已浏览:8829 来源：本站 发布时间：2011-04-22
第2单元 化学反应与能量
课题2 化学能与电能
第1课时
一、教学设计思路
本节课教学设计的主导思想是以能量转化与守恒的思想启迪学生的思维，基于上节课学过化学能可以转化为热能，启发学生思考化学能能否转化为电能？教师通过创设问题环境，引导学生从电子转移的角度理解化学能转化为电能的本质，促使学生利用实验方法探究原电池的形成条件。渗透科学方法、科学态度，倡导学生敢于质疑，培养学生批判性品质，以达到培养学生科学素养的目的。
二、教案
|
课题 |
化学能与电能 |
授课人 |
张梅 |
学校 |
孝感高中 | ||
|
教学目标 |
知识与技能 （１）了解常见的化学能与电能的转化方式。 （２）理解原电池的工作原理和原电池的构成条件。 过程与方法 （１）通过分组实验的方式探究原电池的工作原理，体会科学探究的过程和方法。 （２）通过合作探究和自主探究原电池的形成条件，理解通常化学实验研究的一般方法，培养发现规律，认识规律和运用规律的能力。 情感态度与价值观 （１）通过探究实验，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值，构建新的能源观。 （２）通过分组实验，认识化学能如何转化为电能，理解科学探究的意义，并形成科学发展观，感悟研制新型电池的重要性。 | ||||||
|
重点 |
原电池概念、原理、组成及应用 | ||||||
|
难点 |
从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质、原电池的构成条件 | ||||||
|
教学方法 |
实验探究法、问题探讨法、分析推理法、比较归纳法以及多媒体辅助手段 | ||||||
|
仪器、用品 |
1、仪器： 电流表、导线、烧杯、Fe片、Cu片、Zn片、Mg条、小灯泡、硬币 2、试剂： 果汁、稀H2SO4、无水乙醇、 | ||||||
|
教师活动 |
学生活动 |
设计意图 | |||||
|
【设问】大家观察一下老师手中拿的是什么呢？说说它是做什么用的？（带导线的灵敏电流表用来测定硬币原电池的电流） 【讲述】这是物理上用的电流表，用来测电流。今天老师就用它来表演一个小魔术。 不过在表演之前，老师得向大家借点东西，借六毛钱硬币‘一张面巾纸和饮料少许。哪位同学能配合一下？ 【演示实验】硬币电池提示学生注意观察实验现象 |
观察，发言
惊奇，跃跃欲试
观察实验现象 |
激发学生兴趣
引起学生求知欲 创造和谐环境，引入实验。 培养学生的观察能力 | |||||
|
【提问】大家观察到了什么现象？ 产生了什么？ |
指针有偏转 电流 |
帮学生构建出物质与电的初步认识。 | |||||
|
【过渡】：今天我们就来探究一下魔术中为什么会有电的产生？ 【板书】第二节 化学能与电能 一、原电池 【科学探究1】按照学案上的步骤以小组为单位来完成相关实验，注意记录实验现象。
【实物投影】学生填写的学案并点评 【PPT投影】实验步骤及实验现象 【设问】1、实验中气体的成分是什么？如何产生？ 2、得到的电子从何而来？电子如何转移？ 3、实验中化学反应的类型是什么？
【讲述】在上述装置中通过氧化还原反应在导线上产生了电流，也就是把化学能转化成了电能，我们把这样的装置称为原电池。 【板书】1、定义：将化学能转化为电能的装置。 【设问】既然是电池，那么如何确定该电池的正负极？ 【科学探究2】用实验桌上提供的一节干电池连接电流表确定指针偏转方向，并用该电流表确定Zn片、Cu片哪个是正极、哪个是负极？
【动画演示】原电池的工作原理
【PPT投影】根据铜锌原电池工作原理完成学案2
【板书】2、工作原理：在负极、正极分别发生氧化反应和还原反应，电子从负极经导线流向正极，溶液中的阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 【实物投影】学生填写的学案并点评 【设问】构成一个原电池的反应类型是什么？是释放能量还是吸收能量？ 【板书】1、一个释放能量的氧化还原反应 【设疑】除此之外，原电池装置还由哪几部分构成？
|
进行实验，记录现象
学生思考、讨论、回答
进行实验，得出结论
填写表格
学生思考、回答 |
引入正题
引出问题后，通过实验找出与发现问题的共同点，作为探究的突破口
用学生已有知识分析现象，并在分析现象中出现和学生原有知识的冲突，引出新概念的学习
给学生明确原电池的概念，突破概念这一难点
引导学生完成有关原电池知识的建构，加深学生的理解 | |||||
|
【科学探究3】课本41页科学探究 材料：镁条、铜片、铁片、导线、金属夹、手电筒用小灯泡（或发光二极管）、酒精、100mL烧杯、果汁（橙汁、苹果汁、柠檬汁等）、电流表； 要求：设计一个能使电流表指针发生偏转的原电池 方式：1、独立设计实验；（仿照实验2中装置） 2、动手试验，边做边改进，并填写表格； 3、思考与交流：化学电池应由哪几部分构成？ 【实物投影】学生设计的装置图并评价 【总结】原电池的构成除了需要一个释放能量的氧化还原反应外，还需要活泼性不同的两种金属或金属与非金属导体（如石墨）作电极，且电极需插进电解质溶液中，形成闭合回路。总的来说就是两极一液一连线。 【板书】（2）两极一液一连线。 【提问】前面的魔术也是一个简单的原电池，哪位同学能解密该魔术？ 【设问】我们日常生活中使用的电能除了由电池提供外，还有哪些方式能提供电能？ 【PPT投影】不同发电方式，2001年我国发电总量构成图 【设问】应用最广泛的是火力发电并且预计在未来五十年内也将采用这种方式。那么火力发电的原理是什么？如何实现能量的转化？ 【PPT投影】火力发电原理 【提问】对比火力发电和原电池原理中的化学反应的本质及类型，将化学能转换为电能的过程是否相同？ 【知识拓展】根据资料卡片，分析下列能源中哪些属于二次能源？
【小结】今天我们主要学习了原电池的定义、工作原理及构成条件，内容如下： 【PPT投影】一、原电池 1、定义：将化学能转化为电能的装置 2、工作原理：（以铜锌原电池为例）
3、构成条件： （1）一个释放能量的氧化还原反应 （2）两极一液一连线 【课后作业】课本45页第4题、第9题 |
设计装置，进行实验，并完成学案3，思考与交流，原电池装置的构成
学生思考、分析硬币材料得到结论
学生思考回答
学生总结能量的转化 学生思考回答
学生思考回答
学生回忆 |
培养学生的合作、分享精神，概括分析问题的能力，突破原电池构成条件这一重点
与引入课题内容相呼应，加深原电池构成条件的理解
通过对比，加深原电池工作原理的理解
一次能源、二次能源概念的理解
帮助学生形成系统的知识网络 | |||||
|
【板书设计】 第二节 化学能与电能 一、原电池 1、定义：将化学能转化为电能的装置。 2、工作原理：负极、正极分别发生氧化反应和还原反应，电子从负极经导线流向正极，溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动，形成电流。 3、构成条件： （1）一个释放能量的氧化还原反应 （2）两极一液一连线 | |||||||
三、课后反思
新课改的教学理念是采用恰当的探究性教学策略促进学生自主探究，达到促进学生“自主发展”的目的。在课堂教学中，本节课依照新课改教学理念，通过创设问题情境，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质；促使学生用实验方法探究原电池的构成条件。化学学科的特点就是实验性，本节课用化学实验始终贯穿于其中。从探究原电池的原理，到探究原电池的形成条件，都是用化学实验突破教学的难点；学生通过化学实验构建原电池有关原理等知识非常有效。实验探索过程，是学生初步认识科学探究的过程，学生能从中学会一些科学的思维程序，能把获得的知识组合成知识体系的规律、方法及运用的经验和方法，获得化学学习的科学思维，提高综合分析、解决问题的能力和创新素质。但是此节课要给学生足够的时间和空间，让学生自主探究，又要完成本节教学任务，所以学生探究实验的时间不好控制，时间略显紧张，如果时间宽裕的话，会使本节课效果更佳。
第二节 化学能与电能(第1课时)学案
【学习目标】（１）了解常见的化学能与电能的转化方式；
（２）理解原电池的工作原理和原电池的构成条件。
【学习重点】原电池概念、原理、组成及应用
【学习难点】从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质、原电池的构成条件
【名师导学】
一、根据实验结果填写下表：
|
|
实验1 |
实验2 |
|
实验装置 |
|
|
|
实验现象 |
|
|
|
写化学方程式或解释实验现象 |
|
|
|
思考与交流 |
1、实验中气体的成分是什么？如何产生？ 2、得到的电子从何而来？电子如何转移？ 3、实验中化学反应的类型是什么？ | |
二、根据实验2填写下表
|
电极 |
负极 |
正极 |
|
电极材料 |
|
|
|
电极反应式 |
|
|
|
反应类型 |
|
|
|
电子流动方向 |
| |
|
电流流动方向 |
| |
|
溶液中离子的迁移方向 |
| |
三、科学探究
材料：镁条、铜片、铁片、导线、金属夹、手电筒用小灯泡（或发光二极管）、酒精、100mL烧杯、果汁（橙汁、苹果汁、柠檬汁等）、电流表；
要求：设计一个能使电流表指针发生偏转的原电池
方式： 1、独立设计实验；（仿照实验2中装置）
2、动手试验，边做边改进；
3、思考与交流：化学电池应由哪几部分构成？
|
实验用品及操作 |
实验现象 |
结论 |
|
|
|
|
【总结】1．原电池定义
2．原电池工作原理：（以铜锌原电池为例）
锌失去电子，作 极，发生的反应为： ，电子通过导线流向铜片，溶液中的 在Cu片上得电子生成 ，铜片作 ，发生的反应为： 。
3．原电池反应的本质：
原电池反应的本质是
4． 原电池构成条件：
（1）一个释放能量的氧化还原反应 （2）
（3） （4）
5．火力发电的能量转化：
6．对比火力发电与原电池中能量的转化：
【梯度导练】
1．下列各组成金属和溶液，能组成原电池的是 ( )
A. Cu、Cu、稀硫酸 B. Zn、Cu、稀硫酸
C. Cu、Zn、酒精 D. Zn、Cu、CuSO4溶液
2．有a、b、c、d四种金属。将a与b用导线联接起来，浸入电解质溶液中，b不易腐蚀。将a、b分别投入等浓度盐酸中，d比a反应剧烈。将铜浸入b的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入c的盐溶液里，有金属c析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是 ( )
A. dcab B. dabc C. dbac D. badc
3．在稀硫酸中放入一块镀层严重损坏的白铁片，放出气体的速率是 ( )
A. 时快时慢 B. 先慢后快 C. 先快后慢 D. 保持不变
4．将铁片和银片用导线连接置于同一稀盐酸溶液中，并经过一段时间后，下列各叙述正确的是 ( )
A. 负极有Cl-逸出，正极有H+逸出 B. 负极附近Cl-的浓度减小
C. 正极附近Cl-的浓度逐渐增大 D. 溶液中Cl-的浓度基本不变
5．原电池产生电流的本质原因是 （ ）
A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子
B．有两根导线将两个活泼性不同的电极连接
C．电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子
D．电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移
【能力提高】
1．根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是（ ）
A ．镁 B．石墨 C．铝 D．铅
2．对于原电池的电池名称，叙述有错误的是 （ ）
A、发生氧化反应的为负极 B、正极为电子流入的一极
C、比较不活泼的金属为负极 D、电流表偏向的为正极
3．X、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出， X 与Y组成原电池时，Y为电池的负极，X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为 （ ）
A．X>Y>Z B．X>Z>Y C．Y>X>Z D．Y>Z>X
4．某原电池的总反应是Zn ＋Cu2+ ＝Zn2+ ＋ Cu，该原电池的正确组成是 ( )
A. B. C. D.
正 极 Zn Cu Zn Cu
负 极 Cu Zn Cu Zn
电解质溶液 CuCl2 CuCl2 ZnCl2 ZnCl2
5．镁铝合金在碱性溶液中开始反应缓慢，后反应加速。经分析是氧化膜及微电池作用的结果。下列叙述正确的是 （ ）
A．微电池负极是镁 B．微电池负极是铝
C．铝的电极反应式是2H++2e = H2↑ D．镁的电极反应式是Mg-2e = Mg2+
6．等质量的两份锌粉a和b，分别加入过量的稀硫酸中，a中同时加入少量CuSO4溶液，下列各图中表示其产生氢气总体积(V)与时间(t)的关系正确的是 ( )
7．以铁片和铜片为两极，稀硫酸为电解质溶液组成原电池，当导线中通过电子时，下列说法正确的是（ ）
A．铁片溶解1 mol，铜片上析出1 mol H2 B．两极上溶解和析出的物质的质量相等
C．铁片溶解2 g，铜片上析出1 g H2 D．铁片溶解1 mol，硫酸消耗1 mo
8．电工操作规程中规定不能把铜导线与铝导线连接在一起，其中的化学原理是
9．利用Cu + 2FeCl3 = CuCl2 + 2FeCl2反应，设计一个原电池，写出电极反应式。
10．如图所示装置：
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则观察到的现象为 。
两极反应式为：正极 ；
负极 &n