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视频课题:苏教版高中化学选修实验化学专题5课题1原电池-重庆市优课
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专题5 课题1 原电池
(教学设计)
一、教材分析
这是学生第一次接触到电化学的知识,而在现代社会,学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识,而化学反应与电能之间有什么关系,在本章可以得到解答,从而对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。教材从能量转化角度和实验探究来发现和认识这种实现化学能转化为电能的装置──原电池装置,再通过“科学探究”进一步挖掘原电池原理和组成条件。教材紧密联系生活实际,以激发学生学习化学兴趣,更重要的是启发学生运用已学化学知识解决实际问题,从而培养学生的创新精神。 二、教学目标
1.知识与技能
①通过实验探究,认识到化学能可以转化为电能; ②掌握原电池的工作原理和构成条件。 2.过程与方法
培养学生的实验操作能力、观察能力、科学的学习方法,培养学生创造性思维与探究能力,以及提出问题、分析问题、解决问题的能力。
3.情感态度与价值观
通过小组探究实验活动,培养学生自主探索创新精神和同学间的交流合作学习的协作精神,并通过实验不断体现出由实践→认识→再实践→再认识的认知过程。
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三、教学重点
掌握原电池的工作原理和构成条件 四、教学难点
原电池工作原理和构成条件的探究活动 五、设计思路
教学方法:实验探究法。通过实验、分析、讨论、总结、应用等过程,诱导学生观察、思考、推理、探究。
首先由教师提出问题、创设实验情景,学生通过设计、动手实验探讨原电池原理;然后进行原电池构成条件探究,通过提供材料,让学生设计实验方案,分组讨论、得出结论;最后课外让学生制作水果电池,完全让学生体验学习化学乐趣。 六、教学准备
讲授、演示实验、学生分组实验、多媒体辅助教学。
实验准备:电流表,铜片、锌片、碳棒、稀硫酸、硫酸铜溶液、无水乙醇、导线(带鳄鱼嘴)、烧杯等。
课件准备:教师制作课件、锌铜原电池工作原理的模拟动画、多媒体教学平台。 七、教学过程
1.盐水动力车引入
师:(展示盐水动力车)同学们,老师手里面的这种小车玩过吗?不装电池,不能上弦。小车能照样运动吗?
生:不能
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下面我们一起来观看一段视频,“这是真的吗?” (观看视频)
师:眼见为实,小车运动起来了:是通过滴加盐水而运动。难道加盐水就可以发出电来了?今天这节课,就是为同学们释疑解惑,本节课的主要内容:原电池(出示课题)
老师这里共有三辆这样的小车。这节课我们把它作为奖品,奖励给前三名的小组。希望大家为“小车”加油!
师:电是怎样产生呢?在同学们的桌子上,老师给大家准备了一些实验用品,(逐一展示并介绍)有锌片,铜片,还有一个电流表,导线,烧杯等用品。请同学们根据这些用品,完成导学案上实验探究,待会我请小组代表起来回答。
2.实验探究
(1)将锌片和铜片同时插入到稀硫酸溶液中(不接触),观察现像,并解释原因。
师:首先请同学们把试剂瓶中的硫酸缓慢倒入到培养皿中(老师展示原电池实验器),然后将锌片和铜片插入溶液(老师展示但不插入),观察现像。
(2)将锌片和铜片用导线连接起来,同时插入到稀硫酸溶液中,又会观察到什么现像呢?
生:探究一可以观察到在锌片表面有大量的气泡放出。铜片表面没有任何现像发生。探究二中铜片表面也有气泡产生。
师:在探究一中产生这种现像的原因是什么呢
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生:(抢答)原因是在金属活动顺序表中锌处于氢的前面,能置换出稀硫酸中的氢。而铜处于氢的后面,不能置换出稀硫酸中的氢。
师:写出反应方程式和离子方程式,并用双线桥法标明电子得失情况。(让学生动手。可以叫一位同学在黑板上书写。特别强调在反应中锌失去电子发生氧化反应。氢离子得到电子发生还原反应)
师:为什么在探究二中铜片表面也产生了气泡?
师:要产生氢气必须有氢离子得到电子被还原成氢气。铜片表面有气体放出。那么铜片表面的电子是从哪里来的。是铜自身失去的吗。探究一证明又不是。难道是从锌片沿着导线转移过来的?
为了证明我们的猜想。可以在导线的中间连接一个电流表。电子在导线中定向移动会产生电流。
(3)将锌片和铜片用导线连接起来,并在导线的中间连接一个电流表。同时插入到稀硫酸溶液中(老师展示但不插入),观察电流表的指针是否发生偏转。铜片表面的有没有现像发生?
注意实验结束后用清水清洗后放入到小烧杯中。
生:(抢答)锌片逐渐溶解,铜片表面有气泡产生,电流表的指针发生了偏转。
师:通过实验现像,我可以得出什么结论?
生:将锌片和铜片用导线连接起来插入到稀硫酸溶液中,电路中有电流通过了。
师:像这种装置,即将化学能转化为电能的装置。就叫做原电池。 板书:原电池
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3.锌铜原电池工作原理
师:(思考)为什么一个氧化还原反应就可以设计成一个原电池呢?它到底是怎样将化学能转化为电能的呢?
师:当我们把锌片和铜片用导线连接起来插入到稀硫酸溶液后,由于锌和硫酸可以自发的发生氧化还原反应,失去了电子。并且失去的电子会沿着导线流向金属铜。我们把电子流出的锌极称为负极。把电子流入的铜极称为正极。由于电子在导线中发生了定向移动。就产生了电流。
(过程图示 模拟动画)
师:在负极锌失去了电子发生了氧化反应,生成了锌离子;失去的电子转移到正极上,并不是铜得到电子,而是溶液中的 H+得到电子发生了还原反应,生成氢气放出。溶液中的H+ 移向正极,SO42- 移向负极。怎样表示这个变化的过程呢?
师:板书 原电池的工作原理
负 极:电子流出的一极 Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应 正 极:电子流入的一极 2H+ +2e-=H2↑ 还原反应 总反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑ Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 4.科学探究
师:同学们刚才观看到的盐水动力车就利用了原电池原理来实现的。(视频)
师:(总结)视频中较活泼的金属Mg作负极,发生氧化反应。较不
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活泼的碳作正极,发生还原反应,食盐水充当电解质,构成原电池,给小车供电,使小车动起来。不知原理是奥妙,了解原理是奇妙,科学的神奇是无数科学人在实验中发现的。
师:原电池可以将化学能转化为电能,那构成原电池必须具备哪些条件呢?
科学探究
师:老师给大家准备的用品有:锌片、铜片、石墨棒、导线、金属夹、电流表、稀硫酸、硫酸铜、酒精、烧杯等。请同学们自由选择溶液和电极材料,按照前面的原电池的连接方法。注意每一次实验结束都要清洗一下电极材料和原电池发生器的容器(老师展示)。观察电流表指针是不是都会发生偏转。大家互相配合,一位同学作好记录。
师:巡视观察,只作指导,不要动手。 生:小组展示。
探究 次数
电极材料 溶液
电流表指针是否偏转 结论 备注
电极1 电极2 1组
锌
锌 稀硫酸
锌 碳棒 稀硫酸 2组
锌
铜
硫酸铜溶液
锌 铜 乙醇
3组
锌
铜
硫酸铜溶液
锌与铜置于同一烧杯 锌
铜
硫酸铜溶液
锌与铜置于不同烧杯
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4组
铜
碳棒 稀硫酸
锌
碳棒
稀硫酸
5.原电池形成的条件 生:总结形成原电池的条件。
(1)活泼性不同的两种电极 (2)插入到电解质溶液 (3)形成闭合回路 (4)存在自发的氧化还原反应
两极一液一线一反应
6.随堂练习
下列装置中属于原电池的是
7.学习致用
请你当医生
格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女。当她开怀大笑的时候人们可以发现她一口整齐洁白的牙齿中镶有两颗假牙:其中一颗是黄金的——这是她富有的标志;另一颗是钢的——这是一次车祸后留下的痕迹。
令人百思不解的是,自从车祸以后,格林太太经常头痛、夜间失眠、心情烦躁。医生绞尽脑汁,格林太太的病情仍未好转。
你能为格林太太开个药方吗? 生:拔掉一颗牙
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师:随着我国科学技术的发展,新材料、新能源的开发利用更是日新月异。原电池作为电能的常态形式,将会有更新、更好的产品出现!愿同学们以勤奋为介质,将惰性与智慧连接,让潜能化为才能,做一块能量满满的原电池吧! 八、作业布置
1、完成练习册《原电池》相应的内容
2、动手试试看,利用水果制作原电池,体验生活中的化学 九、板书设计
专题5 课题1 原电池
一、原电池定义:化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。 二、反应原理:
负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应 正极(Cu):2H++2e-=H2↑ 还原反应
总反应:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑(氧化还原反应) 三、构成条件:
1、活泼性不同的两个电极 2、电极需插在电解质溶液中 3、必须形成闭合回路 4、存在自发的氧化还原反应
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