第二章化学反应与能量
第二节化学能与电能
教材分析：
化学能与电能，是化学学科的理论性知识之一，以氧化还原反应原理为依托是对其本质的拓展和应用。因为学生在初中化学初步学习了“化学与能源”，在选修模块4将系统深入地学习化学反应与能量，本节为选修模块的学习奠定了基础。本节涉及到以下知识：氧化还原反应；能量的转换；原电池原理的应用；电解质溶液、金属的活泼性；物理学科的电学知识。通过本节课的学习，学生从实践到理论，以及从理论到实践的认知规律将会有很大的提高。而且原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛，因此学好本节知识，具有重要的理论意义和现实意义。
学情分析：
学生在初中的学习过程中已了解金属活动性，在必修一的学习中了解了氧化还原反应，通过对物理学科电学的学习也有一定的电学知识。因此，已经具备学习本课的的理论基础。新课程背景下要求学生自主探索，主动求知，学会收集、分析和利用各种信息及信息资源，并以此发展学生的实践能力、创新精神，合作与分享意识、社会交往能力和社会责任感。因此，在设计《化学能与电能》这节课时，我采用学案导学、分组实验和小组讨论的形式让学生自主探索问题，分析问题，解决问题，强化学生的探究意识；以实验现象激发学生的探究兴趣，引发学生通过对实验现象的观察，实验原理的分析，真正理解了原电池的本质（氧化还原反应），分析归纳构成原电池的条件。这样，学生不仅掌握了化学知识和规律，而且获得了探求知识的途径与方法。
教学目标：
知识与技能：1、了解原电池原理，能写出电极反应和电池反应方程式。
2、初步了解原电池的装置。
过程与方法：通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程，理解科学探究的意义、基本过程和方法。
情感态度与价值观：关注化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成正确的能源观。
教学重点：认识原电池的工作原理；形成原电池的概念
教学难点：用已经学过的有关知识探究化学能转化为电能的条件和装置
教学方法：实验探究法、小组讨论
仪器用品：仪器：电流表、导线、小烧杯。
药品：稀硫酸、铜片、锌片。
学生自备：苹果（西红柿）
设计流程：
（一）课前学习：
1、旧知回顾，复习氧化还原反应
2、自主学习：能源分类及火电站工作原理
（二）课堂学习：
1、思考交流锌与稀硫酸反应电子转移情况
2、小组合作完成实验
Cu
Zn
稀硫酸
先向小烧杯中倒入约30ml稀硫酸，然后将锌片和铜片分别连接在和电流表相连的导线上，再将锌片和铜片一起放入盛有稀硫酸溶液的小烧杯中
3、小组讨论
(1) 根据提示谈论出现上述实验现象的原因
（三）归纳总结：
①原电池概念：原电池：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
②原电池组成：外电路：导线、电流表；内电路：正负电极、电解质溶
液。
③原电池工作原理：
（a）外电路中：电子从负极经过导线流向正极；
（b）内电路中：负极，失电子（带正电荷）发生氧化反应；
正极，得电子（带负电荷）发生还原反应；
阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
负极反应：Zn-2e-=Zn2+
正极反应：2H++2e-=H2↑
总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
(2)根据原电池原理分析下列装置能否形成原电池并解释原因
以此归纳原电池形成的条件
(a)两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电
极。
比较活泼的金属做负极，相对不活泼的金属、石墨等做正极
(b)电解质溶液。
(c)电极用导线相联构成闭合。
现象
铜片
表面＿＿＿气泡产生
电流表指针
（d）有一个自发的氧化还原反应。
（四）巩固练习（题见学案）
（五）趣味实验：小组合作完成水果原电池实验
（六）板书设计：
1、原电池概念：原电池：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、原电池组成：外电路：导线、电流表；内电路：正负电极、电解质
溶液。
3、原电池工作原理：
（a）外电路中：电子从负极经过导线流向正极；
（b）内电路中：负极，失电子（带正电荷）发生氧化反应；
正极，得电子（带负电荷）发生还原反应；
阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
负极反应：Zn-2e-=Zn2+
正极反应：2H++2e-=H2↑
总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
4、原电池形成的条件
(a)两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电
极。
比较活泼的金属做负极，相对不活泼的金属、石墨等做正极
(b)电解质溶液。
(c)电极用导线相联构成闭合。
（d）有一个自发的氧化还原反应。
（七）作业布置：
1、课后探究
2、课后习题
教学反思：本节课通过教师引导、学生讨论、分组实验的形式展开。激发了学生的学习兴趣，同时也锻炼了学生的动手能力，学生学习效率较高。
学生通过对原电池工作原理的讨论对很自然的就判断出原电池的
正、负极。在以后的教学中要注重学生的讨论和分组实验，激发学
生学习兴趣，提高学习效率。
附学案设计：
课前学习：
1、旧知回顾：
（1）以镁和稀硫酸反应为例分析
①该反应是否为氧化还原反应＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
②＿＿＿元素的化合价升高，＿＿＿电子，被＿＿＿，称为＿＿＿剂；
硫酸中＿＿＿元素化合价降低，＿＿＿电子，被＿＿＿，称为＿＿＿剂。
③氧化还原反应的本质＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
2、自主学习：
（1）能源的分类：一次能源＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（举例）
二次能源＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（举例）
（2）看课本40页图2-8了解火电站工作原理
燃料燃烧（＿＿＿能转化为＿＿＿能）→加热水使水汽化为蒸气推动蒸汽轮机（＿＿＿能转化为＿＿＿）→带动发电机发电（＿＿＿能转化为电
Cu
Zn
稀硫酸
能）
课堂学习：
探究在不同条件下将锌片、铜片放入硫酸中出现不同现象的原因
1、思考交流
（1）根据初中所学的知识填写表格将锌片和铜片分别放入稀硫酸中锌
（2）写出锌与稀硫酸反应的化学方程式及离子方程式
（3）锌与稀硫酸的反应是氧化还原反应吗？如果是请分析①哪种物质发生氧化反应，哪种物质发生还原反应？②电子是如何转移的
2.小组合作完成实验
先向小烧杯中倒入约30ml稀硫酸，然后将锌片和铜片分别连接在和电流表相连的导线上，再将锌片和铜片一起放入盛有稀硫酸溶液的小烧杯中
3.小组讨论
（1）从电子转移的角度分析出现实验2中现象的原因（提示：溶液中的电阻远大于导线中的电阻，电子沿导线流动；离子在溶液中自由移动）
（2）根据原电池原理分析下列装置能否形成原电池并解释原因
现象原因
铜片表面＿＿＿气泡产生
锌片表面＿＿＿气泡产生
现象
铜片
表面＿＿＿气泡产生
电流表指针
归纳总结：
化学能转化为电能
1、原电池：将＿＿＿＿＿能转化为＿＿＿＿能的装置叫做原电池。
2、原电池的组成：外电路：＿＿＿＿＿＿＿＿；内电路：＿＿＿＿＿＿
＿。
3、原电池工作原理：
（1）外电路中：电子从＿＿＿极经过＿＿＿流向＿＿＿极；
（2）内电路中：负极，＿＿＿电子（带＿＿＿电荷）发生＿＿＿＿
反应；
正极，＿＿＿电子（带＿＿＿电荷）发生＿＿＿＿反应；
阳离子向＿＿＿极移动，阴离子向＿＿＿极移动。
负极反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
正极反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
总反应：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
4、原电池形成的条件：
①两种活泼性不同的＿＿＿＿（或一种金属和另一种非金属导体）构成
电极。
比较活泼的金属做＿＿＿极，相对不活泼的金属、石墨等做＿＿＿＿极
②＿＿＿＿＿＿溶液。
③电极用导线相联构成＿＿＿＿＿＿。
④有一个自发的＿＿＿＿＿＿反应。
巩固练习：
1．对于原电池的电极名称叙述有错误的是()
A．发生氧化反应的为负极
B．正极为电子流入的一极
C．比较不活泼的金属为负极
D．电流的方向由正极到负极
2、下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是（）
3、比较金属的活动性强弱
原电池中，一般活动性强的金属为极，活动性弱的金属为极。例如有两种金属A和B，用导线连接后插入到稀硫酸中，观察到A极溶解，B极
上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A B。
4、下列关于原电池的叙述中，正确的是()
A．负极发生的电极反应是还原反应B．能将化学能转化为电能C．工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极
D．电极只能由两种不同的金属构成
5、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。
若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c 极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为： ( )
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
6、类比锌铜原电池的原理，根据如下装置图回答下列问题
现象：铜片，铁片。
电极反应：负极
正极
总反应
课后探究
7、设计原电池利用Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag
（1）画出装置图
（2）负极反应：
（3）正极反应：
8、收集资料，解释水果原电池形成的原因