高中化学必修二学案:化学能转化为电能
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化学能转化为电能教案(推荐五篇)第一篇:化学能转化为电能教案《化学能转化为电能》教案【引入】在上课伊始,先请大家观看一个最近网上热传的实验-小马达实验。
【演示】小马达实验(用展台)【教师】是什么使得小马达转动起来的呢?【学生】电池【教师】电池释放的电能来自哪里?今天我们就将循着科学家们的足迹,通过实验再一次去探究电池的起源及其工作原理。
请同学们根据学案上的要求完成【实验探究一】,将实验现象记录在表格中,并根据提示思考、讨论学案上的两个问题。
【学生】做实验、思考、讨论【教师】现在找一位学生代表向大家报告你所观察到的实验现象【教师】通过实验,大家共同分析产生如此现象的原因何在。
锌片上为何产生气体?因为锌是一种比较活泼的金属,能从酸中置换出氢来。
铜上无气泡是因为铜与酸不反应。
连接导线后,铜上却有气泡了为什么呢?这个问题大家就打个大问号,放在这,先看下一个实验现象。
电流表转动了说明有电流产生。
以上实验中看到的现象早在1799年就被意大利物理学家伏打捕捉并加以研究,从而发明了世界上第一个把化学能转化为电能的装置-伏打电池,即原电池。
【板书】一、原电池【教师】为了更好的解释这两个现象,我们可以借助学案上的第一个问题。
铜与稀硫酸不反应,但与锌片连接后,铜片上有气泡产生,气体最可能是什么?是由什么粒子转化而来?该粒子所得到的电子最可能是谁提供的?【学生回答】气体是氢气,由氢离子转化而来……锌铜用导线相连后,锌失去电子形成锌离子进入溶液,因为锌失去电子,发生什么反应?氧化还是还原?锌片的周围有许多来不及扩散到溶液中去的锌离子,锌离子对氢离子有排斥作用,使氢离子很难在锌片上直接得到电子。
失去的电子经过导线流入铜片,铜片周围的氢离子得电子生成氢气。
铜片附近溶液的氢离子减少了,锌片附近溶液中增加的锌离子就会向铜片附近游动,硫酸根离子向锌片附近游动。
从而使电极和溶液形成了一个电流回路。
其中锌片是流出电子的一极,铜片是流入电子的一极。
《化学能转化为电能》教学设计一、设计意图本节知识是苏教版化学《必修2》专题三化学反应与能量变化第三单元化学能与电能的转化中“化学能转化为电能”一节。
教材把化学能与电能转化联系起来,让学生认识到能源科学的发展与化学科学的发展息息相关。
学生在学习本节内容之前已经掌握氧化还原反应的本质及化学反应中存在的能量的转化,这为学习本节内容奠定了重要的知识基础。
我所在的学校是厦大附中,学生的思维普遍活跃,想法大胆又创新,具备一定的自主探究能力。
在教学中,首先利用水果电池可以使音乐芯片发声,创设问题情境“为什么水果能产生电能”导入新课,激发学生的探究欲望。
其次,对原电池工作原理的学习,涉及到较多的抽象思维概念,学生理解起来较为费力。
通过设计小组探究实验,引导学生在实验探究中发现问题:化学反应过程中会产生电能。
再借助动画演示形象地分析原电池的工作原理,帮助学生更快更深刻地理解原电池的工作原理。
并且进一步引导学生进行分组实验探究原电池的构成条件,有效地反馈学生的学习情况,从而逐步培养学生的动手实验能力和养成学生良好科学探究态度。
二、教学目标1、知识与技能:①通过实验探究,知道化学能可以转化为电能;②理解原电池的工作原理和掌握原电池的构成条件;2、过程与方法:利用实验探究、小组交流讨论学习原电池的原理和构成条件。
3、情感态度与价值观:通过实验探究、小组分工合作,逐步培养严谨细致的科学态度和质疑精神。
三、重点难点【教学重点】原电池的工作原理和构成条件【教学难点】原电池的工作原理和构成条件四、教学方法教法:启发法、讲授法、多媒体辅助学法:自主学习、实验探究、小组合作相结合五、仪器药品仪器:点滴板、胶头滴管、烧杯、导线、电流计、砂纸、滤纸、镊子药品:硫酸铜溶液、稀硫酸溶液、无水乙醇、氯化铁溶液、Zn片、Cu丝、Fe丝、铅笔芯六、教学过程小组探究实验(二)学生描述电子和离子的移动方向,并分析原因。
学生思考并记录学生小组探究实验二指针偏向干电池正极,所以刚才的分析正确。
第1课时化学能转化为电能本内容选自人教版高中化学必修2《化学反应与能量》第二章第二节第一课时。
教学对象为某城镇重点中学普通班学生。
一、教学设计思路分析1、教材分析本节课的地位和作用:从知识体系看,原电池原理是在氧化还原反应知识基础之上发展起来的一种重要基础理论,是中学化学课程标准中的重要内容之一,也是中学化学中的重要基础理论之一。
通过对初中化学和高一化学的学习,学生已对“化学与能源”的问题有了初步的认识,今后还要选修“化学反应原理”这一模块,将进一步学习原电池、化学反应与能量、金属的腐蚀和保护这些内容。
因此,学习本节知识,不但可加深对氧化还原反应、化学与能量等知识的理解,为学习更深层次的电池理论奠定基础,而且还可提高学生生活能力和科学素养。
教学重点:原电池的工作原理和构成条件。
教学难点:如何通过原电池实验探究,使学生从电子转移角度理解化学能转化为电能的本质2、学情分析学生已具备一定的认知水平和观察能力,思维活跃,好奇心、求知欲强,已有了初步的实验操作能力和分析能力。
学生已经学习了金属的性质、电解质溶液、氧化还原反应等知识,为学习原电池原理及构成条件奠定了基础。
但是,学生的“抽象”思维能力还不够,因此要加强实验教学,丰富学生感性认知,以促进学生理性认识能力的不断提高。
3、教学设计重点及基本思路采用“质疑导课→实验探究→新知应用与实践检验→总结与知识拓展”的教学模式,突出探究原电池的构成条件和原电池原理,用化学检验和电流计检测的方法论证电子转移方向,促进学生对原电池原理的理解。
二、教学方案设计1、教学目标知识与技能:通过实验探究,理解原电池原理,初步掌握原电池的构成条件,并能正确判断原电池的正负极以及书写电极反应方程式;过程与方法:通过实验探究,经历研究过程,体验研究方法;通过交流与合作,比较与归纳等教学形式,掌握学习化学的方法。
情感态度与价值观:认识到生活中存在化学,并能初步运用化学知识认识和解决生活中的简单问题2、教法和学法指导问题讨论法、对比法、归纳法3、教学模式4、课前准备分组准备:每组6人(学优学困情况相当),每组1名组长。
实验活动6 化学能转化成电能[实验探究]一、实验目的1.理解氧化还原反应在化学能转化成电能过程中的作用,体会化学的价值。
2.认识原电池的构成要素及其作用。
二、实验用品1.试剂:锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸。
2.仪器:导线、烧杯、电流表。
三、实验方案设计1.将电极材料用导线直接与电流表连接观察是否有电流产生。
2.将电极材料插入电解质溶液中,观察实验现象。
3.将不同电极材料制成不同的原电池装置,根据实验现象确定正、负极。
四、实验方案实施1.电极材料实验(1)按图用导线将电流表分别与锌片、铜片相连接,使锌片与铜片接触,观察电流表指针是否发生偏转;用石墨棒代替铜片进行上述实验。
观察并记录实验现象。
(2)按如图所示的装置做实验,记录实验现象并解释原因。
2.原电池实验按如图所示的装置实验,选择不同的电极材料,以及稀硫酸,导线和电流表,组装原电池,试验其能否产生电流,记录实验现象并解释原因。
五、问题和讨论1.结合实验分析,组装原电池的操作注意事项有哪些?提示:电极材料活动性不同,且能与电解质溶液发生氧化还原反应;电极可用导线连接或直接接触。
2.根据以上实验,说明原电池的工作原理。
提示:原电池工作时在负极和正极上分别发生氧化反应和还原反应,电子从负极通过导线流向正极,溶液中的阳离子(H+)从负极移向正极,阴离子从正极移向负极,构成闭合回路产生电流,使化学能转化为电能。
3.结合实验分析,原电池的构成条件或要素。
提示:①原电池反应是自发的氧化还原反应;②有两个活动性不同的电极;③将两个电极插入电解质溶液(或熔融电解质)中;④形成闭合回路。
[实验专练]1.(2020·山东烟台月考)在如图所示的8个装置中,属于原电池的是( A )A.④⑦B.③④⑤C.②④⑧D.①④⑥解析:①中只有一个电极,不能形成原电池;②、⑥中两电极未相连,没有形成闭合回路,不能形成原电池;③、⑧中电极相同,而且没有形成闭合回路,不能形成原电池;⑤中酒精不是电解质溶液,没有形成闭合回路,不能形成原电池。
化学能转化为电能教案教案标题:化学能转化为电能教案教案目标:1. 了解化学能转化为电能的基本原理和应用。
2. 掌握化学能转化为电能的实验方法和步骤。
3. 培养学生的实验设计和数据分析能力。
4. 培养学生的团队合作和沟通能力。
教案步骤:引入活动:1. 利用生活中的例子引导学生思考化学能转化为电能的现象,比如电池、燃料电池等。
2. 引导学生思考化学能转化为电能的重要性和应用领域。
知识讲解:1. 介绍化学能和电能的概念,以及它们之间的转化关系。
2. 解释化学能转化为电能的基本原理,包括化学反应中的电子转移和电势差的产生。
3. 介绍常见的化学能转化为电能的装置和原理,比如电池、燃料电池等。
实验演示:1. 呈现一个简单的化学能转化为电能的实验演示,比如铜锌电池实验。
2. 解释实验步骤和原理,引导学生观察实验现象并记录数据。
3. 引导学生分析实验数据,讨论化学能转化为电能的效率和电压等因素。
实验设计:1. 将学生分成小组,要求他们设计一个能够将化学能转化为电能的实验。
2. 引导学生思考实验的目的、材料、步骤和预期结果。
3. 指导学生进行实验,并帮助他们解决实验中可能遇到的问题。
实验报告:1. 要求学生撰写实验报告,包括实验目的、材料、步骤、数据记录和结果分析。
2. 鼓励学生在报告中提出改进实验的建议,并讨论实验的局限性和可能的误差。
课堂讨论:1. 组织学生进行课堂讨论,分享他们的实验结果和观察。
2. 引导学生分析不同实验设计的优缺点,并讨论化学能转化为电能的应用前景和挑战。
总结回顾:1. 总结化学能转化为电能的基本原理和应用。
2. 强调学生在实验中培养的实验设计、数据分析和团队合作能力。
3. 鼓励学生将所学知识应用到实际生活中,并思考未来的科学研究和技术发展方向。
教案评估:1. 观察学生在实验中的表现,包括实验设计、数据记录和结果分析。
2. 评估学生的课堂参与和讨论能力。
3. 评估学生撰写的实验报告,包括实验目的、步骤、数据记录和结果分析的准确性和完整性。
化学:2.3.1化学能转化为电能教案(苏教版必修2)[教学目的] (1)通过实验和实例了解化学能与电能的转化关系。
(2)初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
[教学重点] 认识原电池概念、原理、组成及应用。
[教学难点]通过对实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。
[教学方法] 实验探究法——通过实验,分析、讨论、思考、交流、归纳、小结。
[教具准备] 1.铁丝、铜丝、锌片、铜片、石墨棒、稀硫酸、CuSO4溶液、ZnSO4溶液,乙醇、西红柿(或其他水果),灵敏电流计、烧杯、导线 2.多媒体课件[引入新课]下面我们在前人研究的基础上来探究化学能与电能之间是如何转化的?火电站工作原理示意图分析思考与交流化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。
要使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转化为电能,把可产生的电能以化学能的形式储存起来,就要设计一种装置。
将化学能直接转化为电能,高效利用燃料、不浪费能源、开发出高能清洁燃料?[讲授新课]实验探究 [实验2-4]实验1:把一块锌片和铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯里。
实验2:用导线将锌片和铜片连接起来。
实验3:在导线中接入一个灵敏电流计。
交流与讨论(组织学生小组讨论并回答)1、锌和稀H 2SO 4直接反应的实质是什么?2、什么原因造成实验1和实验2中的现象的不同?3、铜片与稀硫酸不反应,锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,为什么在铜片表面有气泡产生?你认为这种气体可能是什么?锌片和铜片上可能分别发生什么反应?如何证明?4、灵敏电流计的指针发生偏转,偏向何方?你如何解释这一现象?分析 灵敏电流计指针偏转→有电流产生→产生电能→化学能转化为电能的装置→原电池。
分析 原电池的微观原理启发归纳 在原电池中,从不同角度判定电极名称 1.指针偏向哪一极,该极为正极,另外一极为负极。
2.从电极材料,金属活泼性判断。
3.相对活泼金属为负极,相对不活泼金属为正极。
化学能转化为电能(教学设计)一、内容及其解析1.内容:这是一堂关于化学能转变成电能的知识。
2.解析:使学生初步认识原电池的概念、原理、组成条件、电极名称、电极反应和总反应及原电池的应用。
二、目标及其解析1.目标:(1)通过学习,认识化学能可以转化为电能。
(2)通过实验探究,理解化学电池的工作原理。
(3)通过实验探究,掌握原电池的构成条件。
【学习重点】化学电池的工作原理和构成条件。
2.解析(1)通过实验探究理解原电池的概念、原理、组成条件、电极名称、电极反应和总反应及原电池的应用。
(2)通过反应物之间电子转移的探究,理解原电池的形成是氧化还原的本质的拓展和应用。
学习重难点:化学电池的工作原理和构成条件。
三、教学问题诊断分析本节课由于涉及抽象的微观粒子,学生理解起来比较困难,教学中除了通过实验帮助学生理解有关知识外,还用了大量的模拟动画帮助学生理解实验现象,通过实验探究和小组讨论、总结解释实验现象、得出结论、应用结论解决问题的过程,激发了学生学习化学的兴趣,。
四、教学支持条件分析投影仪、多媒体、实验五、教学过程设计(一)教学基本流程(二)教学情景【情境导入】城市夜景,引出电能。
教师:使用最多的是那种能源?学生:电能教师:电能也叫电力。
随着科学技术的不断发展,越来越多的电器进入到我们的生活中,它们的工作过程中都要使用电能,电能已经成为当今社会中应用最广泛、使用最安全,而且污染最小的二次能源。
(简单介绍:能源的分类。
教师:电能是如何产生的呢?通过前面的学习,我们知道化学能可以转化成热能,那么化学能是否也可以转化成电能呢?这一节课我们就一起来探讨一下化学能和电能的转化。
【板书】化学能转化为电能教师:首先,请一位同学读一读本节课的学习目标。
学生读完,教师强调重点:化学电源的工作原理。
【问题】同学们你知道有哪些发电方式?【投影】水力发电、风力发电、核能发电和火力发电图片。
老师:在我国的发电总量构成中,火力发电因原料丰富,价格低廉而占比最大,那么火力是怎么转化为电能的呢?了解一下火力发电的原理。
高中化学《化学能转化为电能》教案一、教学目标1.了解化学能转化为电能的原理及其应用。
2.掌握化学电池的基本结构和工作原理。
3.了解电化学反应中离子在电极上的沉积和析出过程。
二、教学重点化学电池的基本结构和工作原理三、教学难点电化学反应中离子在电极上的沉积和析出过程四、教学内容1.化学能转化为电能的原理及其应用(1)化学能转化为电能的原理化学电池是一种将化学能直接转化为电能的装置。
其中一个金属或金属离子接受或捐赠电子,在电解质中发生氧化还原反应,在电子流的作用下,这些电子沿导体流动,并在另一个金属或金属离子上返回原来的反应中,从而形成了电池的工作电势差。
(2)化学能转化为电能的应用电池具有广泛的应用,例如:a.干电池:是我们日常生活中最常见的电池,由一个负极和一个正极组成,内部充满着酸性电解质,可以提供较小的电流,用于一些小型电子设备等。
b.蓄电池:是一种可以充电的电池,通常用于车载电源、太阳能电池板储能等。
c.燃料电池:是一种以氢气为燃料的电池,可将化学能转化为电能,也可以直接向其它都设备供电。
2.化学电池的基本结构和工作原理(1)化学电池的基本结构通常由两个半电池组成,每个半电池由一个电极和一个电解质组成。
电极可以是金属或半金属,电解质可以是液态或固态,可以是无机盐、有机液体或聚合物等。
(2)化学电池的工作原理化学电池将半反应分开进行反应,一个半反应发生在其中一个半电池中,另一个半反应则发生在另一个半电池中,两个半反应的电子流通过电路连接,并通过外部运动发生热能、光能等形式的能量转化。
3.电化学反应中离子在电极上的沉积和析出过程电化学反应中,离子在电极上的沉积和析出过程也是十分重要的。
一般来说,在阳极上,离子释放电子,被氧化成原子或离子,例如金属被氧化成离子;在阴极上,离子接受电子,被还原成原子或离子,例如离子被还原成金属。
在一些特殊的情况下,离子还可以通过电解质浓度的变化、温度变化、电位差等因素影响其沉积和析出的速度和性质。
第1课时化学能转化为电能教学目标:1、知识与技能目标(1)理解原电池原理,能正确书写电极反应方程式。
(2)掌握原电池的组成条件,能正确判断正负极。
2、过程与方法目标(1)初步学会利用建立化学模型解决实际复杂问题。
(2)在实验探究和问题探究中进一步体验科学探究的基本过程,学习科学探究的基本方法,提高科学探究能力。
3、情感态度和价值观目标(1)通过探究学习,体验科学严谨、积极实践的科学态度和勇于探索的科学精神。
(2)通过原电池的原理及形成条件的学习领悟现象与本质、一般与个别的辩证唯物主义观点。
教学重点:原电池的构成条件及化学原理。
教学难点:原电池的化学原理。
教学模式:实验探究模式。
教学手段:分组实验、讨论归纳、多媒体辅助教学。
教学过程:引入:看到课题,大家立刻联想到了电池。
电池作为一种简易的供电装备,已成为我们生活的必需品。
投影:各种电池。
引入:小到手电筒、电子表、手机、数码相机,大到电动车、汽车、飞机、宇宙飞船,处处可见电池的踪影。
那么,你研究过它们的结构吗?想过它们的供电原理吗?想不想知道新型电池的研发思路?今天我们就走入电池世界,探索电池的奥秘。
过渡:我们首先从最熟悉的锌锰干电池入手。
投影:锌锰干电池外形—剖面图—内部结构—化学模型引导:拨开外皮,看看干电池的内部结构。
干电池有两个电极——正极和负极,分别是石墨和锌皮,填充物复杂,为了便于研究,我们将电池中的结构转化为一个化学模型。
化学模型要包括电池的本质要素。
结合干电池,联想你见过的电池,思考它们在结构上和功能上的共同之处。
提示:电池上的共同标识?电池为什么会产生污染?电池何时才能供电?有正极和负极,两极之间有填充物,选择适当的容器容纳它们,同时,电池分别以正负极连上用电器才能供电,因此,要把两个电极连接起来。
现在,我们就建构出这样的一个化学模型。
在这个装置中,要有电流产生。
为检测电流,可以连上电流计。
现在,有下列物质,请通过实验判断哪些物质组成的装置能产生电流。
苏教版高中化学必修二《化学能转化为电能》【创新教案】第3单元化学能与电能的转化课时1化学能转化为电能一、学习目标1.了解常见的化学能与电能的转化方式。
2.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。
3.理解原电池的工作原理,掌握原电池的构成条件,正确书写简单原电池的电极反应和总反应。
4.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、设计思路学生对“电”有着较丰富的感性认识。
充分利用学生已有的经验,以及电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识,调动学生主动探索科学规律的积极性。
通过实验探究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。
本课从日常生活中常见的电池入手,通过各种电池的展示,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。
引导学生通过简单的氧化还原反应验证这一假设。
通过锌、铜与硫酸的简单组合,体验电流的产生。
引出原电池的概念。
再利用分组实验的方式探究原电池的工作原理、构成条件。
同时从电子转移的方向确定原电池正极、负极,电极上发生的反应,并写出电极反应式、电池总反应。
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【创设情景】展示图片:生产、生活都离不开电。
我们平时所用的手电筒、计算器、手机、笔记本电脑、电子表等都需要用到电池。
这些电池是怎样产生电流的呢?【板书】一、化学能转化为电能1.电池是怎样工作的【活动与探究】同学以小组为单位完成实验,分析原因。
新课标人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》第一课时教学设计教学目标1、知识与技能:①理解并掌握原电池原理。
②通过实验提高学生设计能力、观察能力、动手能力及思维能力。
2、过程与方法:①通过教师创设问题情境、学生进行实验探究,帮助学生自主建构原电池概念,理解和掌握原电池原理。
②通过化学史实引导学生以问题为中心发现问题、解决问题的学习方法。
3、情感态度与价值观:①通过原电池的发明、发展史,培养学生实事求是、勇于探究、创新的科学态度。
②体验科学探究的艰辛与愉悦,增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。
教学重点和难点教学重点:初步认识原电池概念、反应原理、构成及应用。
认识化学能转化为电能对现代化学的重大意义。
教学难点:通过对原电池实验的探究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。
教学过程、教学环节二、教学过程【知识回归】【多媒体】展示视频“手机没电以后”(橙子电池给手机充电视频)。
【学生活动】自己组装番茄原电池,体验原电池产生电流的过程。
【教师引导】引入本课内容,展示教学目标【教师展示】多媒体展示第一组实验探究【学生活动】完成下列实验探究,记录实验现象,思考问题【教师讲解点拨】1、讲解原电池的发现历史,让学生体会科学探究的过程。
2、给予提示:四点提示【学生活动】分组讨论 问题1:原电池的定义是什么?问题2:铜锌原电池原理:①Zn 片做什么极,发生什么反应,电极反应式是什么? ②Cu 片做什么极,发生什么反应,电极反应式是什么?③写出电池反应总方程式。
④外电路中电子的流向是怎样的?⑤溶液中有哪些离子?阴、阳离子移离子的移动方向分别是怎样的?【指定展示】指定同学到黑板展示学案要求内容【学生点评】指定小组派出代表到黑板前点评讲解原电池原理【点评提升】教师点评,点拨讲解【设计意图】锻炼学生总结推理能力,由实验获得理论知识,获取探究的乐趣。
(本部分内容学生课前进行了自学,课上又通过实验验证和小组讨论,因此相信学生能基本讲解清楚)。
化学能转化为电能教学设计一、教学思路与设计本节课属于电化学的内容,学生第一次接触到电化学理论会接受起到会比较困难。
根据课标要求:要学生能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用,并能用生活中的材料制作简易电池。
要求从知识角度上不高,在化学选修中还会继续学习。
所以在设计这节课的主要以提升学生学习兴趣为主不拓展太多内容。
在课的引入时,我借用学生在生活中接触很多的不同面值的硬币和面巾纸来完成。
通过用灵敏电流表来测试硬币原电池的电流,来激发学生的学习兴趣和热情和提高参与度,同时也为学生提出问题如何解释电流产生的原因。
为下一个环节提供了铺垫,为了更好的解释电流产生的原因给学生提供铜锌原电池的材料让学生按照发给学案内容完成书上的实验内容,并记录现象。
做完实验交流结果,引出原电池的概念原理和氧化还原反应之间的关系及书写铜锌原电池的电极反应。
通过投影生活中常见的案例练习来巩固原电池的概念理解,通过习题讲述原电池的应用。
实验探究分析课前硬币发电实验中如何利用电流表确定正负极,及哪种材料更为活泼,让学生知道化学就在身边和在生活中的应用。
最后讨论交流钢铁的腐蚀完成吸氧腐蚀的内容,这部分以了解为主不拓展太多。
二、三维目标知识与技能:1.通过实验探究,认识化学能可以转化为电能,初步认识原电池反应的原理。
2.了解常见的化学电源及其应用。
过程与方法:1.通过电能转化为化学能的实例——电解和电镀的教学活动,了解电解和电镀的重要应用。
2.通过反应物之间电子的转移的探究,理解原电池的形成是氧化还原反应的本质的拓展和运用。
情感态度与价值观:1.利用伏打电池发明的事例,激发学生学习和发明创造的欲望。
2.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。
三、重点难点教学重点: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。
高一化学教学案(11)
专题2 化学反应与能量转化
第三单元化学能与电能的转化
化学能转化为电能
班级:学号:姓名:
【学习目标】
1、初步认识原电池的原理和一般构成条件;
2、培养学生的实验操作能力、观察能力、科学的学习方法和创造性思维和探究能力,以及提出问题、分析问题和解决问题的能力;
【知识梳理】
一、化学能转化为电能
(一)原电池原理探究(进行下列实验记录在下表中):
1、将一块锌片和一块铜片分别插入装有稀硫酸溶液的烧杯中,观察实验现象。
2、将一块锌片和一块铜片同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中,观察实验现象。
3、用导线把锌片和铜片连接,再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中,观察实验现
象。
4、在锌片和铜片之间连接一个电流计后,再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中,
①电流表指针为何会发生偏转?
②电子从何而来?
③铜片上产生的气泡是如何形成的呢?
原电池的定义:我们称_____________________________________的装置为原电池。
(二)原电池工作原理
以Zn、Cu原电池为例
项目Zn Cu
电极反应
电子得失
反应类型
电极性质
总反应
能量转化
(三)原电池的构成条件
1、能自发地发生_____________反应。
2、两个电极,其中一个相对较___________的金属为负极,另一个相对较__________的金属或非金属导体为正极。
两个电极直接或间接地连接在一起,并插入电解质溶液中去。
3、必须是____________________溶液。
4、形成闭合回路。
说明:
①构成原电池的四个基本条件是相互联系的,不能孤立、片面地理解,在四个基本条件当中,氧化还原反应是核心;
②判断某装置是否为原电池,要以构成原电池的基本条件为判断标准,不能仅凭装置的外形下结论;
③构成原电池的基本条件是进行原电池设计的基本依据。
(四)原电池原理的应用
1、设计各种实用电池,使其具有节约能源、方便、环保等优点以满足人类需要及可持续发展的要求。
讨论:在一块表面无锈的铁片上滴上一大滴含酚酞的
食盐水后可以看到液滴逐渐呈现红色,并慢慢形成褐色的
锈斑。
这是为什么?试说明产生此现象的原因?
2、金属的腐蚀及防护
吸氧腐蚀析氢腐蚀
负极反应
正极反应
总反应
铁锈的形成: F e(O H)2 F e(O H)3F e2O3·x H2O
【典例分析】
例1.在用Zn片、Cu片和稀硫酸组成的电池装置中,经过一段时间工作后,下列说法中正确的是()
A .锌片是正极,铜片上有气泡产生
B .电流方向是从锌片经导线流向铜片
C .溶液中的阳离子向正极移动
D .电解液的PH 值逐渐减小
例 2.实验中欲快速制得H 2 , 最好的方法是 ( )
A .纯锌与稀硫酸
B .纯锌与浓硫酸
C .纯锌与稀盐酸
D .粗锌(含铜杂质)与稀硫酸 例 3.下列哪些装置可以构成原电池?并写出电池总反应。
逐一分析不能构成原电池装置的原因。
例 4.把a 、b 、c 、d 4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,d 极上产生大量气泡;a 、c 相连时,电流由c 经导线流向a ;b 、d 相连电子由d 经导线流向b ,则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为 ( ) A .a >b >c >d B .a >c >d >b C .c >a >b >d D . b >d >c >a
例 5.将铜片与锌片连接后浸入稀硫酸中构成原电池,当导线上通过6.02×1023
个电子时,锌失去电子 mol,锌片质量减少 g,铜片表面析出气体 L(标况). 【思维训练】
1.某原电池的总反应的离子方程式是: Zn +Cu 2+=Zn 2+
+Cu
依据此反应设计的原电池的正确组合是 ( ) 2.已知空气-锌电池的电极反应:
锌片:Zn -2OH --2e - = ZnO + H 2O ,石墨:1/2 O 2+H 2O +2e - = 2OH - 据次推断锌片是 ( )
A.负极,被氧化
B.负极,被还原
C.正极,被氧化
D.正极,被还原 3.关于原电池的下列说法中错误的是
( )
A.原电池是一种将化学能直接转化为电能的装置
B.电子流出的一极为负极
C.原电池中,正极发生氧化反应
D.比较不活泼的一极为正极
正极 负极 电极同时浸入
A Cu Zn 稀盐酸
B Zn Zn 硫酸铜溶液
C Cu Zn 氯化铜溶液
D Cu Zn 四氯化碳
硫酸铜 A A Zn Cu 稀硫酸 B A
Zn C
酒精 D A Zn Cu 稀硫酸 E A Zn Zn 稀硫酸
C
Zn Cu A
稀硫酸 F Cu Zn
4.将铜棒和锌棒用导线连接插入CuSO4溶液中,当导线中有0.2mol电子通过时,负极质量的变化是
()
A.增加6.5g
B.减少6.5g
C. 增加6.4g
D. 减少6.4g
5.根据下列事实:①X+Y2+=X2++Y;②Z+2H2O(冷水)=Z(OH)2+H2↑;③Z2+的氧化性比X2+弱;④由Y、W做电极组成的原电池,电极反应为W2++2e-=W,Y-2e-=Y2+。
可知X、Y、W、Z的还原性由强到弱的顺序是
()
A.X>Z>Y>W
B.Z>W>X>Y
C.Z>X>Y>W
D.Z>Y>X>W
6.有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。
它依靠人体体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作。
下列推断不合理的是()
A.Zn是负极,电极反应式是2Zn-4e-=2Zn2+
B.Pt是正极,电极反应式是O2+4H++4e-=2H2O
C.在整个原电池反应中,Zn是还原剂,体液中的溶解氧是氧化剂
D.Pt的性质比Zn活泼
7.下列有关钢铁腐蚀的叙述正确的是 ( )
A.吸氧腐蚀时正极放出氧气
B.析氢腐蚀时正极放出氢气
C.化学腐蚀的速率超过电化学腐蚀的速率
D.析氢腐蚀比吸氧腐蚀普遍
8.X、Y、Z都是金属,把X浸入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出,X和Y组成原电池时,Y为电池的负极。
X、Y、Z三种金属的活动性顺序为
()
A.X>Y>Z
B.X>Z>Y
C.Y>X>Z
D.Y>Z>X
9. 试设计一个原电池,使其发生:Cu+2Ag+=2Ag+Cu2+。
则该原电池的负极材料是,负极电极反应为,该原电池的正极材料是,正极电极反应为,电解质溶液是。
【错题整理】。