每個(gè)人都曾試圖在平淡的學(xué)習(xí)、工作和生活中寫一篇文章。寫作是培養(yǎng)人的觀察、聯(lián)想、想象、思維和記憶的重要手段。相信許多人會(huì)覺得范文很難寫?下面我給大家整理了一些優(yōu)秀范文,希望能夠幫助到大家,我們一起來看一看吧。
原電池教學(xué)設(shè)計(jì)公開課 原電池教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析篇一
1、 掌握原電池實(shí)質(zhì),原電池裝置的特點(diǎn),形成條件,工作原理
2、 了解干電池、鉛蓄電池、鋰電池、燃料電池
3、 了解金屬的電化學(xué)腐蝕
原電池原理、裝置特點(diǎn)、形成條件、金屬的電化學(xué)腐蝕
引入: 你知道哪些可利用的能源?電池做為能源的一種,你知道
是怎么回事嗎?它利用了哪些原理?你知道金屬是如何生
銹的嗎?
新授: 原電池原理及其應(yīng)用
實(shí)驗(yàn):4-15:①將鋅片插入稀硫酸中報(bào)告實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
②將銅片插入稀硫酸中報(bào)告實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
③將與鐵鋅銅片相互接觸或用導(dǎo)線連接起來插入稀硫酸中報(bào)
告實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
④在③中把鋅片和銅片之間連上電流計(jì),觀察其指針的變化。
結(jié)論:①鋅片能和稀硫酸迅速反應(yīng)放出h2
②銅片不能和稀硫酸反應(yīng)
③銅片上有氣體生成
④電流計(jì)的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明在兩金屬片間有電流產(chǎn)生
結(jié)論:什么是原電池?(結(jié)論方式給出)它的形成條件是什么?
原電池定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。
形成條件: ①兩個(gè)電極
②電解質(zhì)溶液
③形成閉合電路
討論:1、zn|h2so4|cu形成裝置后有電流產(chǎn)生,鋅片上發(fā)生了什么
反應(yīng)?銅片上發(fā)生了什么反應(yīng)?(可以取鋅片周圍的溶液
用naoh溶液鑒別;取銅片上生成的氣體檢驗(yàn)。)
結(jié)論:在鋅片周圍有鋅離子生成;銅片上生成的是h2
討論:可能造成此現(xiàn)象的原因?倆金屬片上的反應(yīng)式的書寫。
結(jié)論:在zn上:zn – 2e- = zn2+
在cu上:2h++2e-= h2
zn失去電子流出電子通過導(dǎo)線--cu--電解質(zhì)中的離子獲得電子
我們把: 流出電子的一電極叫負(fù)極;
電子流入的一極叫做正極
兩極反應(yīng)的本質(zhì):還是氧化還原反應(yīng),只是分別在兩極進(jìn)行了。
負(fù)極失電子 被氧化 ,發(fā)生氧化反應(yīng)
正極得電子 被還原 發(fā)生還原反應(yīng)
實(shí)驗(yàn):分別用兩個(gè)銅片和兩個(gè)鋅片做上述實(shí)驗(yàn)④。
結(jié)論:兩種情況下電流計(jì)不發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明線路中無電流生成,銅
片上無氣體生成。即兩電極必須是活潑性不同的金屬與金屬
或金屬與非金屬(能導(dǎo)電)
原電池教學(xué)設(shè)計(jì)公開課 原電池教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析篇二
1、掌握原電池的構(gòu)成條件,理解原電池的工作原理,能正確判斷原電池的正負(fù)極,正確書寫電極反應(yīng)式、電池反應(yīng)式,能根據(jù)氧化還原原理設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的原電池。
2、通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí),體驗(yàn)科學(xué)探究的方法,學(xué)會(huì)分析和設(shè)計(jì)典型的原電池,提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、搜索信息、分析現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)本質(zhì)和總結(jié)規(guī)律的能力。
3、在自主探究、合作交流中感受學(xué)習(xí)快樂和成功喜悅,增強(qiáng)學(xué)習(xí)的反思和自我評(píng)價(jià)能力,激發(fā)科學(xué)探索興趣,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神,強(qiáng)化環(huán)境保護(hù)意識(shí)以及事物間普遍聯(lián)系、辨證統(tǒng)一的哲學(xué)觀念。
原電池的構(gòu)成條件
原電池原理的理解;電極反應(yīng)式的書寫
多媒體教學(xué),學(xué)生實(shí)驗(yàn)與演示實(shí)驗(yàn)相結(jié)合
實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)法
將學(xué)生分成幾個(gè)實(shí)驗(yàn)小組,準(zhǔn)備原電池實(shí)驗(yàn)儀器及用品。實(shí)驗(yàn)用品有:金屬絲、電流表、金屬片、水果。先將各組水果處理:a組:未成熟的橘子(瓣膜較厚),b組:成熟的橘子(將瓣膜、液泡攪碎),c組:準(zhǔn)備兩種相同金屬片,d組:準(zhǔn)備兩種不同金屬片。
[師]:課前我們先作個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)大家根據(jù)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的儀器和藥品組裝:將金屬片用導(dǎo)線連接后插入水果中,將電流表串聯(lián)入線路中,觀察會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生?
(教師巡視各組實(shí)驗(yàn)情況)。
[師]:請(qǐng)大家總結(jié):有什么現(xiàn)象發(fā)生?
[生]:總結(jié):出現(xiàn)兩種結(jié)果:
①電流表指針偏轉(zhuǎn)
②電流表指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)
[師]:電流表指針偏轉(zhuǎn)說明什么?為什么會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)?
[生]:說明有電流產(chǎn)生。
[師]:這個(gè)裝置就叫做原電池。這節(jié)課我們共同研究原電池。請(qǐng)大家列舉日常使用的原電池都有哪些?
[展示干電池]:我們?nèi)粘J褂玫碾姵赜邢旅鎺追N,大家請(qǐng)看:
[播放幻燈片]:
化學(xué)電池按工作性質(zhì)可分為:一次電池(原電池);二次電池(可充電電池)鉛酸蓄電池。其中:一次電池可分為:糊式鋅錳電池、紙板鋅錳電池、堿性鋅錳電池、扣式鋅銀電池、扣式鋰錳電池、扣式鋅錳電池、鋅空氣電池、一次鋰錳電池等。二次電池可分為:鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、二次堿性鋅錳電池等。鉛酸蓄電池可分為:開口式鉛酸蓄電池、全密閉鉛酸蓄電池。
原電池的構(gòu)成:任何一種電池由四個(gè)基本部件組成,四個(gè)主要部件是:兩個(gè)不同材料的電極、電解質(zhì)、隔膜和外殼。
【評(píng)注】提出問題,從身邊走近化學(xué),喚起學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。
[播放課件]《伏特電池》的發(fā)明:
說起原電池的發(fā)明,有一段有趣的故事。1786年,著名的意大利醫(yī)師、生物學(xué)家伽伐尼,偶然發(fā)現(xiàn)掛在窗前鐵柵欄的銅鉤上的青蛙腿肌肉,每當(dāng)碰到鐵柵欄就猛烈地收縮一次。這偶然的現(xiàn)象并沒有被伽伐尼放過,經(jīng)不懈的探索和思考,第一個(gè)提出了"動(dòng)物電"的見解。他認(rèn)為:青蛙神經(jīng)和肌肉是兩種不同的組織,帶有相反電荷,所以兩者存在著電位差,一旦用導(dǎo)電材料將兩者接通,就有電流通過,鐵柵欄和銅鉤在此接通了電路,于是有電流產(chǎn)生,由于有動(dòng)物電流的刺激,蛙腿肌肉發(fā)生收縮。
"動(dòng)物電"的發(fā)現(xiàn)引起了意大利物理學(xué)家伏打的極大興趣,他在多次重復(fù)伽伐尼的"動(dòng)物電"實(shí)驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵在于其中的兩種金屬――鐵和銅,若把鉤著蛙腿的銅鉤換成鐵鉤,肌肉就不會(huì)收縮。他認(rèn)為"動(dòng)物電"的實(shí)質(zhì)是金屬屬性不同造成的,不同金屬帶有不同的電量,它們之間必然存在電位差,若有導(dǎo)線在中間連接,就會(huì)產(chǎn)生電流,蛙腿的收縮正是這種原因產(chǎn)生的電流刺激的結(jié)果。
伏打經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn),深入鉆研,1799年第一個(gè)人造電源--伏打電池(伏打曾叫它伽伐尼電池)問世。
[師]:這種可以把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置叫原電池。那么他們是如何構(gòu)成的呢?下面我們一起來研究原電池的原理。
[板書]:一、原電池
1、原電池的形成條件:
[師]:請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)自己的設(shè)想和實(shí)驗(yàn)室提供的儀器、藥品,自己選擇,試一試,看誰的電流表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)?看誰的音樂盒會(huì)響起。
實(shí)驗(yàn)儀器、藥品:鋅板、銅板、鐵板、石墨、稀硫酸、硫酸銅溶液、食鹽水、白糖水、酒精、硝酸銀溶液、導(dǎo)線、燒杯、電流計(jì)、音樂盒。
各組學(xué)生積極探討、擬實(shí)驗(yàn)方案。由學(xué)生的實(shí)驗(yàn)方案大致可分為下列四種情況:
第一組:電極用同一種材料并連接,a:溶液用鹽酸;b:溶液用酒精。
第二組:電極材料用不同種導(dǎo)電物質(zhì)并連接,a:溶液用鹽酸;b溶液用白糖水。
第三組:電極用不同金屬不連接,a:溶液用硝酸銀;b:溶液用酒精。
第四組:電極一極插入溶液中,另一極放置在燒杯外。
[要求]:
學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,記錄電流計(jì)的指針偏轉(zhuǎn)情況、兩極現(xiàn)象、,看看音樂盒能否發(fā)出美妙的音樂。
各組匯報(bào)實(shí)驗(yàn)情況:
第一組中a、b均無現(xiàn)象。
第二組中a有電流產(chǎn)生,b無電流產(chǎn)生。
第三組中a、b均無現(xiàn)象。
第四組中無電流產(chǎn)生。
[師]:由上述實(shí)驗(yàn)請(qǐng)大家總結(jié),原電池的形成條件是什么?
[生]:討論、總結(jié):
[板書]:①兩個(gè)活潑性不同的金屬(或?qū)щ姷姆墙饘伲┳鲭姌O
②電解質(zhì)溶液
③電極相接觸或連接
④對(duì)應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)(有較強(qiáng)電流產(chǎn)生)
[師]:現(xiàn)在請(qǐng)大家重新分析課前用水果制作的原電池,為什么有的組有電流產(chǎn)生,而有的組沒有電流產(chǎn)生?找出癥結(jié)所在。
【評(píng)注】:強(qiáng)調(diào)內(nèi)在條件,有利于學(xué)生把握實(shí)質(zhì)、前后呼應(yīng),注重知識(shí)的產(chǎn)生過程。
[設(shè)問]:原電池的化學(xué)原理是什么?
[播放課件]銅--鋅--稀硫酸原電池的工作原理
[師]:在上面實(shí)驗(yàn)探究中,我們看到,可產(chǎn)生電流的裝置中電極究竟發(fā)生了什么變化?原電池是怎樣實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)變的?請(qǐng)大家以上面研究的銅--鋅--稀硫酸原電池為例研討分析。
[生]:總結(jié):
cu片上發(fā)生反應(yīng):2h++2e-=h2↑
zn片上發(fā)生反應(yīng):zn-2e-=zn2+
氧化還原反應(yīng)是發(fā)生在兩極。
電子從zn片流向cu片,應(yīng)該有電流產(chǎn)生。
[板書]:較活潑金屬鋅做負(fù)極:zn-2e-=zn2+(氧化反應(yīng))
較不活潑金屬銅做正極:2h++2e-=h2↑(還原反應(yīng))
電池總反應(yīng)式:zn+2h+=zn2++h2↑
電子流動(dòng)方向:鋅→導(dǎo)線→銅
電流方向:銅→導(dǎo)線→鋅
正極發(fā)生還原反應(yīng),負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)。
[師]:總結(jié):原電池就是這樣一種裝置,它把一個(gè)氧化還原反應(yīng)分拆成兩半,使之在兩個(gè)電極上進(jìn)行,從而在導(dǎo)線中產(chǎn)生了電流,實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)變。
[探究]:根據(jù)反應(yīng)2fe3++zn=zn2++2fe2+設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,畫出裝置圖,指出電極材料、名稱,寫出電極反應(yīng)式。
[練習(xí)]:投影:
習(xí)題(略)
[課后思維拓展]
1、解釋:為什么干電池使用一段時(shí)間后會(huì)"沒電"?以銅--鋅--稀硫酸原電池原理為例加以說明。
2、使用后的電池是否可以隨地丟棄?為什么?應(yīng)如何處理?
3、為什么手機(jī)電池充電后還可以繼續(xù)使用?
4、課外閱讀《電池的發(fā)展與研究》
原電池教學(xué)設(shè)計(jì)公開課 原電池教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析篇三
講:銅片、鋅片、硫酸都是同學(xué)們很熟悉的物質(zhì),利用這三種物質(zhì)我們?cè)佻F(xiàn)了1799年意大利物理學(xué)家----伏打留給我們的歷史閃光點(diǎn)!
【實(shí)驗(yàn)探究】(銅鋅原電池)
實(shí) 驗(yàn) 步 驟現(xiàn) 象
1、鋅片插入稀硫酸
2、銅片插入稀硫酸
3、鋅片和銅片上端連接在一起插入稀硫酸
【問題探究】
1、鋅片和銅片分別插入稀硫酸中有什么現(xiàn)象發(fā)生?
2、鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中,現(xiàn)象又怎樣?為什么?
3、鋅片的質(zhì)量有無變化?溶液中c (h+)如何變化?
4、鋅片和銅片上變化的反應(yīng)式怎樣書寫?
5、電子流動(dòng)的方向如何?
講:我們發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn),說明產(chǎn)生了電流,這樣的裝置架起了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的橋梁,這就是生活中提供電能的所有電池的開山鼻祖----原電池。
【板書】
(1)原電池概念:學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。
問:在原電池裝置中只能發(fā)生怎樣的化學(xué)變化?
學(xué)生: zn+2h+=zn2++h2↑
講:為什么會(huì)產(chǎn)生電流呢?
答:其實(shí)鋅和稀硫酸反應(yīng)是氧化還原反應(yīng),有電子的轉(zhuǎn)移,但氧化劑和還原劑熱運(yùn)動(dòng)相遇發(fā)生有效碰撞電子轉(zhuǎn)移時(shí),由于分子熱運(yùn)動(dòng)無一定的方向,因此電子轉(zhuǎn)移不會(huì)形成電流,而通常以熱能的形式表現(xiàn)出來,激烈的時(shí)候還伴隨有光、聲等其他的形式的能量。顯然從理論上講,一個(gè)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),若能設(shè)法使氧化與還原分開進(jìn)行,讓電子的不規(guī)則轉(zhuǎn)移變成定向移動(dòng),便能形成電流。所以原電池的實(shí)質(zhì)就是將氧化還原的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)形成電流。
(2)實(shí)質(zhì):將一定的氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)。即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的形式釋放。
問:那么這個(gè)過程是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢?我們來看原電池原理的工作原理。
(3)原理:(負(fù)氧正還)
問:在鋅銅原電池中哪種物質(zhì)失電子?哪種物質(zhì)得到電子?
學(xué)生:活潑金屬鋅失電子,氫離子得到電子
問:導(dǎo)線上有電流產(chǎn)生,即有電子的定向移動(dòng),那么電子從鋅流向銅,還是銅流向鋅?
學(xué)生:鋅流向銅
講:當(dāng)銅上有電子富集時(shí),又是誰得到了電子?
學(xué)生:溶液中的氫離子
講:整個(gè)放電過程是:鋅上的電子通過導(dǎo)線流向用電器,從銅流回原電池,形成電流,同時(shí)氫離子在正極上得到電子放出氫氣,這就解釋了為什么銅片上產(chǎn)生了氣泡的原因。
講:我們知道電流的方向和電子運(yùn)動(dòng)的方向正好相反,所以電流的方向是從銅到鋅,在電學(xué)上我們知道電流是從正極流向負(fù)極的,所以,鋅銅原電池中,正負(fù)極分別是什么?
學(xué)生:負(fù)極(zn) 正極(cu)
實(shí)驗(yàn):我們用干電池驗(yàn)證一下我們分析的正負(fù)極是否正確!
講:我們一般用離子反應(yīng)方程式表示原電池正負(fù)極的工作原理,又叫電極方程式或電極反應(yīng)。一般先寫負(fù)極,所以可表示為:
負(fù)極(zn):zn-2e=zn2+ (氧化)
正極(cu):2h++2e=h2↑(還原)
講:其中負(fù)極上發(fā)生的是氧化反應(yīng),正極上發(fā)生的是還原反應(yīng),即負(fù)氧正還。
注意:電極方程式要①注明正負(fù)極和電極材料 ②滿足所有守衡
總反應(yīng)是:zn+2h+=zn2++h2↑
講:原來一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)通過一定的裝置讓氧化劑和還原劑不規(guī)則的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)就形成了原電池。
轉(zhuǎn)折:可以看出一個(gè)完整的原電池包括正負(fù)兩個(gè)電極和電解質(zhì)溶液,及導(dǎo)線。那么銅鋅原電池中的正負(fù)極和硫酸電解質(zhì)能否換成其他的物質(zhì)呢?
學(xué)生:當(dāng)然能,生活中有形形色色的電池。
過渡:也就是構(gòu)成原電池要具備怎樣的條件?
1、活潑性不同的兩電極
2、電解質(zhì)溶液
3、形成閉合回路(導(dǎo)線連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液
4、自發(fā)的氧化還原反應(yīng)(本質(zhì)條件)
思考:鋅銅原電池的正負(fù)極可換成哪些物質(zhì)?保證鋅銅原電池原理不變,正負(fù)極可換成哪些物質(zhì)?( c、fe、 sn、 pb、 ag、 pt、 au等)
問:鋅銅原電池中硫酸能換成硫酸鈉嗎?
判斷是否構(gòu)成原電池,是的寫出原電池原理。
(1)鎂鋁/硫酸;鋁碳/氫氧化鈉;鋅碳/硝酸銀 ;鐵銅在硫酸中短路;鋅銅/水;鋅鐵/乙醇;硅碳/氫氧化鈉
(2)[鋅銅/硫酸(無導(dǎo)線);碳碳/氫氧化鈉] 若一個(gè)碳棒產(chǎn)生氣體11.2升,另一個(gè)產(chǎn)生氣體5.6升,判斷原電池正負(fù)極并求鋅片溶解了多少克?設(shè)原硫酸的濃度是1l/l,體積為3l,求此時(shí)氫離子濃度。
(3)銀圈和鐵圈用細(xì)線連在一起懸在水中,滴入硫酸銅,問是否平衡?(銀圈下沉)
(4)zn/znso4//cu/cuso4鹽橋(充滿用飽和氯化鈉浸泡的瓊脂)
(5)鐵和銅一起用導(dǎo)線相連插入濃硝酸中
鎂和鋁一起用導(dǎo)線相連插入氫氧化鈉中
思考:如何根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理來設(shè)計(jì)原電池呢?
請(qǐng)將氧化還原反應(yīng) zn + cu2+ = cu + zn2+設(shè)計(jì)成電池:
此電池的優(yōu)點(diǎn):能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。
其中,用到了鹽橋
什么是鹽橋?
鹽橋中裝有飽和的cl溶液和瓊脂制成的膠凍,膠凍的作用是防止管中溶液流出。
鹽橋的作用是什么?
可使由它連接的兩溶液保持電中性,否則鋅鹽溶液會(huì)由于鋅溶解成為zn2+而帶上正電,銅鹽溶液會(huì)由于銅的析出減少了cu2+而帶上了負(fù)電。
鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移,使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進(jìn)行。
導(dǎo)線的作用是傳遞電子,溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路。
正極反應(yīng):得到電子 (還原反應(yīng))
負(fù)極反應(yīng):失去電子 (氧化反應(yīng))
總反應(yīng):正極反應(yīng)+負(fù)極反應(yīng)
想一想:如何書寫復(fù)雜反應(yīng)的電極反應(yīng)式?
較繁電極反應(yīng)式=總反應(yīng)式-簡(jiǎn)單電極反應(yīng)式
例:熔融鹽燃料電池具有高的放電效率,因而受到重視,可用li2co3和na2co3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),co為負(fù)極燃?xì)?,空氣與co2的混合氣為正極助燃?xì)?,已制得?500c下工作的燃料電池,試完成有關(guān)的電極反應(yīng)式:
負(fù)極反應(yīng)式為:2co+2co32--4e-=4co2
正極反應(yīng)式為:2co2+o2+4e-=2co32-
電池總反應(yīng)式:2co+o2=2co2
1、正極負(fù)極的判斷:
正極:活潑的一極 負(fù)極:不活潑的一極
思考:這方法一定正確嗎?
2、電流方向與電子流向的判斷
電流方向:正→負(fù) 電子流向:負(fù)→正
電解質(zhì)溶液中離子運(yùn)動(dòng)方向的判斷
陽離子:向正極區(qū)移動(dòng) 陰離子:向負(fù)極區(qū)移動(dòng)
原電池教學(xué)設(shè)計(jì)公開課 原電池教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析篇四
(一)、在教材中的地位和作用
教材地位
該節(jié)內(nèi)容為高中電化學(xué)的開始,在此之前學(xué)生學(xué)習(xí)過的氧化還原反應(yīng),能量之間轉(zhuǎn)換,電解質(zhì)溶液,金屬活潑性等化學(xué)知識(shí)及物理電學(xué)的相關(guān)知識(shí),已為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做好了一定知識(shí)儲(chǔ)備;同時(shí)原電池的原理又為后面金屬的腐蝕和防護(hù),其它常見電池的原理及電解原理等重要電化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。它是電化學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)內(nèi)容也是核心內(nèi)容。
作用:本節(jié)內(nèi)容對(duì)發(fā)展學(xué)生邏輯推理能力,提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng),培養(yǎng)科學(xué)探究能力,將理論應(yīng)用于實(shí)踐,實(shí)踐再回歸理論以及知識(shí)系統(tǒng)化及結(jié)構(gòu)化的形成都起著重要作用。
(二)、教學(xué)目標(biāo):
依據(jù):根據(jù)教學(xué)大綱的要求和編寫教材的意圖,結(jié)合本課的特點(diǎn)及本著在學(xué)習(xí)過程中發(fā)揮學(xué)生的主體性和能動(dòng)性,使學(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí),獲得有效學(xué)習(xí)的新課程理念為出發(fā)點(diǎn)將教學(xué)目標(biāo)設(shè)定如下:
1、知識(shí)與技能
(1)了解原電池的工作原理及構(gòu)成條件
(2)能正確書寫電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)方程式
(3)通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)的觀察操作及設(shè)計(jì)能力;綜合運(yùn)用有關(guān)的知識(shí)技能和方法,分析解決一些化學(xué)問題的高級(jí)技能
2、過程與方法
(1)讓全體學(xué)生經(jīng)歷探究的過程,學(xué)習(xí)科學(xué)探究方法,提高科學(xué)探究的能力
(2)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維方式和問題意識(shí)。
3、情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)體驗(yàn)科學(xué)探究的艱辛和喜悅,
(2)培養(yǎng)學(xué)生勇于創(chuàng)新,積極實(shí)踐等科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度
(3)學(xué)會(huì)與他人合作,主動(dòng)交流。
(三)、教學(xué)重點(diǎn):了解原電池的反應(yīng)原理及構(gòu)成原電池的一般條件。
依據(jù):
1、依據(jù)大綱和新課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)本節(jié)內(nèi)容的要求
2、電化學(xué)的基礎(chǔ)和核心地位
(四)、教學(xué)難點(diǎn):原電池的反應(yīng)原理
依據(jù):該內(nèi)容特理論性強(qiáng),抽象,難理解。學(xué)生很難在頭腦中建立電子在原電池正負(fù)兩極轉(zhuǎn)移的微觀模式。
教法:
1、情境激學(xué)法
2、探究實(shí)驗(yàn)促學(xué)法
3、cai輔助教學(xué)法
4、歸納、演繹法
學(xué)法:
1、實(shí)驗(yàn)探究法
2、歸納演繹法
在本節(jié)課中教師在教材中沒有把教材內(nèi)容作簡(jiǎn)單,有序的展示,而是在分析教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)來重新組織,站在改組和重建的高度來審視教材,把教材內(nèi)容做為了解學(xué)科科學(xué)的生長(zhǎng)點(diǎn),以學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)貫穿始終,將學(xué)生置身于一個(gè)動(dòng)態(tài),開放,個(gè)性,多元的學(xué)習(xí)環(huán)境中,體驗(yàn)類似科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的一般過程。在探究過程中完成知識(shí)的自主建構(gòu)。
本節(jié)課讓學(xué)生采用以科學(xué)探究為主的多元化學(xué)習(xí)方式,對(duì)于更好地展現(xiàn)學(xué)生多元智能,體驗(yàn)科學(xué)探究的過程,強(qiáng)化科學(xué)探究的意識(shí),掌握探究的基本方法,激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和智慧潛能,學(xué)會(huì)與人合作,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)造力都有著積極的意義。
(一)引課:創(chuàng)新實(shí)驗(yàn):西紅柿電池使音樂賀卡發(fā)出美妙音樂。
目的;創(chuàng)設(shè)新奇刺激的前置問題情境,極大地激發(fā)調(diào)動(dòng)學(xué)生感知興趣和探知熱情。為什麼西紅柿電池能產(chǎn)生電流?
(二)教學(xué)重點(diǎn)一:原電池工作原理
突破方式:變教師演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),變教材驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)為探索實(shí)驗(yàn)。
依據(jù):
1、教材演示實(shí)驗(yàn)不便于所有學(xué)生觀察,缺少學(xué)生的參與,不能充分發(fā)揮不學(xué)生自身主體作用。
2、建構(gòu)主義鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用他們自己的經(jīng)驗(yàn),讓學(xué)生去學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)并作出相關(guān)鏈接,主動(dòng)構(gòu)建有成效的內(nèi)化了的,適合于自我的知識(shí)意義。
具體做法:
用鋅片銅片稀硫酸模擬西紅柿電池做兩個(gè)分組實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生觀察兩金屬片用導(dǎo)線連接前后現(xiàn)象的差別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果的出乎意料使學(xué)生的原有狀態(tài)與目標(biāo)狀態(tài)之間產(chǎn)生了差距,引發(fā)了學(xué)生新的問題。為什么導(dǎo)線連接后銅片上出現(xiàn)氣泡,教師設(shè)置幾個(gè)有梯度,和層次性的問題引發(fā)學(xué)生討論在有限的時(shí)間里經(jīng)過討論讓學(xué)生在自主交流的過程中澄清了鋅銅稀硫酸原電池產(chǎn)生電流的原因。
討論結(jié)束,教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明裝置中確實(shí)存在電流且證明電子的流向是從銅片流向鋅片。以上問題的提出在于培養(yǎng)學(xué)生思維的嚴(yán)密性及求真務(wù)實(shí)的優(yōu)秀品質(zhì),告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析要靠實(shí)驗(yàn)證據(jù)不憑主觀臆斷想當(dāng)然。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束教師收斂學(xué)生的思維,啟發(fā)學(xué)生從能量轉(zhuǎn)化的角度來給原電池下定義。從而完成學(xué)生思維從一般到特殊,由具體到抽象,由現(xiàn)象到本質(zhì)的]認(rèn)識(shí)過程這一質(zhì)的飛躍。
最后用3d動(dòng)畫模擬鋅銅原電池的微觀反應(yīng)。并將圖象定格讓學(xué)生書寫兩電極反應(yīng)式。促進(jìn)學(xué)生從形象思維和理性思維兩個(gè)層面上共同認(rèn)識(shí)原電池反應(yīng)原理投影生活中常見電池:如干電池,蓄電池,充電電池,高能電池圖片感受化學(xué)就在我們身邊。
以上變演示實(shí)驗(yàn)為分組實(shí)驗(yàn)增加學(xué)生的創(chuàng)造體驗(yàn),充分發(fā)揮學(xué)生主體性使學(xué)生的學(xué)生問題意識(shí)獨(dú)立操作能力,創(chuàng)造能力得以充分培養(yǎng)。
(三)、教學(xué)重點(diǎn)二:掌握構(gòu)成原電池的一般條件。
突破方式:增加教材沒有的開放性探究實(shí)驗(yàn)。即給定多種藥品(電極:鋅片兩個(gè),鐵釘一根,石墨棒一根。溶液:稀硫酸,硫酸銅,酒精,四氯化碳四種溶液和電流計(jì)儀)讓學(xué)生自行設(shè)計(jì)并探究構(gòu)成原電池的一般條件。
依據(jù):
1、sts教育觀重視把科學(xué)看成是一種學(xué)習(xí)過程,認(rèn)為能對(duì)自己的結(jié)論進(jìn)行論證比單純地得到指向結(jié)論的結(jié)果同樣重要或更重要。
2、實(shí)驗(yàn)方法論認(rèn)為,化學(xué)實(shí)驗(yàn)功能的體現(xiàn),不僅僅在于獲得所謂正確實(shí)驗(yàn)結(jié)果,更重要的是使學(xué)生經(jīng)歷和體驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探究過程。
3、高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)也將探究性學(xué)習(xí)確定為為學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的一種重要學(xué)習(xí)方式。基于以上原因,我大膽處理教材,將構(gòu)成原電池的一般條件這一講授性知識(shí)變?yōu)閷?shí)驗(yàn)探究性學(xué)習(xí)。
該實(shí)驗(yàn)具有一定開放性和發(fā)散性所以教師適時(shí)拋出問題啟發(fā)學(xué)生引發(fā)討論如何確定探究的方向,如何處理實(shí)驗(yàn)中三個(gè)變量關(guān)系,如何逐一設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案探究原電池構(gòu)成的一般條件。學(xué)生依據(jù)可行的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究過程中對(duì)所得多種實(shí)驗(yàn)信息進(jìn)行篩選,對(duì)比,分類,加工選取有用信息,運(yùn)用歸納演繹等思維方式,得出正確結(jié)論。
該做法讓學(xué)生自主探索,主動(dòng)求知,學(xué)會(huì)收集,分析和利用各種信息及信息資源,同時(shí)學(xué)習(xí)者之間通過討論,交流,用集體的感知來豐富,強(qiáng)化個(gè)人的概括,通過學(xué)習(xí)者之間的交叉反饋來強(qiáng)化,矯正,豐富個(gè)體的探究結(jié)果,有利于發(fā)展學(xué)生實(shí)踐能力,創(chuàng)新精神,合作與分享意識(shí)。在實(shí)踐活動(dòng)理性認(rèn)識(shí)的循環(huán)往復(fù),螺旋式的上升,不僅促進(jìn)了對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解,也使學(xué)生的探究策略和方法得到提高,才能,智慧和判斷力等多方面得到發(fā)展。
(四)化學(xué)史教育:教師講述伏打電池發(fā)明的故事培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑,勇于探究的科學(xué)精神。
(五)小結(jié):
采取學(xué)生先小結(jié),老師后總結(jié)的方式,
目的:
1、訓(xùn)練學(xué)生概括總結(jié)的思維能力
2、實(shí)施以主動(dòng)建構(gòu)為基礎(chǔ)的精簡(jiǎn)教學(xué)策略,以圖表的方式直觀讓學(xué)生清楚本節(jié)的內(nèi)容要點(diǎn),及各知識(shí)點(diǎn)之間的內(nèi)在聯(lián)系,使學(xué)生知識(shí)系統(tǒng)化,網(wǎng)絡(luò)化。
(六)練習(xí):為了落實(shí)本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)構(gòu)成原電池的原理及構(gòu)成條件而設(shè)。
(七)作業(yè):
家庭小實(shí)驗(yàn):制作水果電池。
目的:該實(shí)驗(yàn)為開放性創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力提出更高要求。將科學(xué)探究延伸到課外。進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生求知欲望,調(diào)動(dòng)學(xué)生探索研究的積極性,變實(shí)驗(yàn)知識(shí)為實(shí)踐能力,升華創(chuàng)造意識(shí)。
原電池教學(xué)設(shè)計(jì)公開課 原電池教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析篇五
①原電池的化學(xué)工作原理;
②原電池的形成條件及電極反應(yīng)式;電子流和電流的運(yùn)動(dòng)方向;
③培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心科學(xué)、研究科學(xué)和探索科學(xué)的精神。
原電池的化學(xué)工作原理和金屬的腐蝕。
[提問]化學(xué)反應(yīng)通常伴有能量的變化,能量有那些轉(zhuǎn)換(或傳遞)能量的形式?
ⅱ新課: §3-4原電池原理及其應(yīng)用
[學(xué)生實(shí)驗(yàn),教師指導(dǎo)]
[學(xué)生思考的問題]
(1)鋅和稀h2so4直接反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是什么?
(2)插入銅絲接觸到鋅粒后,為什么在銅絲上出氣泡?
(3)銅絲上的電子由何處而來,出來的是什么氣體?
學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn),建議討論步驟:現(xiàn)象(易)——解釋(難)——結(jié)論(難)
對(duì)比銅鋅原電池與直流電源或干電池的實(shí)驗(yàn),得出有關(guān)的電極名稱,電流流動(dòng)方向,電子流動(dòng)方向等。
電極反應(yīng):負(fù)極(鋅片) zn - 2e = zn2+(氧化反應(yīng))
正極(銅片)2h+ + 2e = h2↑(還原反應(yīng))
原電池反應(yīng):zn + 2h+ = zn2+ + h2↑
定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。
原電池中:電子流入的一極是正極(較不活潑金屬),電子流出的一極是負(fù)極(較活潑金屬)。
原理:較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng),電子從較活潑的金屬(負(fù)極)流向較不活潑的金屬(正極)。
原電池組成:①兩塊相連的活潑性不同的金屬(或可以導(dǎo)電的其它材料);
②電解質(zhì)溶液(中學(xué)只局限活潑金屬與電解質(zhì)溶液能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)的情況)。
原電池形成電流的條件:兩塊相連的活潑性不同的金屬(或可以導(dǎo)電的其它材料)與電解質(zhì)溶液接觸構(gòu)成閉合回路。
經(jīng)常用做惰性電極材料的物質(zhì)是pt(鉑)或c(石墨),如下圖兩個(gè)裝置的電極反應(yīng)是相同的。
說明:教學(xué)軟件不能代替教學(xué)實(shí)驗(yàn),不過可以在總結(jié)時(shí)用演示教學(xué)軟件。
[練習(xí)]判斷下列裝置那些能構(gòu)成原電池,標(biāo)出電極名稱,寫出電極反應(yīng)。
(教師可以布置課外文獻(xiàn)檢索,課堂時(shí)間有限,不可能涉及過多內(nèi)容,局限于教材即可)
1、干電池
家庭常用電池。
常見的是鋅-錳干電池。如圖:
2、鉛蓄電池
目前汽車上使用的電池。
鉛蓄電池的構(gòu)造是用含銻5%—8%的鉛銻合金鑄成格板。pbo2作為陽極,pb作為陰極,二者交替排列而成。電極之間充有密度為1.25%—1.28%gcm-3的硫酸溶液。
3、鋰電池
鋰電池是一種高能電池,鋰作為負(fù)極,技術(shù)含量高,有質(zhì)量輕、體積小、電壓高、工作效率高和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。常用于電腦筆記本、手機(jī)、照相機(jī)、心臟起博器、火箭、導(dǎo)彈等的動(dòng)力電源。
4、新型燃料電池
還原劑(燃料)在負(fù)極失去電子,氧化劑在正極得到電子。
目前常見的有,氫氣、甲烷、煤氣、鋁等燃料與空氣、氯氣、氧氣等氧化劑組成的燃料電池。
特點(diǎn)是能量大、使用方便、不污染環(huán)境和能耗少等。
金屬腐蝕是指金屬或合金跟周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。
◇ 析氫腐蝕(在酸性條件下)
說明:析氫腐蝕備有flash演示教學(xué)軟件,請(qǐng)查閱或選用。
鋼鐵在潮濕的空氣中,鋼鐵表面吸附的水膜由于溶入二氧化碳,使h+增多。
h2o + co2 h2co3 h+ + hco3-
構(gòu)成的原電池:鐵(負(fù)極)——碳(正極)——酸性電解質(zhì)薄膜
負(fù)極(鐵)fe – 2e = fe2+ (被氧化)
正極(碳)2h+ + 2e = h2↑(被還原)
◇ 吸氧腐蝕(在弱酸性或中性條件下)
說明:吸氧腐蝕備有flash演示教學(xué)軟件,請(qǐng)查閱或選用。
鋼鐵在潮濕的空氣中,鋼鐵表面水膜溶解了氧氣。
構(gòu)成的原電池:鐵(負(fù)極)——碳(正極)——電解質(zhì)薄膜
負(fù)極(鐵)2fe – 4e = 2fe2+ (被氧化)
正極(碳)2h2o + o2 + 4e = 4oh-(被還原)
◇ 析氫腐蝕和吸氧腐蝕往往同時(shí)發(fā)生,一般情況下,鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕。
[討論] 析氫腐蝕或吸氧腐蝕鋼鐵表面水膜溶液的ph值會(huì)有什么變化?
[通過研究討論學(xué)習(xí)]
1、 改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)。
2、 在金屬表面覆蓋保護(hù)層。
涂油脂、油漆,覆蓋搪瓷、塑料,電鍍、熱鍍、噴鍍,在鋼鐵表面形成致密而穩(wěn)定的氧化膜。
3、 電化學(xué)保護(hù)法。
通過查找資料(包括上網(wǎng))了解一種新型電池的詳細(xì)化學(xué)原理和優(yōu)缺點(diǎn)。(如海水電池、氫氧燃料電池、紐扣電池、鋰電池等)
原電池教學(xué)設(shè)計(jì)公開課 原電池教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析篇六
知識(shí)技能:通過復(fù)習(xí)掌握原電池、電解、電鍍、金屬的腐蝕和防護(hù)原理。
能力培養(yǎng):根據(jù)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)培養(yǎng)總結(jié)、歸納的能力,培養(yǎng)應(yīng)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
科學(xué)思想:應(yīng)用電化學(xué)的知識(shí)綜合、歸納,理論聯(lián)系實(shí)際。
科學(xué)方法:應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究問題的方法。
重點(diǎn)、難點(diǎn) 原電池與電解池的比較。
電化學(xué)中有哪些知識(shí)點(diǎn)是重點(diǎn)要掌握的呢?
學(xué)生活動(dòng)
回答:
原電池與電解池的不同點(diǎn);原電池的工作原理以及電解池的工作原理;兩極反應(yīng)的判斷和書寫;電化學(xué)的應(yīng)用。
很好,我們可以將電化學(xué)的知識(shí)歸納在網(wǎng)絡(luò)圖中,哪一個(gè)同學(xué)能夠?qū)懗觯?/p>
【投影】知識(shí)點(diǎn)的歸納,網(wǎng)絡(luò)圖
學(xué)生打出投影:
1.常見的電池
①構(gòu)成原電池的材料是什么呢?
②原電池的原理是什么呢?
③它的原理與電解池有什么不同?
④常見的電池的類型?
看錄像或投影:
回答:
①原電池是由金屬與金屬或非金屬,電解質(zhì)溶液構(gòu)成的。
②原電池是由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。
③它的原理與電解池不同,因?yàn)殡娊獬厥怯呻娔苻D(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置。
④常見的電池有:干電池;蓄電池。
幾種電池示意圖:
根據(jù)示意圖你能說明電池的種類嗎?
回答:
鋅錳電池(干電池)、鉛蓄電池、燃燒電池(氫氧燃燒電池、甲烷燃燒電池)等。
①電池的兩極各發(fā)生了什么反應(yīng)?
②電池正、負(fù)兩極應(yīng)該如何確定?
它的兩極與電解池的兩極有什么不同點(diǎn)?
③在可逆電池中,充電、放電過程是應(yīng)用了原電池的原理還是電解池的原理?
回答:
①活潑的金屬為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng)。
不活潑的金屬為正極,發(fā)生還原反應(yīng)。
②原電池與電解池的兩極不相同,表現(xiàn)在:原電池活潑金屬是負(fù)極,而電解池與電源負(fù)極相互聯(lián)結(jié)的就是負(fù)極(陰極)。
原電池兩極金屬的金屬活動(dòng)性必須不同,而電解池兩極可以是惰性電極,也可以是金屬電極。
③放電的過程是應(yīng)用了原電池的原理,而充電過程應(yīng)用了電解池的原理。
【講解】
電池可以分為可逆電池和不可逆電池,比如:干電池、燃燒電池等都是不可逆電池,它們?cè)诎l(fā)生反應(yīng)時(shí)有氣體或生成的物質(zhì)無法在相同的條件下返回,所以,稱為不可逆電池。
請(qǐng)舉例說明不可逆電池(展示學(xué)生解剖的干電池)?
干電池的兩極材料是什么?
電解質(zhì)溶液是什么?
兩極反應(yīng)式如何書寫?
總反應(yīng)如何書寫?
回答1:
如:鋅-錳電池
兩極材料是zn、mno2
電解質(zhì)溶液是:nh4cl
負(fù)極:zn-2e=zn2+
總反應(yīng):zn+2nh4=zn2++2nh3↑+2h2↑
【評(píng)價(jià)】糾正學(xué)生的錯(cuò)誤,寫出正確的反應(yīng)。
還有什么實(shí)例呢?
兩極材料是什么呢?
電解質(zhì)溶液是什么呢?
回答2:
再如:鋅-銅電池,負(fù)極-zn,正極-cu。
負(fù)極:zn-2e=zn2+,電解質(zhì)溶液——稀硫酸。
正極:2h++2e=2h=h2
總反應(yīng):2h++zn=h2↑+zn2+
什么是可逆電池呢?(看前面的圖)
誰能寫出兩極反應(yīng)式?
總反應(yīng)式又如何書寫呢?
(教師指導(dǎo)學(xué)生書寫)
鉛蓄電池是可逆電池
兩極反應(yīng)式:
負(fù)極:pb-2e=pb2+
總反應(yīng):
若有:
(1)銅、鋅、稀硫酸
(2)銅、鐵在潮濕的空氣中的腐蝕
(3)鋅、鐵放在食鹽水中
(4)氫、氧燃燒電池(電池的產(chǎn)物負(fù)極為h2o,正極則有大量的氫氧根生成)
(5)甲烷燃燒電池(電池負(fù)極甲烷燃燒失去電子,在堿性條件下
根據(jù)信息寫出(4)、(5)的電池總反應(yīng)式。
板演:
(1)負(fù)極:zn-2e=zn2+
正極:2h++2e=2h=h2
(2)負(fù)極:2fe-4e=2fe2+
正極:o2+4e+2h2o=4oh-
(3)負(fù)極:2zn-4e=2zn2+
正極:o2+4e+2h2o=4oh-
(4)負(fù)極:2h2+4oh--4e=4h2o
正極:o2+4e+2h2o=4oh-
總反應(yīng):2h2+o2=2h2o
正極:2o2+8e+4h2o=8oh-
誰能夠?qū)⑷紵姵匦〗Y(jié)一下呢?
回答:
在燃燒電池反應(yīng)中確定哪一極發(fā)生的是什么反應(yīng)的關(guān)鍵是:
負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),化合價(jià)升高,失去電子;
總反應(yīng)式為:兩極反應(yīng)的加合;
書寫反應(yīng)時(shí),還應(yīng)該注意得失電子數(shù)目應(yīng)該守恒。
【評(píng)價(jià)】回答的很好。
燃燒電池反應(yīng)中確定哪一極發(fā)生的是什么反應(yīng)的關(guān)鍵是:
負(fù)極:化合價(jià)升高,失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng);
正極:化合價(jià)降低,得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。
2.分析電解應(yīng)用的主要方法和思路
電解質(zhì)在通電前、通電后的關(guān)鍵點(diǎn)是什么呢?
在電解時(shí)離子的放電規(guī)律是什么呢?
電解的結(jié)果:溶液的濃度、酸堿性有無變化?
回答:
通電前:電解質(zhì)溶液的電離(它包括了電解質(zhì)的電離也包括了水的電離)。
通電后:離子才有定向的移動(dòng)(陰離子移向陽極,陽離子移向陰極)。
放電規(guī)律:
陽極:
金屬陽極>s2->i->cl->oh->含氧酸根
陰極:
ag+>cu2+>pb2+>fe2+>zn2+>h+>mg2+
溶液的離子濃度可能發(fā)生變化如:電解氯化銅、鹽酸等離子濃度發(fā)生了變化。
因?yàn)槿芤褐械臍潆x子或氫氧根離子放電,所以酸堿性可能發(fā)生改變。
請(qǐng)同學(xué)們看下列的歸納表格。
3.原電池、電解池、電鍍池的判斷規(guī)律
(1)若無外接電源,可能是原電池,依據(jù)原電池的形成條件判斷,主要有“三看”。
【設(shè)問】看什么呢?
回答:
看電極;看溶液;看回路。
【投影】
先看電極:兩極為導(dǎo)體且活潑性不同,有一個(gè)先發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。
再看溶液:兩極插入電解質(zhì)溶液中。
【設(shè)問】
這樣就可以形成電池了嗎?
回答:
不能。
對(duì),還應(yīng)該看回路:形成閉合回路或者兩極板相接觸。
【設(shè)問】
若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液,并有回路,可能是什么池?
回答:
是電解池。
【評(píng)價(jià)】不完全正確。(糾正后看投影)
(2)若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液,可能是電解池或者是電鍍池。
【設(shè)問】為什么呢?
回答:
當(dāng)陽極金屬與電解質(zhì)溶液中的陽離子相同時(shí),則為電鍍池,其余的情況是電解池。
【評(píng)價(jià)】很好,根據(jù)電解液、根據(jù)陽極的電極材料,確定電解或電鍍。
【設(shè)問】
請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)已經(jīng)復(fù)習(xí)的知識(shí)回答原電池原理的應(yīng)用及依據(jù)?
回答:
應(yīng)用到實(shí)際中有:
(1)由電極反應(yīng)現(xiàn)象][確定原電池的正極和負(fù)極,用來判斷電極金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。
(2)分析判斷金屬腐蝕的快慢程度。
(3)由電池反應(yīng)分析判斷新的化學(xué)能源的變化,判斷放電、充電。
【投影】
【評(píng)價(jià)】學(xué)生總結(jié)的很好,看以下歸納。
根據(jù)學(xué)生的回答小結(jié):
原電池原理的三個(gè)應(yīng)用和依據(jù):
(1)電極反應(yīng)現(xiàn)象判斷正極和負(fù)極,以確定金屬的活動(dòng)性。其依據(jù)是:原電池的正極上現(xiàn)象是:有氣體產(chǎn)生,電極質(zhì)量不變或增加;負(fù)極上的現(xiàn)象是:電極不斷溶解,質(zhì)量減少。
(2)分析判斷金屬腐蝕的速率,分析判斷的依據(jù),對(duì)某一個(gè)指定金屬其腐蝕快慢順序是:
作電解池的陽極>作原電池的負(fù)極>非電池中的該金屬>作原電池的正極>作電解池的陰極。
判斷依據(jù):
(1)根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象原電池中溶解的一方為負(fù)極,金屬活動(dòng)性強(qiáng)。
(2)根據(jù)反應(yīng)的速度判斷強(qiáng)弱。
(3)根據(jù)反應(yīng)的條件判斷強(qiáng)弱。
(3)由電池反應(yīng)分析判斷新的化學(xué)能源的變化,分析的思路是先分析電池反應(yīng)有關(guān)物質(zhì)化合價(jià)的變化,確定原電池的正極和負(fù)極,然后根據(jù)兩極的變化分析其它指定物質(zhì)的變化。
1.下列五個(gè)燒杯中均有天然水
鐵被腐蝕由快到慢的順序是:______。
回答:
從圖和復(fù)習(xí)歸納的方法可以分析,有外接電源時(shí)鐵放在電源的正極,鐵被腐蝕的最快;若放在負(fù)極腐蝕的最慢;原電池中,兩極的金屬活動(dòng)性差別越大,反應(yīng)越快,但若有活動(dòng)性強(qiáng)于鐵的金屬存在則鐵不被腐蝕(保護(hù)了鐵),所以此題的答案是:
(4)、(2)、(1)、(3)、(5)。
2.電解規(guī)律的應(yīng)用
【設(shè)問】
電解規(guī)律的應(yīng)用有什么內(nèi)容?
回答:
主要應(yīng)用是:依據(jù)電解的基本原理分析判斷電解質(zhì)溶液。
【設(shè)問】
如何恢復(fù)電解液的濃度呢?(舉例說明)
回答:
電解液應(yīng)先看ph的變化,再看電極產(chǎn)物。欲使電解液恢復(fù)一般是:
電解出什么物質(zhì)就應(yīng)該加入什么,如:電解飽和食鹽水在溶液中減少的是氯氣和氫氣,所以應(yīng)該加入的是氯化氫。
【設(shè)問】
如果電解硫酸銅時(shí),要恢復(fù)原來的濃度應(yīng)該加入什么呢?
回答:
因?yàn)殡娊饬蛩徙~時(shí),生成的是銅和氧氣,所以應(yīng)該向溶液中加入氧化銅。
【設(shè)問】
電解在應(yīng)用中還應(yīng)該注意什么呢?
回答:
在分析應(yīng)用問題中還應(yīng)該注意:
一要:不僅考慮陰極、陽極放電的先后順序,還應(yīng)該注意電極材料(特別是陽極)的影響;二要:熟悉用惰性電極電解各類電解質(zhì)溶液的規(guī)律。
用石墨電極電解1mol/l的下列溶液,溶液的ph不變的是______。
(1)hcl (2)naoh
(3)na2so4 (4)nacl
回答:
鹽酸溶液電解產(chǎn)生氯氣和氫氣,溶液的ph升高。
氫氧化鈉溶液電解產(chǎn)生氫氣和氧氣,溶液的ph升高。
硫酸鈉溶液電解產(chǎn)生氫氣和氧氣,溶液的ph不變。
氯化鈉溶液電解產(chǎn)生氫氧化鈉、氫氣和氯氣,溶液的ph升高。
所以(1)、(2)、(4)溶液的ph都增大。
答案:ph不變的是(3)。
以上的四種溶液電解后,如何使其濃度恢復(fù)到原來的濃度呢?
回答:
在(1)中應(yīng)該加入氯化氫。
在(2)中應(yīng)該加入一定量的水。
在(3)中應(yīng)該加入一定量的水。
在(4)中應(yīng)該加入一定量的氯化氫。
3.綜合利用——實(shí)用電池與可逆電池
常見的電池應(yīng)用是:
①干電池(zn-mn電池)
日常生活和照明。
②鉛蓄電池
應(yīng)用于國(guó)防、科技、交通、化學(xué)電源等。
③鋰電池
密度小,壽命長(zhǎng)應(yīng)用于電腦、手表、心臟起搏器、火箭、導(dǎo)彈的電源。
④燃燒電池
污染小、能量轉(zhuǎn)化高,應(yīng)用于高科技研究。
⑤其它電池
鋁電池:能量高、不污染環(huán)境應(yīng)用于照明、野營(yíng)作業(yè)。
回答:
應(yīng)用在手電、心臟起搏器、海洋照明、航標(biāo)電源。
今后我們還可以根據(jù)原理設(shè)計(jì)出更多更好的實(shí)用電池。
例題1如圖2-17,e為沾有na2so4溶液的濾紙,并加入幾滴酚酞。a,b分別為pt片,壓在濾紙兩端,r、s為電池的電極。m、n是用多微孔的ni的電極材料,它在堿溶液中可以視為惰性電極。g為電流計(jì),k為開關(guān)。c、d和電解池中都充滿濃koh溶液。若在濾紙中央點(diǎn)上一滴紫色的kmno4溶液,k打開,接通電源一段時(shí)間后,c、d中有氣體產(chǎn)生。
(1)外電源的正、負(fù)極分別是r為____,s為_____。
(2)a附近溶液的現(xiàn)象是_______,b附近發(fā)生的電極反應(yīng)式為_____。
(3)濾紙上的紫色點(diǎn)向哪方移動(dòng)____。
(4)當(dāng)c、d里的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí),切斷外電源并接通開關(guān)k,經(jīng)過一段時(shí)間,c、d中氣體逐漸減少,主要因?yàn)開___,有關(guān)的反應(yīng)式為_____。
根據(jù)圖分析回答:
(1)c、d產(chǎn)生氣體的體積是不相同的,由此可以判斷c端的氣體是氫氣,d端產(chǎn)生的氣體是氧氣,所以確定r為負(fù)極而s端是正極。
(2)a附近的變化是變?yōu)榧t色,因?yàn)閐端放氧氣,n端為陽極,而a端為陰極,吸引陽離子,陽離子放電2h+-2e=h2。因?yàn)?,電解破壞了水的電離平衡,所以,此處oh-濃度增大,溶液顯紅色。而在b端發(fā)生oh-放電,其反應(yīng)為:4oh--4e=2h2o+o2。
(4)氫氣和氧氣在堿的環(huán)境下發(fā)生的是電池反應(yīng),(類似燃燒電池),消耗了氫氣和氧氣。
(-)2h2+4oh--4e=4h2o
(+)o2+2h2o+4e=4oh-
【評(píng)價(jià)】此題是一道比較綜合的題,它考察了電化學(xué)知識(shí)的大部分內(nèi)容。
此題的突破點(diǎn)是,示意圖中的兩種氣體的體積,由此確定電源的正、負(fù)極,使題中所有問題迎刃而解。這位同學(xué)分析得非常好,我們應(yīng)該認(rèn)真的讀題,抓住題中的突破口。
例題2 用石墨電極電解100mlh2so4和cuso4混合溶液,通電一段時(shí)間后,兩極各出現(xiàn)氣體2.24l(標(biāo)準(zhǔn)狀況),求原來溶液中cuso4的濃度。
請(qǐng)同學(xué)們分析后給出答案。
回答:
陽極產(chǎn)生的氧氣為2.24l,陰極產(chǎn)生的氫氣為2.24l。
由cuso4電解時(shí)放出的氧氣為0.05mol,計(jì)算是:
2cu2+~o2
2/y=1/0.05 y=0.1mol
c(cu2+)=0.1/0.1=(mol/l)
【評(píng)價(jià)】
此題的突破口是根據(jù)題意分析出兩極各產(chǎn)生的氣體為2.24l;根據(jù)得失電子守恒。
同學(xué)們的分析是非常正確的。
例題3 人工生成鋁表面的氧化鋁保護(hù)膜的方法是將表面光潔的鋁制品作為陽極放入盛18%h2so4溶液的電解槽。通電一定時(shí)間,設(shè)陽極氧氣全部與鋁反應(yīng)。
思考后回答:
通過的電量為1a×3600s=3600c(庫(kù)侖)。由3600c/96500c/mol等于0.037mol的電子。
今有表面積約1.0dm2的鋁制品,放入電解槽,通入1a的電流1h(小時(shí)),已知氧化鋁膜的密度為2.67g/cm3,則生成均勻的氧化膜的厚度是多少?
請(qǐng)同學(xué)們分析:
在從2molal與1.5mol氧氣反應(yīng)產(chǎn)生氧化鋁可知,得失電子為6mol。根據(jù)此反應(yīng)計(jì)算出氧化鋁的物質(zhì)的量,再根據(jù)氧化鋁的密度和表面求出氧化膜的厚度。
此題的答案是:24μm(微米)。
【評(píng)價(jià)】
同學(xué)們分析的比較清楚,在作此題時(shí)應(yīng)該抓住時(shí)間、表面積、電量、物質(zhì)的量的相互關(guān)系,應(yīng)用數(shù)學(xué)方法得到正確的答案。
請(qǐng)同學(xué)們通過練習(xí)鞏固復(fù)習(xí)的知識(shí),提高解題的能力,以適合生活、生產(chǎn)、科技的需要。
1.銀鋅電池廣泛應(yīng)用各種電子儀器的電源,它的充電和放電過程可以表示為:
反應(yīng)的物質(zhì)是 [ ]
a.a(chǎn)g
b.zn(oh)2
c.a(chǎn)g2o
d.zn
2.應(yīng)用惰性電極插入500mlagno3溶液中,通電電解,當(dāng)電解溶液的ph從6變?yōu)?時(shí)(設(shè)陰極沒有h2析出,電解前后的溶液體積不變),電極上析出銀的質(zhì)量是 [ ]
a.27mg
b.54mg
c.108mg
d.216mg
離子組成符合下列情況的電解質(zhì),進(jìn)行電解(各離子只能使用一次)。
(1)以碳棒為電極進(jìn)行電解,電解質(zhì)的含量減少,水量保持不變,兩極都有氣體生成,氣體體積相同,則該電解質(zhì)的化學(xué)式為____,電解的電極反應(yīng)____,電解的總方程式是____。
(2)以鉑絲為電極進(jìn)行電解,水量減少,電解質(zhì)的含量保持不變,兩極都有氣體生成,氣體體積為2∶1,則該電解質(zhì)的化學(xué)式為____,電極反應(yīng)式為____。
(3)惰性電解,電解質(zhì)的含量減少,水的含量也減少,ph下降,則電解質(zhì)的化學(xué)式為____,電解總的方程式____。
4.正在研究應(yīng)用鋅頂替鉛的電池,它可以減少環(huán)境污染容量又很大,其電池反應(yīng)為2zn+o2=zno,其原料為鋅和電解質(zhì)溶液、空氣。請(qǐng)寫出:
(1)電極反應(yīng)____,____。
(2)估計(jì)該電解質(zhì)溶液應(yīng)該用____(強(qiáng)的酸或強(qiáng)的堿)。
5.定溫下,將一定量飽和na2so4溶液用鉑電極通電電解。當(dāng)陽極逸出amol氣體時(shí),同時(shí)從溶液中析出mgna2so410h2o晶體,則原來飽和na2so4溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是____。
6.某學(xué)生試圖用電解法根據(jù)電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量來驗(yàn)證阿伏加德羅常數(shù)值,其實(shí)驗(yàn)方案的要點(diǎn)為:
①用直流電電解氯化銅溶液,所用儀器如圖2-18。
②在電流強(qiáng)度為ia,通電時(shí)間為ts后,精確測(cè)得某電極上析出的銅的質(zhì)量為mg。試回答:
(1)連接這些儀器的正確順序?yàn)椋ㄓ脠D中標(biāo)注儀器接線柱的英文字母表示。下同)e接____,c接____,接f____。
實(shí)驗(yàn)電路中的電流方向?yàn)開___→____→____→c→____→____。
(2)寫出b電極上發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______。
g試管中淀粉ki溶液變化的現(xiàn)象為______,相應(yīng)的離子方程式為______。
(3)為精確測(cè)定電極上析出銅的質(zhì)量,所必需的實(shí)驗(yàn)步驟的先后順序是______。
①稱量電解前電極質(zhì)量
②刮下電解后電極上的銅并洗凈
③用蒸餾水清洗電解后電極
④低溫烘干電極后稱量
⑤低溫烘干刮下的銅后稱量
⑥再次低溫烘干后稱量至恒重
(4)已知電子電量為1.6×10-19c,試列出阿伏加德羅常數(shù)的計(jì)算表達(dá)式:n=______。
一、選擇題
1.d 2.b
二、非選擇題
3.(1)hcl 陽極:2cl-—2e→cl2↑陰極:2h++2e→h2↑
總反應(yīng)式:2hcl h2↑+cl2↑
(2)koh 陽極:4oh--4e→2h2o+o2↑陰極:4h++4e→2h2↑
(3)cuso4總反應(yīng)式:2cuso4+2h2o 2cu+2h2so4+o2↑
4.(1)負(fù)極:zn—2e→zn2+正極:o2+4e+2h2o→4oh-
(2)強(qiáng)堿
6.(1)d、a、b f→b→a→c→d→e
(2)2cl-—2e=cl2,變藍(lán)色,2i-+cl2=i2+2cl-
(3)①③④⑥
原電池教學(xué)設(shè)計(jì)公開課 原電池教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析篇七
1、了解原電池的工作原理,能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式;
2.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。 常見的考查形式:①原電池的工作原理及電極反應(yīng)式的書寫(近幾年考查的重點(diǎn),預(yù)計(jì)今后幾年還會(huì)加強(qiáng)此方面的考查);②設(shè)計(jì)原電池,并繪制裝置圖。
一、原電池的工作原理
a、導(dǎo)學(xué)誘思
下列裝置可以形成原電池的是____,并寫出形成原電池的電極材料及電極反應(yīng)式:正極:____________________;負(fù)極:______________________。
b、教材回歸
1.概念
原電池是將______轉(zhuǎn)變?yōu)開___的裝置。
2.工作原理
如圖以銅鋅原電池為例:
(1)在znso4溶液中,鋅片逐漸____,即zn被____,鋅原子____電子,形成________進(jìn)入溶液,從鋅片上釋放出電子,經(jīng)過導(dǎo)線流向____;溶液中的________從銅片上得電子,還原成為____并沉積在銅片上。
(2)電子流向:從____極流向____極。
(3)電流方向:從____極(____)流向____極(____)。
3.電極材料及反應(yīng)式
電極名稱 負(fù)極 正極
電極材料
電極反應(yīng)
反應(yīng)類型 ____反應(yīng) ____反應(yīng)
電池反應(yīng)式
4、原電池的構(gòu)成條件
原電池的形成需要滿足以下三個(gè)條件:
(1)有電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)
(2)一般是活潑性不同的兩電極
(3)形成閉合回路①兩電極插入電解質(zhì)溶液②兩極直接或間接接觸③有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)發(fā)生一般是活潑 性強(qiáng)的金屬與電解質(zhì)溶液反應(yīng)
原電池裝置的作用就是把一個(gè)完整的氧化還原反應(yīng)分開——在負(fù)極只發(fā)生氧化反應(yīng),正極只發(fā)生還原反應(yīng)。這樣負(fù)極失去的電子就只能通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到正極上,從而產(chǎn)生電流。
二、化學(xué)電源
a、導(dǎo)學(xué)誘思
銅鋅原電池中,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),電極失電子質(zhì)量減小,是否所有的化學(xué)電源中負(fù)極電極材料均減???
答:________________________________。
b、教材回歸
1.一次電池
(1)鋅錳干電池
堿性鋅錳干電池比普通鋅錳干電池性能優(yōu)越,比能量大,儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng),能提供較大電流并連續(xù)放電。其中負(fù)極是____,正極是______,電解質(zhì)是koh,其電池反應(yīng)方程式為zn+2mno2+2h2o===2mnooh+zn(oh)2。
(氫氧化氧錳)
(2)銀鋅紐扣電池
銀鋅紐扣電池的電極分別為ag2o和zn,電解質(zhì)溶液為koh溶液,發(fā)生氧化還原反應(yīng)后生成ag和zn(oh)2。其中____為負(fù)極,______為正極,電池反應(yīng)方程式為zn+ag2o+h2o===zn(oh)2+2ag。
2.二次電池
鉛蓄電池是常見的二次電池,是由兩組平行排列的柵狀鉛合金極板作為主架,正極板上覆蓋______,負(fù)極板上覆蓋____,電解質(zhì)是硫酸。其放電反應(yīng)是______反應(yīng),充電反應(yīng)則是放電反應(yīng)的逆反應(yīng)。放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)為__________________________________________,正極反應(yīng)為__________________________________________________,因此其充放電反應(yīng)可表示為____________________________________________________________________。
3.燃料電池
(1)燃料電池的工作原理
利用燃料和氧化劑之間發(fā)生的____________,將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電池。它工作時(shí)不斷從外界輸入反應(yīng)物,同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物排出電池。因此,燃料電池能連續(xù)不斷地提供電能。
(2)氫氧燃料電池
氫氧燃料電池是常見的燃料電池,它以____為燃料,____為氧化劑。除具有能量轉(zhuǎn)化率高、可持續(xù)使用的優(yōu)點(diǎn)外,還由于其燃燒產(chǎn)物為水,因此不會(huì)污染環(huán)境,其電池反應(yīng)為h2+12o2===h2o。在酸性電解質(zhì)中電極反應(yīng)式為:負(fù)極:______________,正極:____________________。
c、理解與深化