《原电池》教学设计

  刘有现

一、化学课程标准对原电池这部分内容的要求

 《普通高中化学课程标准》对原电池这部分内容的要求——第一部分：体验化学能与电能转化的探究过程。了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。第二部分：通过查阅资料，了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能转化的实际意义及其重要应用。第三部分：能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验，探究防止金属腐蚀的措施。

二、教材分析和学情分析

 这一节内容是以必修2第二章第二节《化学能与电能》为基础，是对必修2基础的加深和提高。在化学必修2中，学生已经学习了原电池的相关知识，如锌铜(稀硫酸)原电池的工作原理，简单原电池的形成条件。但在理解原电池本质条件(氧化还原反应)、锌铜(稀硫酸)原电池作为化学电源开发的缺点等方面还有不足。所以本节教学的重点应该放在引导学生分析现象产生的原因，学生在加深理解原电池原理的基础之上，体会必修2中单液原电池的缺点，并根据实际需要，能设计出较为科学的原电池模型(双液或盐桥原电池)，学生体会盐桥的设置不仅仅是一个普通的实验技术的改进，而是对旧的思维模式的一个质的突破，在有盐桥的原电池这种特定装置中氧化剂、还原剂近乎完全隔离却能实现电子的定向转移，其优点是能持续、稳定产生电流，这也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。

教学重点：设计原电池

教学难点：原电池中盐桥的作用分析

教学方案：教师引导实验探究与学生自主提问推进相结合

教学用品：

多媒体设备：多媒体电脑及显示屏

实验仪器：每组电流表，导线两根，原电池容器两个，铜电极，锌电极，碳电极，盐桥。（共12组，根据人数而定，4人一组）

化学药品：硫酸铜溶液、硫酸锌溶液。（共12组）

其它用品：小手电，MP3，手机、数码相机，笔记本电脑电池

三、教学流程示意图

 

 

 

 

 

四、教学设计

教学环节	教师活动预设	学生活动预设	设计意图
引入新课	[播放]橙子电池视频 [提问]视频中，你看到了什么?想到了什么? [板书]再探原电池	学生认真观看   学生交流观看视频后的感受	体会化学学科源 于生活，而又用 于生活的学科价 值。
设计原电池	[过渡]由于橙子中的电池反应发生在果肉内，不便于观察，因此我们的首要任务是选择一个合适的化学反应，并进行装置设计。 [投影]选择合适的化学 反应 1．HCl+Na0H一 2．C+C02— 3．Zn+Cu2+－ [说明]自发的氧化还原 反应是形成原电池的本质 条件     [讲解]分析锌和铜离子 反应的能量转换和氧化反 应与还原反应 [提问]怎样将此反应设 计成原电池反应呢?     [投影]	学生选择反应     学生讨论，并确定实验方案       预测现象：   1．锌片溶解 2．铜片上红色物质产生 3．电流表指针偏转	加深对形成原电 池本质条件的认 识——自发的氧 化还原反应     培养学生设计简单原电池的能力。     通过现象预测，为实验真实情况 预设认知冲突

 

 

体验原电池                     应用原电池	[说明]请同学们根据设计，完成实验探究 [投影]注意事项 1．使用温度计(精确度0.1℃)测量反应前后溶液的温 度； 2．观察锌片、铜片、电流表和温度计的变化并如实记录 3．注意合作分工，讲究效 率 [质疑1]你发现了什么问 题?     [质疑2]锌片上产生大量铜对原电池电能的提供有没有影响?     [质疑3]如何改进这套装置?     [质疑4]盐桥原电池的优点有哪些?   [师生总结]盐桥原电池的优点。 1．能量转换率高 2．产生持续、稳定的电流 3．防止自放电 [质疑5]氧化剂与还原剂不直接接触，就一定不能发生化学反应吗 [投影]盐桥原电池与化学电源的关系 【投影】手机隔膜锂电池新能源汽车动力电池	学生实验探究 现象交流 1．锌片上有红色物质产生 2．铜片上有红色物质产生 3．电流表指针偏转且逐渐减小 4．溶液的温度升高 学生质疑：为什么实验现象和预期的现象有的地方不同?(具体略)     学生思考、讨论、交流 1．锌片本身不纯 2．锌片与硫酸铜溶液因为直接接触而发生氧化还原反应，在锌片上产生少量铜，致使锌片与析出的铜形成了原电 这种原电池的工作效率低 学生提出改进的实验方案 师生共同完成实验二 主要现象记录 1．锌片上没有明显现象 2．电流表指针恒定氧化剂和还原剂可以不直接接触，在有盐桥的特定原电池装置下，也能发生氧化还原反应，这为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。 发挥想象 倾听与思考		培养观察、记录 实验现象的能力。         提高学生的问题 意识，敢于质疑， 勤于思考。       培养学生利用信 息、分析问题的 能力培养学生运用比较的方法加工信息       体会盐桥原电池 的功能与价值
板书设计
主板书			副板书
再探原电池 一、设计原电池 二、体验原电池 三、应用原电池			负极：Zn一2e－=Zn2+ 正极：Cu2++2e－=Cu 总反应： Zn+Cu2+=Zn2++Cu

五、学案(含答案)

【学习目标】1.了解双液原电池的结构与特点；

2.深入理解原电池的工作原理；

3.会书写电极反应式、电池反应式；

【学习重点】原电池原理、电极反应式、电池反应式的书写

【学习难点】原电池原理、电极反应式、电池反应式的书写

【知识回顾】

1.判断下列装置是否能构成原电池

 

 

 

 

2.能否以反应Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu为原理设计原电池？ 如何实现？

 

 

【引入新知】

【学生实验-1】利用老师提供的仪器和药品组装以反应：Zn+CuSO₄=ZnSO₄+Cu为原理的原电池。

观察项目	电流表读数	电极
		负极	正极
现象

 

【实验探究】

探究步骤-1:发现问题：

探究步骤-2:提出假设：

探究步骤-3:实验验证：

【学生实验-2】在老师的引导下，利用给定的仪器和药品组装双液原电池。

【思维提示】用什么材料连通两个溶液？

探究步骤-4:得出结论：

 

 

【新知介绍】

                                                   

负极反应：________________________

 

                                          正极反应：________________________

 

                                          电池总反应：______________________

                                                 

 

 

 

 

 

【由知到行】

【学生实验-3】请同学们利用老师提供的药品及仪器，组装一个有别于之前的原电池，越特别越好，请同学们分工合作，画出原电池结构示意图，并标注特别之处。

 

 

 

 

【总结提升】

原电池的构成条件：自发的氧化还原反应（______________________________________）

                 两极一液一连接

【新知介绍】

复杂电极反应式、电池反应式的书写：__________________________________________

                                 ________________________________________

【教学反思】

本节课的引入比较新颖，吸引了学生，激发了学生的学习兴趣。在介绍完电化学的基本内容后，引导学生回顾和复习了原电池概念，然后再以实验情景再现为题材，以生师互动的活动方式对原电池的原理进行了探讨，这个过程的设计主要以学生对实验描述的思考、生问师答，生问生答的模式推进探讨原电池原理，充分发挥学生的能动性，体现学生的主体地位。在设计原电池的过程中，学生自主设计并总结后完成实验，分析评价实验，并在观察过程中，发现解决问题的办法。老师在整个过程中最多的语言是“你观察到了什么现象？”，“你有什么疑问？“你能给出解释吗？”“你有什么想法？”等，这样来引导学生，但主体的内容主要由学生推动。增加了对Pb，Cu及CuSO₄溶液形成的原电池的分析，能引导学生思考、推理原电池原理。此外，盐桥使双池原电池形成闭合回路，不仅能出乎学生的意料，还又一次激发了学生的兴趣，引发了学生的思考。盐桥的引入不仅是一种技术进步，更是思维模式的改变，也提供了一个思想教育的机会“解放思想能推动社会进步”。