化学反应与电能——原电池的工作原理 教学设计 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.docx

化学反应与电能——原电池的工作原理 教学设计 教学目标： 1.通过实验探究。掌握原电池的工作原理，感受到化学的发展对当代社会的重要意义。 2. 能够将实验现象用化学用语规范表达，写出电极反应式和电池反应方程式并判断正负极，培养学生的应用能力 教学重难点： 重点：理解原电池的工作原理、反应方程式 难点：原电池的工作原理、能够书写电极反应式和电池反应方程式 教学过程： 教学环节 教师活动 设计意图 引入 【讲述】我国主要的发电方式是火力发电。通过化石燃料的燃烧，将化学能转化为热能，加热水使之汽化为水蒸气推动蒸汽机，将热能转变为机械能，进而带动发电机工作，将机械能转变为电能。火力发电中能量转化每一步都有损失，为了提高能量利用率，考虑设计一个能将化学能直接转化为电能的装置。作定向移动的带电荷的离子可以产生电流，带电荷的离子包括阴、阳离子以及自由电子。 【问】我们之前学过什么反应中有电子的转移？ 电子是如何转移的？ 氧化还原反应；还原剂→氧化剂 【问】是不是只要发生氧化还原反应就能产生电流？我们通过实验来探究。 由生产生活实际引入，设置悬念，引起学生学习兴趣。 实验演示 展示准备的稀硫酸、锌片、铜片、电流计、导线，提示学生观察稍后金属表面的现象，并做好记录 将Zn插入到稀硫酸当中，观察现象； Zn片上产生大量气泡这就验证了之前所学过的金属活动性顺序锌在氢之前，因此锌能与稀硫酸发生反应。 将Cu片插入到稀硫酸中，观察现象； 无现象 将Zn和Cu不接触同时插入稀硫酸中，观察现象； 与它们单独插入稀硫酸时的现象一致。 将Zn和Cu上端接触同时插入稀硫酸中，观察现象； 锌片和铜片表面都有气泡产生 通过实验演示，逐步探究，体现化学学科的科学性和严谨性。 现象分析 【问】为什么此时Cu表面也有气泡产生？产生的是什么气体？猜想是氢气。 【问】溶液中存在大量的氢离子，要产生氢气就有电子的得失，那么氢离子得到的电子是从何而来的？猜想，可能是锌失去的电子 【问】在物理的学习中我们已经知道电子的定向移动会产生电流，如果锌失去的电子转移到了铜片上，那么就会产生电流，检验电流应该用什么仪器？ 串联一个电流表，引导学生观察电流表指针的偏转方向，以及铜片和锌片的现象。 电流表指针偏转说明有电流产生，也就是说确实有电子的定向移动，而电子又是在导线中运动的，因此锌失去的电子通过导线转移到了铜片上。 【讲述】这种将化学能直接转化为电能的装置就是原电池 根据实验现象分析产生这样的实验现象的原因，引导学生采用假设法和实验法进行探究，并掌握学科之间知识迁移的能力。 原理解释 根据这些实验现象，可以得出原电池工作的原理。在电解质溶液中，活泼性不同的两种金属通过导线相联，会发生电子的转移，也就是氧化还原反应。 【小结】根据电流表指针偏转的方向判断正负极，指针偏向的一方为正极。判断原电池的电极材料及电极反应、电子流向、电流方向 Zn失去电子变成Zn2+，发生氧化反应，作电池的负极；H+在Cu上得到电子产生H2，发生还原反应，Cu作电池的正极。 【展示】原电池工作原理动画 【讲述】Zn2+使负极带正电，e-转移到正极使正极带负电，根据同种电荷相互排斥异种电荷相互吸引判断电解质溶液中离子的运动方向。 请学生回忆氧化还原反应的双线桥，尝试书写电极反应方程式及总反应方程式。 【板书】负极：Zn-2e-=Zn2+ 正极：2H++2e-=H2↑ 总：Zn+2H+=Zn2++ H2↑ 引导学生根据实验现象总结原因，同时归纳出实验原理。 运用所学内容解决现实问题