2022年高中化學(xué) 原電池教案 新人教版必修1

2022年高中化學(xué) 原電池教案 新人教版必修1 學(xué)科組 高一年級(jí)化學(xué)組 課 時(shí) 1 課時(shí) 課 型 新 課 課 題 第1節(jié) 原電池 教 學(xué) 目 標(biāo) 教學(xué)目標(biāo)：(知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀) 1.讓學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程； 2.使學(xué)生進(jìn)一步了解原電池的工作原理和構(gòu)成原電池的條件； 3.能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式； 4.實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生以問題為中心的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的方法； 5.加深理解實(shí)踐→認(rèn)識(shí)→再實(shí)踐→再認(rèn)識(shí)的辨證唯物主義的思維方法； 6.通過一些實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究過程，使學(xué)生增強(qiáng)探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣，樹立學(xué)習(xí)和研 究化學(xué)的志向。 教學(xué)重點(diǎn)：進(jìn)一步了解原電池工作原理和構(gòu)成條件；能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。 教學(xué)難點(diǎn)：原電池的工作原理 教學(xué)用品：實(shí)驗(yàn)用品、教學(xué)案 教學(xué)方法：設(shè)問、實(shí)驗(yàn)、探究、歸納 教 學(xué) 程 序 與 策 略 教學(xué)過程： 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 引入： 水果是我們生活中必不可少的食品，那么有同學(xué)是否能想到水果其實(shí)也可以產(chǎn)生電流呢？（教師演示水果電池）哪位同學(xué)能不能告訴我，水果為什么能產(chǎn)生電流？ 設(shè)問：什么是原電池？ 板書： 第一節(jié) 原電池 復(fù)習(xí)設(shè)問： 1、 原電池是_____________的裝置。原電池反應(yīng)的本質(zhì)是_______________ 2、構(gòu)成原電池的條件哪些？ 構(gòu)成原電池的條件： 1.內(nèi)部條件——能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。 2.外部條件： （1）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或金屬與導(dǎo)電的非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）作電極； （2）電極材料必須與電解質(zhì)溶液接觸； （3）兩極相連形成閉合電路； 過渡：那請(qǐng)同學(xué)們一起來設(shè)計(jì)一個(gè)原電池。 3、請(qǐng)根據(jù)反應(yīng)：Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,思考為什么有電流產(chǎn)生？ （教師引導(dǎo)學(xué)生分析反應(yīng)，選擇兩極材料和電解質(zhì)溶液材料） Cu Zn - A 過渡：那它是怎么樣工作的？ 4、原電池工作原理 PPT展示原電池動(dòng)態(tài)示意圖，學(xué)生討論交流，得出結(jié)論。 5. 電極反應(yīng)及總反應(yīng)式 負(fù)極（鋅片）： Zn －2e - = Zn2+ （氧化反應(yīng)） 正極（銅片）： Cu2+ + 2e- = Cu （還原反應(yīng)） 電池反應(yīng)（總化學(xué)方程式）：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 過渡：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)原理預(yù)測(cè)下它的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？   預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)際現(xiàn)象 電流表 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 銅 Cu2++2e-=Cu 銅片上有紅色物質(zhì)析出 鋅片 Zn-2e-=Zn2+ 鋅片逐漸溶解 過渡：那實(shí)際現(xiàn)象是不是這樣呢？我們一起實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證下。(教師演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn))   預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)際現(xiàn)象 電流表 電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 電流表讀數(shù)不穩(wěn)定 銅 Cu2++2e-=Cu 銅片上有紅色物質(zhì)析出 銅片上有紅色物質(zhì)析出 鋅片 Zn-2e-=Zn2+ 鋅片逐漸溶解 鋅片上有"黑色物質(zhì)"析出 過渡：黑色物質(zhì)其實(shí)是銅單質(zhì)。 設(shè)問1：為什么鋅片有銅析出？最終導(dǎo)致什么結(jié)果？ （教師引導(dǎo)學(xué)生，得出結(jié)論） 由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，難以避免溶液中有Cu2+在鋅片表面被直接還原，銅在鋅片表面析出，鋅表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在鋅表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。 當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再構(gòu)成原電池，也就沒有電流產(chǎn)生。 設(shè)問2：當(dāng)斷開電路不使用時(shí)，該原電池能否長期保存？ Zn也會(huì)和CuSO4直接反應(yīng)存在嚴(yán)重缺陷！ 過渡：所以我們必須對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。 6.改進(jìn)原電池。 設(shè)問1：此原電池不能獲得穩(wěn)定電流的根本原因是什么？ 設(shè)問2：怎么避免這一“隱患”的發(fā)生？ 建立模型： CuSO4溶液 Cu Zn A 轉(zhuǎn)化為 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 Zn Cu A 設(shè)問1:能不能產(chǎn)生電流？ 為什么？ 設(shè)問2：怎樣才能建立兩溶液的聯(lián)系呢？我們能不能在兩溶液間建立一座橋呢？（教師帶動(dòng)學(xué)生分析） 設(shè)問3：這座橋應(yīng)該選擇什么材料呢？金屬還是電解質(zhì)溶液？(教師提醒學(xué)生這是內(nèi)電路，主要是離子的定向移動(dòng)) 設(shè)問4：選用哪種電解質(zhì)溶液？ （教師帶動(dòng)學(xué)生分析） 過渡：所以我們把這座橋稱之為“鹽橋”。你能構(gòu)建一個(gè)鹽橋嗎？ 過渡：在這個(gè)裝置中，鋅與硫酸銅溶液并未接觸，能不能反應(yīng)呢？我們一起實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證下。 （介紹實(shí)驗(yàn)室常見鹽橋） 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)4-1 設(shè)問1：插入鹽橋的現(xiàn)象是什么？你能得出什么結(jié)論？ 設(shè)問2：取出鹽橋的現(xiàn)象是什么？你得出什么結(jié)論? 過渡：那這個(gè)電池是怎么工作的呢？ 7.雙液原電池的工作原理。 （教師引導(dǎo)） ①用還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極，負(fù)極向外電路提供電子；用氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極，正極從外電路得到電子。 ②在原電池的內(nèi)部，兩電解質(zhì)溶液用鹽橋連接，并通過陰陽離子的定向運(yùn)動(dòng)而形成內(nèi)電路。 過渡：鹽橋在其中起了什么作用？ 8.鹽橋的作用。 （1）使整個(gè)裝置構(gòu)成通路，代替兩溶液直接接觸，改進(jìn)后的原電池裝置提高了能量轉(zhuǎn)換率。 （2）平衡電荷 可使連接的兩溶液保持電中性，從而持續(xù)穩(wěn)定的產(chǎn)生電流。 過渡：與單液原電池相比雙液原電池具有哪些優(yōu)點(diǎn)？ 1.有效避免了電極材料與電解質(zhì)溶液的直接反應(yīng),實(shí)現(xiàn)了開路即停，增加了原電池的使用壽命 2.離子在鹽橋中作定向移動(dòng)，減少了離子的混亂，使離子移動(dòng)更加有序,電流持續(xù)穩(wěn)定,提高了原電池的使用效率 練習(xí)： 利用反應(yīng)Mg+FeCl2=MgCl2+Fe,設(shè)計(jì)一個(gè)雙液原電池（使用鹽橋），畫出原電池的示意圖并寫出電極方程式。 總結(jié)本節(jié)課主要內(nèi)容。 思考與交流 交流與表達(dá) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，即原電池。 回顧與思考 思考、討論、交流 。 討論與交流 歸納與小結(jié)： 1、原電池電路：電子流向，由負(fù)極流向正級(jí)，電流流向，由正極流向負(fù)級(jí)； 2、電極：負(fù)極——電子流出的一極，正極——電子流入的一極； 3、電極反應(yīng)：負(fù)極——氧化反應(yīng)，正極——還原反應(yīng)，構(gòu)成氧化還原反應(yīng)。 4、內(nèi)電路中溶液離子的定向移動(dòng)和外電路中電子的定向移動(dòng)，構(gòu)成閉合回路，使兩個(gè)電極反應(yīng)不斷進(jìn)行，發(fā)生有序的電子轉(zhuǎn)移過程，產(chǎn)生電流。 。 思考、討論、交流 學(xué)生分析得出結(jié)論： 鋅片與硫酸銅溶液直接接觸 讓鋅片與硫酸銅不直接接觸 學(xué)生思考 回答： 未形成閉合電路 電解質(zhì)溶液 酸堿具有腐蝕性，可能與原電池材料發(fā)生反應(yīng)。 鹽類比較合理，選擇不與原電池材料發(fā)生反應(yīng)的鹽類 學(xué)生思考，利用現(xiàn)有材料構(gòu)架沾有Nacl溶液的濾紙條做為鹽橋。 培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)操作能力。 電流表指針偏轉(zhuǎn)； 銅片表面有紅色物質(zhì)析出； 鋅片逐漸溶解，無黑紅色物質(zhì)析出。 學(xué)生比較分析：電流穩(wěn)定。 取出鹽橋，電流表指針歸零，反應(yīng)不再進(jìn)行。 學(xué)生比較分析：實(shí)現(xiàn)了開路即停。 學(xué)生自己總結(jié)，回顧本堂課內(nèi)容。 知識(shí)再現(xiàn)，加深印象。 個(gè)性 化修 改 教 后 反 思