“化学电源”教学设计
宿迁市马陵中学杜梅
一、学习目标
1.通过实验探究，认识化学能可以转化为电能；理解科学探究的意义、过程与方法。
2．了解常见的化学电源及其应用。认识研制新型电池的重要性，形成科学技术的发展观；感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观，提高开发高能清洁燃料的意识。
二、教学重点及难点
教学重点：原电池的概念、原理、组成及应用。
教学难点：从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质、原电池的构成条件。
三、设计思路
本课从日常生活中常见的水果电池入手，提出疑问：这些电池是如何产生电流的？学生根据物理对电流的认识，提出假设：有电子的流动，因此可能在电池里发生了有电子转移的氧化还原反应。认识到可以利用自发进行的氧化还原反应中的电子转移设计原电池，将化学能转化为电能，为人类的生产、生活所用。在此基础上介绍一些常见的化学电源，以拓宽学生的知识面。
四、教学过程
【复习回顾】 1、什么是原电池？
2、原电池的工作原理是怎样的？
3、构成条件的原电池有哪些？
【过渡】原电池原理的应用：
1、研制分析化学电源；
2、促进某些氧化还原反应的进行，加快反应速率。
3、寻找钢铁防腐蚀的方法。
4、原电池的设计。
【思考】你能利用原电池反应原理，动手制作简易电池吗？
【实践活动】水果电池的制作
实验准备：水果（柠檬、番茄、桔子、葡萄或其它水果）、金属（铁丝、铜丝、锌片或铝片）、石墨电极、微安电流计、导线若干、小刀
鼓励学生利用各种自备的水果、金属片制作电池，用微安电流计或耳机测试是否能产生电流，比较电流的大小。
【交流展示】学生制作的各种水果电池
【思考】这些电池是如何产生电流的？
【学生讨论】有电子的流动，因此可能在电池里发生了有电子转移的氧化还原反应。
【引导】利用自发进行的氧化还原反应中的电子转移设计原电池，将化学能转化为电能，为人类的生产、生活所用。
【问题情景】播放神舟飞船上的燃料电池，呈现以下问题，激发学生的学习兴趣。
飞船上的燃料电池有什么样的作用？
为什么要用燃料电池而不用其他电池？
我们能不能做一个燃料电池？
【活动与探究】课本42页，氢、氧燃料电池的制作实验
【演示实验】说明：为了提高实验成功率和实验观察效果，对课本“燃料电池”实验进行了一些绿色化改进。
【实验过程】在电解槽中放水，预先加些氢氧化钠溶液，用两根石墨棒作电极、内附膜的海绵裹住两电极、先电解水一段时间、再切断电源、用导线与发光二极管相连，结果二极管发光。再电解水一段时间，产生的氢气和氧气，用导线与灵敏电流计相连，此时可展开探究：a、若电解时不加氢氧化钠溶液，电解同样时间，指针偏转情况；与加了氢氧化钠溶液后情况进行对比；b、若移动两电极间距离，指针偏转情况；c、更换电极材料后，指针偏转情况；d、不用海绵这类材料，指针偏转情况等等。
【改进意义】a、通过实验，便于学生理解氢气和氧气确实可以构成原电池；
b、便于学生了解今后电池的发展方向，建立绿色环保的意识；C、改用灵敏电流计进行实验，不断更换条件，有利于学生进行研究型学习。
【学生讨论】反应原理：
1、怎么由硫酸钠溶液得到氢气和氧气？
2、得到的氢气和氧气是用什么方法固定住的？
3、用制取的氢气和氧气及电解质溶液制作原电池。
4、如何检验制作的电池？
【总结】电解硫酸钠溶液，产生氢气和氧气，方程式：
产生的氢气和氧气被多孔碳棒固定住，多孔碳棒就相当于原电池的两极，
负极反应：2H
2 + 4OH- - 4e- =4H
2
O
正极反应：O
2 + 2H
2
O + 4e- =4OH-
总反应式：2H
2 + O
2
＝2H
2
O
【投影】氢氧燃料电池的原理图
【讲解]】料电池实质是把能源中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能的转换器。人们根据原电池的原理，发明并制作了多种多样的化学电源，如干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等，以满足不同的需要。化学电源的能量转化率是燃料燃烧所不能比拟的，它不仅在生活中得到了广泛的应用，而且在高科技领域乃至航天技术中也是不可或缺的。
[板书] 二、化学电源
1、化学电源：应用原电池原理发明并制作的电源。
2、分类：一次电池和二次电池。
【学生自读】课本P40 拓展视野，了解常见化学电源的组成与反应原理
【小结】常见的电池有：干电池；银锌纽扣电池；铅蓄电池等。
【思考】一次电池和二次电池的本质区别是什么？其反应原理有什么区别？【讲解】1、一次电池（如干电池）:用过后不能复原
干电池—— Zn- Mn普通干电池
2.二次电池（如蓄电池）:充电后能继续使用，铅蓄电池是可逆电池【板书】 3、特点：能产生稳定而持续的电流；安全耐用且使用方便；能适用于特殊用途；便于回收处理。
【环境保护教育】
[讲述]人们应用原电池的原理制作了许多电池，如干电池、蓄电池以及供人
造地球卫星、宇宙火箭、空间电视转播站使用的高能电池，等等。干电池在我们日常生活中的应用越来越广泛。干电池中有汞电池（纽扣式电池）、碱电池（普通电池）、锰电池（车用电池）之分，一般都含有对人体有害的汞和锰。干电池被埋入地下，二价锰在缺氧而有二氧化碳的条件下变成水溶性碳酸氢盐，污染水源，使饮用者锰中毒。不同类型的干电池均含有汞，随便焚烧干电池，会引起汞污染。因此，不要把废干电池与可燃性垃圾混在一起进行焚烧，而应将它们分拣出来，作为不可燃垃圾妥善处理，更不可向周围环境和水源乱扔干电池。
【图片展示】投影
【本节小结】化学电源
1、一次电池
2、二次电池
3、燃料电池：
【当堂练习】
1、若有：（1）铜、锌、稀硫酸
（2）铜、铁在潮湿的空气中的腐蚀
（3）锌、铁放在食盐水中
O，正极则有大量的氢氧（4）氢、氧燃烧电池（电池的产物负极为H
2
根生成），书写两极反应式。
2、A、B、C、D四种金属，将A和B用导线连接起来，浸入电解质溶液中，Ｂ不易腐蚀。将A、D分别放入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将Cu浸入B的盐溶液中无明显变化，如果把Cu浸入C的盐溶液中，有金属C析出。其活动顺序为：（）
A、DCAB
B、DABC
C、DBAC
D、BADC
【作业布置】完成练习册相关同步练习。
【教学反思】
1、通过对课本“燃料电池”实验进行了一些绿色化改进，不但提高了实验成功率和实验观察效果，而且培养了学生的创新能力和环保意识。
2、电池在为人类提供方便的同时，废旧电池造成的环境污染问题也引起了人们的极大关注。本节课教学设计中，结合教学内容，适时对学生进行环境保护教育，培养了学生的社会责任感。
