人教版高二化学选修4《原电池》教学设计[精华].doc

人教版高二化学选修4原电池教学设计 海口市灵山中学化学组柯劲松一 、设计思想： 本节课的的教材依据是人教版高二年级选修4第四章第一节原电池，原电池是把化学能转化为电能的装置，也是化学与能源联系的很关键的内容，这些知识不但能让学生大开眼界，而且还为环境，能源与可持续发展提供良好的教学内涵，所以这部分知识是应该以全新的教学理念进行这部分知识的教学。在设计本节课教学时遵循新课改的理念，引导学生从高一所学习过的原电池的概念，组成要素引入课程，上课过程中，注重与学生的沟通和交流，让课堂成为学生自主设计和自主学习、自主探究的环境。本节课采用“实验操作分析讨论得出结论”的学习方法，在实验探究中学习原电池的工作原理和盐桥的的作用，让学生在“做中学”。二、教材分析： 1、教材地位：本节是在高一电化学基础知识的基础上，深入学习原电池的工作原理。 原电池的工作原理 能量的转换 重点内容 电极反应式及总反应式 盐桥的作用 原电池的用途 2、教材作用： 通过对原电池工作原理的学习之后，学生形成一个将氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液，金属腐蚀和防护、电解原理和有关计算等知识联系起来的知识网络。对培养学生从实践到理论，又从理论到实践的认知规律的提高有很大的作用。而且原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛，因此学好本节知识，具有比较重要的理论意义和现实意义。三、学情分析： 本节教材，不仅仅是前面必修课学习的复习，更重要的是学习的角度有了一定的变化，从能量的角度、从电流产生的本质以及最后的应用两方面进行了编排，应该说符合认知规律，既是复习旧知，又是加深学习，提升能力。    虽然学生的学习有了知识与能力的基础，但是必修课中学习经过较长的时间，学生对知识淡忘了较多，所以要进行教学还是有一定的难度，但学生对于这方面的学习兴趣还是非常浓厚的，应该利用好这一点。为此，本节课宜采用边讲边实验的方法组织教学，要让学生通过实验来复习和巩固旧知识，并激发他们学习化学的兴趣，提升他们的实验能力、思维能力和学习能力。四、教学目标： 1、知识与技能：   （1）体验化学能与电能相互转化的探究过程；（2）了解原电池的工作原理，能判断原电池的正、负电极，能写出电极反应式；   （3）通过实验与分析，初步掌握形成原电池的基本条件； （4）学习盐桥的作用。    2、过程与方法：   （1）经历对化学物质及其变化进行探究的过程，进一步了解科学探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学素养及科学探究能力；   （2）在科学探究的过程中要具有较强的问题意识，敢于质疑，勤于思索；   （3）学会运用观察、实验、交流等多种手段获取信息，并运用比较、类比等方法对信息进行加工。    3、情感态度与价值观：   （1）在化学学习的过程中体验并享受探究带来的快乐，感受化学世界的奇妙所在；   （2）增强联系生活、生产实际学习化学并将化学知识应用于生活的意识；   （3）关注与化学有关的社会热点问题和科学前沿问题，增强环境保护的意识，逐步形成可持续发展的思想。五、教学重点：1、进一步了解原电池的工作原理2、能够写出电极反应式和原电池反应方程式。 3、掌握盐桥的作用。六、教学难点 1、原电池的形成条件及电极反应；    2、电子流向和电流方向；3、原电池工作原理的理解。七、教学策略与手段：    本节教学采用实验探究法。通过对原电池实验的研究，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。以实验为载体，创设问题情境，将实验探究与思考交流有机结合，将对原有知识的回顾与新知识的引入融为一体。八、课前准备    教师制作课件、准备实验；学生根据课前发放资料做好预习准备。九、教学过程教师活动学生活动设计意图导入新课【引言】同学们，自然科学规律告诉我们，各种形式的能量，在一定条件下是可以相互转变的，例如：通过风力发电机可以将风能转化为电能。电能的利用是第二次工业革命的主要标志，从此人类社会进入电气时代，是人类日常生活中经常用到的能源，联系电动自行车、汽车等的电瓶，结合以前学习的化学理论，引入本部分知识。观看幻灯片，了解生活中常用的电池，如纽扣电池，常用5号电池，常用3号电池，电动车用铅蓄电池，锂蓄电池以及太阳能电池等，了解电池在日常生活，工农业生产，国家高尖端科技，宇航等方面中的应用。激发学生的好奇心、求知欲，使学生认识到学习本节内容的重要性。提出问题【问题】什么是原电池？组成原电池的条件有哪些？他们是怎样形成电流的？学生带着问题去阅读教材，分析讨论解决问题，为后面的探究教学做好准备。明确学习的任务，提出问题让学生自己解决，引导学生进入学习主题。教师活动学生活动设计意图实验探究【实验一】 将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片直接接触，然后浸入盛有CuSO4溶液的的烧杯中。阅读课本，结合教师准备材料，动手实验。观察并记录实验现象 Zn Cu CuSO4溶液现象：铜片表面有铜析出，同时电流表显示无电流通过。学生讨论并分析出现此现象的原因。通过学生亲手动手实验，掌握第一手材料。并培养学生的动手实验能力，观察能力，比较能力，分析能力。设置疑问深入课程若要证明上述装置就是原电池，确实实现了化学能与电能之间的转换，就必须证明锌片与铜片之间确实有电流，如何证明？学生分组讨论。设置疑问，通过学生讨论，提出方案，进一步深入课程。教师活动学生活动设计意图实验探究学生讨论【实验二】将锌片与铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，再同时浸入盛有CuSO4溶液的烧杯中。观察并记录实验现象Zn CuCuSO4溶液现象：电流表指针发生偏转，并指示电子由锌片流向铜片，在铜片表面有铜析出，随着实验的进行，电流表指针偏转的角度逐渐减小，电流慢慢减弱，锌片上有黑色的物质生成。学生讨论：开始时原电池正常产生电流，那么为何随着实验的进行，电流逐渐减弱？和锌片上的实验现象之间有什么联系？ 培养学生分析比较的能力。教师活动学生活动设计意图引导电极反应式：负极：Zn -2e- = Zn2+ 失去电子 氧化反应正极：Cu2+ + 2e - = Cu 得到电子 还原反应总反应式：Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu培养学生分析问题，解决问题的能力，归纳综合能力，学会书写电极反应式和总反应式。设置疑问进一步讨论作为原电池，其功能是将化学能转换成电能，在实际应用当中，能产生稳定的电流；上述实验中的电池不能够获得稳定的电流，那么，怎样才能使原电池产生稳定的电流？教师活动学生活动设计意图实验探究【实验三】课本P71 实验4-1 用一个充满电解质溶液的盐桥，将放有锌片的ZnSO4溶液和放有铜片的CuSO4溶液连接起来，然后将锌片和铜片用导线连接，在中间串联一个电流表，观察有什么现象发生。观察并记录实验现象： Zn Cu 盐桥 ZnSO4溶液 CuSO4溶液现象：有盐桥存在时，电流计指针偏转，指示电子由锌片流向铜片。学生思考并分析盐桥的作用。明确盐桥的作用。实验操作：将盐桥取出。【思考】盐桥取出，无电流产生，为什么？现象：电流表指针不发生偏转，无电流产生。盐桥的作用：使整个装置构成回路，代替两溶液直接接触。小结从以上三个演示实验存在的现象及分析，可知，要产生持续、稳定的电流，可以用实验4-1的装置。教师活动学生活动设计意图总结通过以上三个实验的比较，得出具备产生持续、稳定电流的原电池的条件。电极反应式：负极：Zn -2e- = Zn2+ 失去电子 氧化反应正极：Cu2+ + 2e - = Cu 得到电子 还原反应总反应式：Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu1.原电池的功能：将化学能转换成电能。 2.原电池输出电能的能力：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的条件也很重要。3. 原电池的重要用途。形成原电池的条件电极的判断：负极：活泼的一极（金属）正极：不活泼的一极（金属或非金属）电流方向与电子流向电流方向：正负电子流向：负正培养归纳，综合应用能力，学会总结规律，并加以应用。教师活动学生活动设计意图回顾课件引导学生回顾课件，总结原电池的用途。总结原电池的用途。课后作业完成课本P73 1、2、4、6题板书设计：一、 原电池：将化学能转化为电能的装置。二、 探究原电池工作原理实验一：现象：铜片表面有铜析出，但电流表显示没有电流通过。 结论：铜不与CuSO4溶液反应，铜片表面却有红色的铜析出，锌片逐渐溶解，说明原电池发生了电极反应，电流表指针不动，显示没有电流通过。实验二：现象：铜片表面有红色的铜析出，电流表指针发生偏转并指示电子流动方向是由锌片流向铜片。 结论：该装置构成了原电池，锌为负极，铜为正极。电极反应式：负极：Zn- 2e -= Zn2+ 氧化反应正极：Cu2+ + 2e- = Cu 还原反应总反应式：Cu2+ + Zn= Zn2+ Cu实验三：现象：有盐桥存在时，电流计指针偏转，电子流动的方向由锌片流向铜片；取出盐桥，电流表指针不偏转 ，无电流通过。电极反应式：负极：Zn- 2e -= Zn2+ 氧化反应正极：Cu2+ + 2e- = Cu 还原反应总反应式：Cu2+ + Zn= Zn2+ Cu三、 盐桥的作用：使整个装置构成通路、保持电中性的作用，又不使两边溶液混合。 e Cl- K+ e盐桥 Zn2+ Cu2+ ZnSO4溶液 CuSO4溶液四、构成原电池的条件有电解质溶液 两极上有活泼性不同的物质（至少有一种是金属） 组成闭合回路 能自发进行氧化还原反应五、 原电池的用途 制作电池，如干电池、蓄电池。 防止金属被腐蚀，如镀锌管，用锌保护铁。 提高化学反应速率，如用粗锌代替纯锌制 H2，反应速率较快。