联系本站客服加+微信号15139388181 或QQ：983228566 |
视频标签：化学反应原理,数字实验,再探原电池
所属栏目：高中化学优质课视频
视频课题：高中化学人教版选修4化学反应原理数字实验再探原电池-安徽
本视频配套资料的教学设计、课件 /课堂实录及教案下载可联本站系客服
高中化学人教版选修4化学反应原理数字实验再探原电池-安徽省淮南第一中学
1
数字实验再探原电池
一、 教学设计思路
【课程标准与教材分析】
(一)课程标准：新课标要求学生能从根本上了解化学能与电能之间发生转化的原因；能正确书写电极反应式和电池反应方程式，解释金属发生电化学腐蚀的原因。 (二)教材分析：本节内容是在《必修2》中第二章第二节《化学能与电能》的基础上，进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对电池效率的探究，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，从本质上了解原电池的工作原理，是在必修2基础上的深化。
【教学设计基本思路】
本节课在设计上，希望能通过对必修2相关知识的回顾复习，逐步深化了解原电池的工作原理并引入数字化实验教学。因此，围绕“原电池的设计”展开思路，结合学生的认知能力和必修2中相关知识的介绍，以实验探究的模式，设计了四个递进的问题，以问题的逐步解决推进教学进程。
【教学设计重点】
采用问题探究法贯穿全局，充分尊重学生的认知结构，以橙子给手机充电视频的形式引入新课，在对旧知识的归纳总结中引出问题：什么样的化学反应可以
什么样的化学反应可以设计成原电池？
原电池在设计上有什么条件？
如何改进原电池，使之能持续产生稳定的电流？
在生活生产中如何应用原电池？
2
设计成原电池？再在解决问题的过程中不断引发新问题，如何提高原电池的工作效率？如何应用原电池？问题的设计过渡自然、层层递进，在对问题的探讨过程中实现本节课的教学目标。
二、 教学设计方案
教学目标
一、知识与技能
1、了解原电池的工作原理。
2、掌握构成原电池的条件并能设计原电池。 3、能够正确书写电极反应式和电池反应方程式。
4、熟悉数字实验的操作流程，体会数字实验的优势。 二、过程与方法
1、体验化学能转化为电能的探究过程。
2、通过分组实验培养观察能力与分析思维能力。
3、学习以问题为中心的学习方法，学会发现问题、解决问题的方法。 4、加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法。 三、情感态度价值观
通过一些实验和科学探究过程，增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。
重点 进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式
难点 单液原电池和双液原电池的对比及数字实验操作
教学方法 启发式实验引导探究法
仪器、用品
烧杯、灵敏电流计、盐桥、导线、Cu片、Zn片、石墨和CuSO4、ZnSO4、KI、FeCl3等溶液，以及数字实验采集器、电流传感器、温度传感器等。 教师活动
学生活动 设计意图 [视频引入] 橙子电池给手机充电
在高一时，我们就学习了一种能将化学能直接转变为电能的装置，大家还记得是什么吗？
[过渡]这节课我们将继续探讨原电池的有关知识。
[板书]第一节 原电池
[设疑]原电池的构成要件有哪些？
[设疑]如何设计原电池呢？
[回答]原电池。 [回答]
1、自发存在的放热的氧化还原反应
2、活泼性不同的两种金属或一种金属和一种非金属作电极。
3、电解质溶液。 4、要形成一个闭合的回路
视频引入新颖，激发学生学习兴趣
复习原有知识，在已有知识的基础上衍生出新知识内容。
3
[板书]一、设计原电池 1、选择合适的化学反应 2、设计合理的原电池装置 Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+
(aq) + Cu(s) △H < 0
[板书]二、体验原电池
[实验探究一]单液原电池
[讲解]介绍数字实验仪器软件及传感器
使用方法
[温馨提示]
1、Zn接电流传感器负极，Cu接正极；
2、将Cu电极和温度传感器探头放入溶
液且不能触碰内壁；
3、温度差不多稳定时放入Zn电极，注
意观察电流和温度曲线变化
[讲解]提问学生回答实验现象并总结
预期现象：
1、锌片溶解；
2、铜片上有红色物质附着；
3、能测出电流
实验现象：
1、锌片上有红色物质附着；
2、铜片上有红色物质附着；
3、电流不稳定且逐渐衰减，溶液温度升
高
[提问]为什么做出来的实验现象与预期
现象不同?
[总结]锌片与硫酸铜直接接触，会直接反
应，置换出铜会覆盖在锌片表面，减少
锌片与溶液接触面，故电流衰减；覆盖
在锌片的铜掉入溶液，接触面增大，电
流略有上升，故电流不稳定；而锌与硫
酸铜直接反应放热导致溶液温度升高
[交流研讨]如何改进原电池装置？使之
能持续产生稳定的电流？
让锌片与硫酸铜溶液不直接接触
在学案上画出装置图，并指明电极和电解质溶液，写出电极
反应式
体会数字实验和传统实验的
区别
学生分组合作完成数字实验，
并填写学案中预期现象和实
验现象
[回答]锌片作负极溶解,铜片
作正极有红色物质析出,形成
原电池能测出电流
[回答]
锌片和预期现象不一样,也有
红色物质析出;电流曲线不稳
定,温度曲线升高
小组讨论并反馈
讨论并在学案中画出改进装
置图
培养实验设计能力
培养动手能力和合作意识
规范实验用语表达能力
让学生明白，理论知识和实际实验现象的差别
培养学生分析实验现象能力
体会数字实验用数据说话的魅力及感受图像的直观性
掌握简易实验装置图画法[讲解]锌放入硫酸锌溶液组成锌半电池，铜放入硫酸铜溶液组成铜半电池，两烧杯间加一盐桥形成闭合回路 [实验探究二]双液原电池
[温馨提示]
1、Zn接电流传感器负极，Cu接正极； 2、将Cu电极放入备用CuSO4溶液，Zn电极放入ZnSO4溶液；
3、温度传感器探头放入ZnSO4溶液，注意观察电流和温度曲线变化 4、放入１号盐桥，再次观察电流和温度 曲线变化
[讲解]提问学生回答实验现象并总结 预期现象： 1、锌片溶解；
2、铜片上有红色物质附着； 3、电流比单液原电池大
实验现象： 1、锌片表面变暗； 2、铜片有红色物质附着； 3、电流稳定且比单液小，温度变化不大
[设疑]为什么双液原电池电流比单液原电池小得多？
为什么电流和温度曲线都很稳定？
[讨论]盐桥有哪些作用？ （1）形成闭合回路。 （2）使电解质溶液一直保持电荷平衡。
[讨论]盐桥原电池有哪些优点？ （1）能产生持续、稳定的电流； （2）提高原电池的工作效率； （3）不会自动释放化学能。
[讨论]盐桥原电池有哪些缺点？
学生分组合作完成数字实验，并填写学案中预期现象和实验现象
[回答]双液原电池做到了锌片与硫酸铜溶液不直接接触,提高了能效,电流比单液原电池大
[回答]实际现象看不到锌片有明显溶解，且电流比单液原电池小得多，温度较稳定
[回答]实验中用了盐桥，增加了电阻，故电流小得多
[回答]锌片与硫酸铜溶液不直接接触,电子均从导线转移至正极，几乎全转变成电能，热能释放几乎没有
小组讨论回答
培养合作精神及实验操作能力
让学生明白，理论知识和实际实验现象的差别
检验学生的理解情况，将课堂的主体地位还给学生。
5
电流比单液原电池小
[设疑]如何改进双液原电池？减小其电阻？在生活生产中如何应用原电池？ [板书]三、应用原电池
[讲解]将双液原电池中的电解质溶液想象成滤纸裹住正极，盐桥用一牛皮纸代替，锌筒裹在电池的最外面一层，大家想到了什么？
[讲解]用牛皮纸代替盐桥，大大减小了电阻，提高了原电池的实用性。 [拓展延伸]
选择合适的材料和试剂设计一个原电池,完成下列反应:2Fe3+
+2I-=2Fe2+
+I2，画出原电池的装置图并标注电极及电解质溶液，写出电极反应式。
[实验探究三]设计原电池 [温馨提示]
1、用灵敏电流计测实验可有电流； 2、用2号盐桥；
3、注意观察放2号盐桥前后电流变化
[归纳小结]
原电池的构成要件要弹性理解： 1、要有一个自发存在的氧化还原反应 2、要有活泼性不同的两种金属或一种金属一种能导电的非金属作电极，较活泼金属做负极（未必，氢氧燃料电池） 3、要有电解质溶液（未必，熔融盐燃料电池及固体电解质传导离子电池） 4、要形成闭合回路
[回答]干电池
在学案上完成实验设计
[回答]用石墨作电极,FeCl3作正极电解液,KI作负极电解液；未加盐桥时灵敏电流计指针不发生偏转；加盐桥指针明显偏转
小组讨论回答
从理论上升到实际应用
提高学生设计实验的能力
传统实验易操作，但没有数字实验数据变化直观
检验学生的理解情况，将课堂的主体地位还给学生。
6
三、 教学设计板书
第四章 电化学基础 第一节 原电池
一、设计原电池
1、选择合适的化学反应 2、设计合理的原电池装置
Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s) △H < 0 二、体验原电池
实验探究一：单液原电池 实验探究二：双液原电池 三、应用原电池
干电池
实验探究三：设计原电池
四、练习反馈
1、某一同学根据离子反应方程式2Fe3＋
＋Fe===3Fe2＋
来设计原电池。下列设计方案中可行的是( )
A．电极材料为铁和锌，电解质溶液为FeCl3溶液 B．电极材料为铁和铜，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C．电极材料为铁和石墨，电解质溶液为FeCl2溶液 D．电极材料为石墨，电解质溶液为FeCl3溶液
2、一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率．现用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，一极通CO气体，另一极通O2和CO2混合气体，其总反应为：2CO＋O2===2CO2.则下列说法中正确的是 ( ) A．通CO的一极是电池的正极
B．负极发生的电极反应是：O2＋2CO2＋4e－===2CO2－
3
C．负极发生的电极反应是：CO＋CO2－3－2e－
===2CO2 D．正极发生氧化反应
3、固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的．它以固体氧化锆—氧
化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－
)在其间通过．该电池的工作原理
如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应．下列判断正确的是 （ ）
A．有O2放电的a极为电池的负极 B．有H2放电的b极为电池的负极
C．a极对应的电极反应为O2＋2H2O＋4e－===4OH－
D．b极对应的电极反应为2H2－4e－＋4OH－
===4H2O
原电池导学案
教学目标：
【知识与技能】
1．了解双液原电池的结构与特点；
2．深入理解原电池原理；
3．会书写电极反应式、电池反应式；
【过程与方法】
1.经历探究原电池如何提供稳定持续电流的过程，了解科学探究的步骤，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力；
2.经历尝试使双液原电池形成闭合回路的过程，提高思维的发散性；
3.经历多次小组合作实验、学习、讨论，合作能力得到提高；
【情感态度与价值观】
1.在探究学习的过程中，体验追根究底、锲而不舍的探究精神；
2.在合作学习的过程中体验思维碰撞激宕的乐趣；
3.在平等和谐、积极踊跃的学习氛围中体验主动学习的乐趣。
教学重点：进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式
教学难点：原电池的工作原理
【课前预习】
原电池的构成要件有哪些？
1、_________________________________________________________.
2、_________________________________________________________.
3、_________________________________________________________.
4、_________________________________________________________.
【课内探究】
一、设计原电池
1、选择合适的化学反应
2、设计合理的原电池装置
Zn(s) + Cu2+(aq) = Zn2+(aq) + Cu(s) △H < 0
请画出装置图，并指明电极和电解质溶液，写出电极反应式
二、体验原电池
【实验探究一】单液原电池
【温馨提示】
1、Zn接电流传感器负极，Cu接正极；
2、将Cu电极和温度传感器探头放入溶液且不能触碰内壁；
3、温度差不多稳定时放入Zn电极，注意观察电流和温度曲线变化
| 预期现象 | 实验现象 |
| 预期现象 | 实验现象 |
3、固体氧化物燃料电池是由美国西屋(Westinghouse)公司研制开发的．它以固体氧化锆—氧化钇为电解质，这种固体电解质在高温下允许氧离子(O2－)在其间通过．该电池的工作原理如下图所示，其中多孔电极a、b均不参与电极反应．下列判断正确的是 （ ） 视频来源：优质课网 www.youzhik.com
