必修2第2章第2节化学反应与能量变化第2课时
教学设计
【教学思路】本节课的教学思路以“导入新课—知识梳理—实验探究—理论深化—迁移应用—课堂小结—当堂检测”为主线,通过直观的实验现象激发学生的学习兴趣,引导学生深入理解原电池的工作原理、构成条件及应用,培养学生的实验探究能力和理论联系实际的能力。
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 Ppt展示:生活中众多的电池照片 电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?我们这节课来一起学习一下有关原电池的相关内容。 思考: 1.氢能源被视为 21 世纪最具发展潜力的清洁能源,氢氧燃料电池被认为是利用氢能解决未来人类能源危机的途径之一。氢氧燃料电池的优点是什么? 2.氢氧燃料电池汽车推广使用,面临的主要问题是什么? 3.氢氧燃料电池是如何把化学能转化为电能的呢? 交流讨论,分享讨论成果: 1.优点是无污染 2.原料气的储存和运输,效能问题 …… 结合实际生活以及学生已有的知识经验,提出对电池的前认知,为本节课新知识的学习奠定基础。
初识氢氧燃料电池 资料卡片: 介绍原电池的发明历史,通过青蛙实验引出伏打电堆装置、丹尼尔电池等。 播放视频: 介绍原电池的组成、各部分的作用以及工作原理。 实验过程中,电流表指针发生明显偏转,燃料电池中发生了反应:2H2 + O2 === 2H2O。根据观察到的实验现象思考: 1. 简易氢氧燃料电池是如何将化学能转化成电能的? 2. 组装电池需要满足哪些基本条件? 观看视频、思考、讨论: (1)两极反应 负极:氢气失去电子,发生氧化反应; 正极:氧气得到电子,发生还原反应。 (2)电子转移:电子由负极通过导线流向正极,形成电流。 化学史引领学生,通过视频呈现,加深学生的感性认知,激发学习兴趣。
原电池的工作原理 【实验探究】(铜锌原电池) 实验步骤现象1.锌片插入稀硫酸2.铜片插入稀硫酸3.锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸
【问题探究】 1.锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生? 2.锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么? 3.锌片的质量有无变化?溶液中c(H+)如何变化? 4.锌片和铜片上变化的反应式怎样书写? 5.电子流动的方向如何? 归纳总结: 原电池的工作原理。 锌上的电子通过导线流向用电器,从铜流回原电池,形成电流,同时氢离子在正极上得到电子放出氢气,其中负极上发生的是氧化反应,正极上发生的是还原反应,一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理: 负极(Zn):Zn-2e=Zn2+(氧化) 正极(Cu):2H++2e=H2↑(还原) 总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑ 过渡:可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液及导线。那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢?也就是构成原电池要具备怎样的条件? 小组合作进行探究实验,记录实验现象,并思考、讨论。 1.锌片溶解,铜片无明显现象。 2.锌片溶解,铜片附近有气泡产生。锌失去电子,电子经外电路转移至铜片,溶液中氢离子在此处得电子,产生氢气。 3.锌片质量减小,溶液中c(H+)减小。 4.锌片:Zn-2e-=Zn2+铜片:2H++2e-=H2↑ 5.电子由锌片经外电路流向铜片 通过实验和启发性的问题,激发学生探究、再学习的欲望。提高科学探究能力。
原电池的构成条件 归纳总结:原电池的构成条件 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 4.自发的氧化还原反应(本质条件) 设问:保证锌铜原电池原理不变,正负极可换成哪些物质?(C、Fe、Sn、Pb、Ag、Pt、Au等) 设问:锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗?判断以下是否构成原电池,写出原电池原理。 思考,讨论: 正负极可换成C、Fe、Sn、Pb、Ag、Pt、Au等。 判断以下是否构成原电池,写出原电池原理。 镁铝/硫酸;铝碳/氢氧化钠;锌碳/硝酸银;铁铜在硫酸中短路;锌铜/水;锌铁/乙醇;硅碳/氢氧化钠 通过应用练习巩固新知,加深对原电池的理性认识。
发展中的化学电源 总结常见的化学电源: (1)干电池——一次电池 ①特点:放电之后不能充电。 ②实例:锌锰干电池。 (2)充电电池——二次电池 ①特点:放电时所进行的氧化还原反应,充电时可以逆向进行,使电池恢复到放电前的状态。 ②实例:铅蓄电池,锂离子电池。 (3)燃料电池 ①特点:燃料的利用率高、能量转换效率高,能长时间提供电能等。 ②实例 以30%的KOH溶液为电解质溶液的氢氧燃料电池的电极反应如下: 负极:2H2-4e-+4OH-===4H2O。 正极:O2+4e-+2H2O===4OH-。 总反应方程式:2H2+O2===2H2O。 总结归纳 拓宽对原电池的认识,了解其在生产生活中的实际应用。