资源简介

第四章---化学反应与电能
第一节---原电池
第一课时《原电池的工作原理》教学设计
一、教学目标
1.以锌铜原电池为例，从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。
2.进一步理解化学能与电能的相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。
二学习目标
1. 能够正确书写电极反应式和电池总反应方程式.
2. 了解盐桥的作用，会判断和设计简单的原电池。
3.通过实验探究活动，体验化学能与电能转化的探究过程，并了解原电池的构造和工作原理。
4. 通过单液原电池和u型管盐桥双液原电池的分析对比，学生间相互讨论交流以及教师引导，使自己具备发现问题，分析问题并解决问题的能力。
三、教材分析
本节内容以（必修2）第六章第一节“化学反应与能量变化”第一课时《化学反应与电能》为基础，进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对原电池中闭合电路形成过程的分析，引出半电池、盐桥等概念。同时原电池的原理又为后面金属的腐蚀和防护，常见电池的原理及电解原理等重要电化学知识的学习奠定了基础。
新课程标准对原电池知识有新的要求，通过教学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，能判断电极名称，根据题意写出电极反应式和电池总反应式。
四、学情分析
知识角度，高二学生在必修1、必修2和选择性必修1中已经学习过氧化还原反应、原电池的相关知识，同时物理学中电学知识也相当丰富，学习本节内容并不陌生，难度不大。
认知角度，高二学生形象思维能力已充分发展，抽象思维能力也在迅速发展中，同时具有强烈的好奇心和求知欲，对实验探究的热情高，但抽象思维能力和探究能力还不够成熟，需要老师适时的组织和引导。
五、教学重点和难点
(一)教学重点：
进一步了解原电池的工作原理，了解U型管盐桥原电池的缺点并改进创新。
(二)教学难点：
盐桥原电池的工作原理，U型管盐桥原电池缺点并改进创新。
六、教学方法
以“小组实验探究式教学法”为主，贯穿“小组合作讨论法”，引导学生发现问题、分析问题、解决问题；运用学案和多媒体辅助教学。
七、教学用具
多媒体投影仪、电脑、课件、相关实验用品（电流表、导线、稀硫酸溶液、原电池简易装置）
八、教学过程
环节一：创设情景，回顾旧知
教师活动 学生活动 设计意图
（一）创设情景放映《水果电池》的视频。问题：有什么现象？为什么会出现这样的现象？ 回答：形成原电池，产生电流。 创设情景，激发学生的好奇心，感受化学与生活的密切关系。
（二）回顾旧知根据自己完成的学案上的内容，回答问题。1.原电池的概念？2.原电池的实质？3.原电池的构成条件？ 回答：1.原电池的概念：原电池是将化学能转化为电能的装置。2.原电池的实质：原电池是利用自发进行的氧化还原反应把化学能转化为电能的装置。3.原电池的构成条件：⑴自发的氧化还原反应。⑵活动性不同的两个电极。⑶电解质溶液或熔融的电解质。⑷形成闭合回路。 引导学生回忆原电池的概念、实质和构成条件，以便小组探究实验顺利进行并理解双液原电池的工作原理。为后面引入盐桥及理解盐桥的作用做铺垫。
环节二： 实验探究，发现问题，引出双液原电池
教师活动 学生活动 设计意图
（一）实验探究1．书写两个电极反应式和电池反应。2.通过电极反应式，预测实验现象。3.小组合作探究，完成设计原电池的实验，组装一个Zn－Cu原电池，观察和记录实验现象。 1.找一个学生写Zn－Cu原电池的两个电极反应式和电池反应。2．小组讨论说出自己的预测现象。3.小组合作进行探究实验，并观察分析。 培养学生主动探索的能力，相互交流合作的精神，体验科学探究的过程。
（二）发现问题，引出双液原电池1.各组派一名代表汇报实验成果。2.引出双液原电池及盐桥设问思考：Zn片表面为什么会产生气泡？追问：若将该原电池作为实际电源，它存在哪些缺陷呢？追问：单液原电池如何进行改进？追问：用什么把把两个溶液连起来？ 1.汇报实验现象：①Zn片表面产生大量气泡；②Cu片表面少量气泡；③电流表有读数。④水槽发热。2.学生讨论回答：Zn与稀硫酸反应出现气泡。因为Zn与稀硫酸直接接触了。不让它们直接接触。…… 1.发现预测现象与实验实际现象不符，产生疑问。2. 培养学生应用分析、归纳等方法对信息进行加工的能力。3.引出盐桥及双液原电池。
环节三：双液原电池的工作原理
教师活动 学生活动 设计意图
（一）讲解盐桥的概念（二）双液原电池的工作原理1.师生讨论双液原电池把原电池的两极给彻底分开了。2.让学生们小组讨论，预测双液原电池的现象。并说出改进单液原电池的目的。3.学生们自主写出铜锌双液原电池的电极反应式和电池总反应。4.小组讨论思考铜锌双液原电池的电子流向和盐桥中的离子流向。5.结合上述内容，说出盐桥的作用。 1.师生讨论双液原电池把原电池的两极给彻底分开了。2.小组讨论预测双液原电池的现象：Zn片逐渐溶解，Cu片上析出红色物质，质量增加；指针偏转；溶液温度不变。改进单液原电池的目的：双液原电池解决了电池自损耗的问题，能产生持续、稳定的电流。3. 自主写出铜锌双液原电池的电极反应式和电池总反应，派一名代表到黑板上去写出自己的答案。4.小组讨论思考铜锌双液原电池的电子流向和盐桥中的离子流向。并找个代表上黑板讲解。5.小组讨论，总结盐桥的作用。 培养学生的创新能力，相互交流合作的精神。培养学生的语言表述能力，提高化学学科素养。
环节七：归纳总结，学以致用
教师活动 学生活动 设计意图
（一）归纳总结找同学总结本课所学的内容。（二）课堂小练原电池的工作原理大题。（三）留作业：作业设计《原电池的工作原理》 1.一名同学总结本课内容。2.自主完成课堂小练。 建构原电池工作原理认知模型。
九、板书设计
十、课后反思
1、本节课的主要亮点：通过层层递进的方式逐步引出双液原电池及盐桥，使学生能够把新知识与旧知识联合起来，快速建立原电池思维认知模型。
2、本节课主要通过小组合作探究，在“以学生为主体，以教师为主导”的原则下进行设计原电池的实验，设计时突出学生探究过程的体验，培养小组合作探究的精神，进一步提高了学生的实践能力。通过小组实验，取得了很好的效果，锻炼了学生们主动探究的创新能力，但由于课堂时间有限，在一些难点的突破上，我们没有做更多的讲解和挖掘，在后期的教学中可能更多的需要老师的引导介入。
3、在今后的教学过程中，我将多动脑筋，转变教学理念，寻找过程体验与知识传授的和谐点，把课堂变成师生共同研究探讨的场所，让更多的学生变“被动学习”为“主动享受学习”，形成终身学习的意识和能力。
附件1
第四章---化学反应与电能
第一节---原电池
第一课时《原电池的工作原理》导学案
班级：___________ 姓名：_______
一、知识回顾
（一）、原电池的概念
原电池：将___________转化为____________的装置。
（二）、原电池的实质
原电池是利用能能自发进行的_______________反应把化学能转化为电能的装置。
（三）、构成原电池的条件
1.理论上________的_____________反应均可构成原电池。
2.两极有电势差———两个_______________的两极，相对较活泼的作________。
3. ___________溶液或熔融的_____________。
4. ________________________。
二、单液原电池改进
【探究实验】组装一个Cu－Zn原电池，观察和记录实验现象。
实验用品：万能电流表、导线、原电池简易装置（锌片、铜片、水槽）、稀H2SO4溶液
实验要求：仔细观察闭合回路和断开回路（取出铜片）时锌片、铜片、电流表读数的变化并如实记录实验现象。
〖现象〗
1 闭合回路时：锌片________________；铜片______________；电流表指针___________；
2 断开回路（取出铜片）时：锌片___________；铜片________；电流表指针__________；
〖成果汇报〗请一组代表汇报实验结果：_____________________________________________；（点拨：单液原电池的缺点？
三、双液原电池
（一）、盐桥的作用：
1. _______________________________________________；
2. ________________________________________________。
（二）、双液原电池的工作原理
负极：________________________
正极： ________________________
总反应：________________________
电子流向：________ →_________
盐桥中离子的流向：
K+ →_______极， Cl- →_______极
______极 ______极
四、课堂小练
如图是某同学设计的原电池装置：
(1)电极Ⅰ上发生__________(填反应类型)，作_______________(填电极名称)。
(2)电极Ⅱ的电极反应式为_________________。
(3)该原电池的总反应式为__________________________。
(4)盐桥中装有含氯化钾饱和溶液的琼胶，其作用是_______________________________________。
附件2
作业设计
姓名 学校 乌丹蒙古族中学 学科 化学
教材版本 人教版 年级 高二 时间
教材模块、单元、章节课时 选择性必修一《化学反应原理》、第四章《化学反应与电能》、第一节《原电池》、第一课时《原电池的工作原理》
学情分析 1、学生对原电池的概念、实质、构成、工作原理的理解已经很透彻。2、能自主写出简单电池的电极反应式，但有些学生还是搞不清楚正极反应式。3、还未深入理解离子交换膜。
作业类型 课时作业
作业目标 1、 能够正确书写电极反应式和电池总反应方程式.2、了解原电池的构造和工作原理。3、了解盐桥的作用。
题型 选择题+填空题
时长 20分钟
题号 作业内容 学科素养和题目来源（选编）
1 图为原电池装置，有关叙述错误的是( )A.锌是负极，其质量不断减小 B.铜极上发生还原反应C.电子在电解质溶液内部向负极移动 D.将铜电极换成石墨碳棒也能形成原电池 学科素养： 理解单液原电池的工作原理。能力维度：□了解理解□应用题目来源：改编
2 火星大气中含有大量，一种有参加反应的新型全固态电池有望为火星探测器供电。该电池放电时，以金属钠为负极，碳纳米管为正极，下列有关说法正确的是( )A.正极上发生氧化反应 B.金属钠在负极上失电子C.阳离子由正极移向负极 D.该新型固态电池电解质可以选择水溶液环境 学科素养： 培养学生的科研意识。能力维度：□了解理解 □应用题目来源：改编
3 如图为某兴趣小组制作的土豆电池，连接仪器，闭合开关。下列说法正确的是（ ）A.该装置将电能转化为化学能 B.电子由锌通过导线流向铜C.铜电极是负极，质量会不断减少D.锌电极发生还原反应 学科素养： 掌握检测溶液pH的方法。能力维度：了解 □理解 □应用题目来源：改编
4 微生物燃料电池用厌氧微生物催化氧化葡萄糖等有机物，同时处理含废水(将转化为)，装置如图所示，下列说法正确的是( )A. 葡萄糖在M极附近发生还原反应B. N极表面发生反应：C. 电子从N电极沿导线流向M电极D. 温度越高该反应速率越快，电池工作效率越高 学科素养： 了解盐桥的作用，理解双液原电池的工作原理及构造。能力维度：□了解 理解 □应用题目来源：改编
B.溶液逐渐由无色变为蓝色
C.Cu电极表面有银白色固体生成
D.正极反应式为Cu2+ + e- = Cu 学科素养： 理解单液原电池的工作原理。能力维度：□了解理解□应用题目来源：改编
6 原电池是化学对人类的一项重大贡献。某兴趣小组为研究原电池原理，设计了如图所示装置。（1）a和b不连接时，烧杯中现象是 。（2）a和b用导线连接，Cu极为原电池 （填“正”或“负”）极，电极反应式为 ；溶液中移向 （填“Cu”或“Zn”）极。电池总反应式为 。（3）若电解质溶液改为溶液，当转移0.2mol电子时，则理论上Cu片质量变化为 。 学科素养： 了解原电池的工作原理。能力维度：□了解 □理解 应用题目来源：改编
分值： 等级：□优 □良 □及格 □不及格
附件3
作业设计评价表
姓名 学校 乌丹蒙古族中学 学科 化学
教材版本 人教版 年级 高二 时间
教材模块、单元、章节课时 选择性必修一《化学反应原理》、第四章《化学反应与电能》、第一节《原电池》、第一课时《原电池的工作原理》
学情分析 1、学生对原电池的概念、实质、构成、工作原理的理解已经很透彻。2、能自主写出简单电池的电极反应式，但有些学生还是搞不清楚正极反应式。3、还未深入理解离子交换膜。
作业类型 课时作业
作业目标 1、 能够正确书写电极反应式和电池总反应方程式.2、了解原电池的构造和工作原理。3、了解盐桥的作用。
作业评价与改进 一．作业分析：二．作业中存在的问题： 三．下一步需要改进的方面：
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