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原電池的原理及其應用.doc

'原電池的原理及其應用.doc'
?原電池的原理及其應用第一課時 教學實錄昌吉州四中 神芳芳教學目標 1. 知識目標:理解原電池原理,掌握構成原電池的條件,會進行簡單的原電池設計。 2. 情感目標:培養學生的探究精神和依據實驗事實得出結論的科學態度,培養學生的團隊協作精神。 3. 能力目標:培養學生觀察能力、實驗能力、實驗設計能力、語言表達能力。培養學生正向思維、逆向思維、發散思維能力。?  設計思路 指導思想:以學生為主體,讓學生自主地參與知識的獲得過程,并給學生充分的表達自己想法的機會。 學生初次接觸電化學知識,對原電池的工作原理有神秘感和探索欲望。要充分利用學生的好奇心和求知欲,設計層層實驗和問題情境,使學生在自主實驗、積極思考和相互討論中自己發現問題、分析問題和解決問題。 在教學內容的安排上,按照從易到難,從實踐到理論再到實踐的順序,首先通過一組實驗,引入課題。在實驗 ---- 觀察 ---- 討論 ---- 推測 ---- 驗證的過程中,學習和理解原電池的概念和原理。在此基礎上,通過實驗探索和討論組成原電池的條件。最后,讓學生自己設計一個原電池以檢驗學生對所學知識的實際應用能力。 根據學生的知識結構、心理特點和教學內容的實際需要,采取了啟發、討論、實驗探究等教學方法,并結合多媒體進行教學。 ?  教學準備 1. 對學生進行分組:四人為一個小組 2. 實驗準備:每組一個靈敏電流計,兩片銅片、兩片鋅片、一根石墨電極、一節干電池、兩杯相同濃度的硫酸、一杯硫酸銅溶液、一杯無水乙醇、一杯水、一顆葡萄(或小西紅柿等水果)。 3. 制作銅鋅原電池工作原理的模擬動畫 4. 場地:有多媒體放映設備的實驗室 ?  教學過程(課堂實錄) 【引入】我們的生活中離不開各種電池。大到宇宙火箭、人造衛星,小到照相機、手機,都要用到各種各樣的電池。如:干電池、蓄電池、充電電池、高能電池等。其實,這些電池都是應用原電池的原理制成的。那么到底什么是原電池?它的工作原理怎樣?今天我們就想通過一些實驗一起來研究一下原電池的原理。 【板書】第四節原電池原理及其應用 【實驗指導】介紹實驗桌上的物品,指導學生做以下三個實驗: 1. 將鋅片插入稀硫酸中 2. 將銅片插入稀硫酸中 3. 將鋅片和銅片用導線連接后插入稀硫酸中 說明實驗注意事項,要求同學認真觀察現象,并思考原因 【學生活動】實驗并觀察現象 【學生回答】 1. 鋅片上有氣泡,因為鋅能和稀硫酸反應放出氫氣 2. 銅片上沒有氣泡,因為銅不能和稀硫酸反應 3. 銅片上有氣泡 【設疑】銅片上的氣體是哪里來的? 【學生討論】學生激烈討論,討論的焦點問題有: 1 、銅片上的氣體是什么? (學生認為可能是氫氣或 SO 2 或是氧氣。最后同學認為最有可能的是氫氣。本處不展開) 2 、氫離子轉變為氫氣所需的電子從何而來?(學生提出許多假設) 學生甲:電子應是銅失去的,因為氣泡是在銅片上產生的。 學生乙:電子應是鋅失去的,因為鋅比銅活潑,易失去電子。 學生甲:電子應是銅失去的,若是鋅失去電子,氣泡應該出現在鋅片上,怎么會在銅片上出現氣泡呢? 學生乙:鋅片失去的電子可以通過導線傳遞到銅片上,溶液中的氫離子在銅片上得到電子,因此,銅片上有氣泡。 學生丙:既然電子是鋅片失去的,氫離子為什么不直接在鋅片上得電子,而要到銅片上得電子呢? (對這個問題學生感到難以回答,期待老師的評判和解釋。但老師不必急于回答) 【引導】電子究竟是鋅片還是銅片失去的,我們可以用實驗來證明。那么,如何通過實驗來證明鋅片上的電子是否通過導線轉移到了銅片上? 【學生回答】在銅片和鋅片中間連接一個靈敏電流計,檢測有無電流 【實驗指導】使用靈敏電流計的注意事項 【學生活動】實驗并觀察現象 【學生回答】現象:電流計指針偏轉 結論:有電流流過,說明導線中有電子流過,說明氫離子得到的電子確實是鋅片失去,通過導線傳遞到銅片上的。 (但是,對于剛才同學提出的問題,即“既然電子是鋅片失去的,氫離子為什么不直接在鋅片上得電子,而要到銅片上得電子呢?”還是覺得難以解釋。) 【動畫演示】由于鋅片失去電子后產生鋅離子,鋅片的周圍有許多來不及擴散到溶液中去的鋅離子,對氫離子有排斥作用,使氫離子很難在鋅片上直接得到電子 【學生小結】鋅片:較活潑,電子流出,發生氧化反應 Zn - 2e - =Zn 2+ 銅片:較不活潑,電子流入,發生還原反應 2H + +2e - =H 2 ↑ 能量變化:化學能轉變為電能 【板書】 1. 原電池的概念: 【實驗指導】給你一節干電池,用實驗證明銅鋅原電池的正負極 【學生活動】實驗并觀察現象 【學生回答】現象:測干電池時,電流計指針偏向正極方向,測銅鋅原電池時,電流計指針偏向銅片方向 結論:鋅片為負極,銅片為正極 【板書】 2. 原電池的原理: 負極:電子流出,較活潑,(鋅片): Zn - 2e - =Zn 2+ (氧化反應) 正極:電子流入,較不活潑,(銅片): 2H + +2e - =H 2 ↑(還原反應) 【引導】 寫出銅鋅原電池的總反應方程式,并比較其與鋅片直接跟稀硫酸反應有何異同。 總反應方程式為: Zn+2H + =Zn 2+ +H 2 ↑ 相同點:總反應方程式相同 不同點:電子轉移途徑不同 【過渡】 原電池的實質是氧化還原反應,氧化還原反應都可以設計成原電池,那么構成原電池要有哪些條件呢? 【板書】 3. 組成原電池的條件 【實驗習題】請用實驗驗證下列哪些裝置構成原電池?并據此對比分析,討論構成原電池的條件?!緦W生活動】實驗并觀察現象。 【學生回答】 C 、 D 、 H 構成原電池 【學生討論】(通過對比分析、討論和補充、修改,最后得出組成原電池的條件) 學生甲:從 A 、 B 不構成原電池可知,構成原電池必須有兩種活動性不同的金屬 作電極。從 F 、 G 不構成原電池可知,要組成原電池還必須構成閉合回路 學生乙: H 也構成原電池,是因為水果呈酸性,說明構成原電池需酸溶液。 學生丙: D 也能構成原電池,說明構成原電池不一定要酸溶液,也可以是鹽溶液,結合 E 可知,構成原電池電極材料必須與電解質溶液接觸。 學生?。簭?C 可知,電極材料也可以是象石墨這樣能導電的非金屬。 【學生小結】組成原電池的條件: ①有兩種活動性不同的金屬(或一種是非金屬導體)作電極 ②電極材料均插入電解質溶液中 ③兩極相連形成閉合回路 【練習】對于上述能組成原電池的裝置,分析正負極和發生的電極反應 (在學生回答過程中,教師引導學生注意正極材料本身并未發生變化,負極和電解質溶液之間發生了氧化還原反應) 【追問】假如把上述 C 裝置的電極改為 Cu 和 Ag ,能組成原電池嗎?【學生回答】不能,要構成原電池,負極和電解質溶液之間必須有自發的氧化還原反應 【練習】請同學結合組成原電池的條件, 將氧化還原反應: Fe+Cu 2+ =Cu+Fe 2+ 設計成 一個原電池。 【學生回答】負極:鐵正極:銅電解質溶液:硫酸銅 【學生補充】正極材料還可以是石墨或比鐵不活潑的其他金屬,電解質溶液中必須含 Cu 2+ ,除硫酸銅外,還可以是氯化銅、硝酸銅等。 【小結】按板書的內容,歸納本書的內容和要點 【布置作業】 1 、課本習題一、 l 、 3 、 4 ,二、 l 、 2 、 3 2 、回家搜集廢干電池并拆開,弄清它的構造及原理。
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原電池 及其 原理 應用
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