO4、ZnSO4、KCl等溶液，以及人体电池等自制教具。教师活动学生活动设计意图引入今天我们上课需要扩音设备、投影设备、照明设备，它们的使用都和电有关。在高一时，我们就学习了一种能将化学能直接转变为电能的装置，大家还记得是什么吗？过渡这节课我们将继续探讨原电池的有关知识。板书第一节 原电池播放课件 Cu-Zn原电池的装置图和氢氧燃料电池示意图。复习回忆高一实验时观察到的现象。判断Cu-Zn原电池的正负极、写出电极反应式。再判断氢氧燃料电池的正负极、写出电极反应式。启发写总反应方程式，归纳共性板书一、什么样的化学反应可以设计成原电池？投影板书氧化还原反应、自发反应。探究 Zn与CuSO4溶液的反应是能自发进行的氧化还原反应，请利用Zn+ CuSO4Cu +ZnSO4原理设计原电池。提问在设计的时候用了哪些仪器、药品？为什么？板书二、原电池在设计上有什么条件？分组实验请各小组按照自己的设计组装仪器，开始实验，记录反应初始时及反应后1分钟、2分钟、3分钟时电流表的读数。（注意整个过程不要挪动电极）3分钟实验完成后再取出电极，观察电极变化。提问为什么电流会衰减？请从各个组件的变化上进行分析。播放课件微观动画展现实验过程。结论由于Zn片与CuSO4溶液直接接触，在反应一段时间后，难免溶液中有Cu2+在Zn片表面被直接还原，一旦有少量Cu在Zn片表面析出，即在Zn表面也构成了原电池，进一步加速Cu在负极表面析出，致使向外输出的电流减弱。当Zn片表面完全被Cu覆盖后，反应终止。展示化学电源图片过渡这样的原电池能不能用来做电源？如何改进原电池，使之能持续产生稳定的电流？板书三、如何改进原电池，使之能持续产生稳定的电流？演示实验除去Zn片表面附着的Cu，重新放回CuSO4溶液中，电流表读数恢复到初始值。引导作为原电池，其功能就是将化学能转换为电能，上述实验中负极上的变化影响了供电效率。今天演示的简易装置可以通过取出电极擦拭来消除这一改变，可是，生活中的化学电源能取出电极来擦拭吗？所以我们在设计上要加以改进。是否可以从源头上设法阻止溶液中的铜离子在负极锌片上被还原？演示实验在学生指导下进行课本实验4-1的演示。提问从原电池的形成条件来看， 只差第三个条件构成闭合回路。用导线？还是电解质溶液？讨论装置改进后能产生持续、稳定电流的原因？练习写出电极反应式。播放课件微观动画展现实验过程。讲述分析半电池反应，盐桥的作用。投影板书1、思路：使锌与铜离子不直接接触。 2、措施：盐桥作用：构成闭合通路过渡所有牌号的干电池质量都一样吗？教具展示人体电池。讲述 原电池的输出电能的能力：首先取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力；同时装置设计的合理性以及影响电极反应条件也是至关重要的因素。板书四、原电池的供电能力与哪些设计因素有关？投影板书与组成原电池的反应物的氧化还原能力和装置设计的合理性等因素有关。练习利用Cu+2AgNO3Cu(NO3)2+2Ag原理，如何设计一个能持续产生电流的原电池装置？回答原电池。 回答 Cu-Zn原电池锌片（）：Zn-2e-Zn2+ 铜片（）：2H+2e-H2氢氧燃料电池：负极：2H2- 4e-4 H+正极：O2+4 H+ +4e-= 2 H2O回答 Zn+2H+Zn2+ +H22H2 +O22 H2O氧化还原反应、自发反应。练习画装置图。回答1、活性不同的两种金属。2、电解质溶液。3、要形成一个闭合的回路学生实验现象：电流表指针偏转，电流表读数为0.10A，1分钟后电流表读数为0.08A，2分钟后电流表读数为0.06A，3分钟后电流表读数为0.05A。Cu片表面有Cu析出，同时，Zn片表面也几乎被Cu全部覆盖。回答导线、电流表无变化；CuSO4溶液中Cu2+浓度有少量减小；Zn片几乎完全被Cu覆盖。讨论将负极与电解质溶液分开。学生指导 1、分成两个烧杯，另一个装ZnSO4溶液。分析若是导线，形成原电池时，在两极形成电荷堆积，导线上不能形成离子的定向移动，无法形成持续稳定地电流。若是电解质溶液，外电路的电子定向移动，内电路离子也定向移动，构成一个内外循环的通路，就可以得到持续稳定地电流。回答锌片（）：Zn-2e-Zn2+ 铜片（）：Cu2+2e-Cu 互动体验两极材料不同时的电流强弱是不一样的，两极材料相同时，不同的人实验时电流的强弱也是不一样的。复习原有知识，在已有知识的基础上衍生出新知识内容。让学生通过类比，自己归纳原电池反应本质。先动手设计，后从自己的设计中总结构成原电池的条件。承前启后，让学生明白，理论知识运用于实际还是会遇到很多困难。通过形象的动画展示，加强形象思维。培养学生分析问题的能力。检验学生的理解情况，将课堂的主体地位还给学生。通过自制的人体电池教具，让学生体验电极材料等条件不同时电流的差别，新奇试验让知识的学习饶有兴致。三、 教学设计板书第四章 电化学基础第一节 原电池一、什么样的化学反应可以设计成原电池？二、原电池在设计上有什么条件？三、如何改进原电池，使之能持续产生稳定的电流？四、原电池的供电能力与哪些设计因素有关？