化学电源(新课标公开课一等奖)
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1.3.2《化学电源》教学设计【教学目标】(一)知识与技能1、了解生活中常见的电池及它们各自的特点和应用。
2、了解常见电池的工作原理,初步学会电池正负极的判断方法,初步学会简易电池的制作。
3、了解电池在处理上存在的问题及电池应用的前景。
(二)过程与方法1、通过学生自己制作水果电池,培养学生动手操作能力及学以致远的思想。
2、通过学生自己解剖一节干电池来帮助学生认识干电池的构造及工作原理,激发学生学习的热情,提高他们的课堂参与度。
3、通过以电动车用的铅蓄电池实物展示,化抽象为具体,提高学生的兴趣和注意力。
(三)情感态度与价值观1、课前让学生查阅资料了解化学电源发展史,讨论电池的功与过。
并结合实际谈谈生活中如何减少电池造成的污染,来培养学生热爱科学的品质和环保意识,理解科学技术对人类发展的重要性。
2、利用课堂内学习探究与课堂外调查相互结合的方式,使学生用辩证的思想分析科学对人类的双重影响,形成较为客观、正确的能源观,培养了学生查阅资料,利用文献的科学探究能力。
【教学重难点】1、电池正负极的判断及简易电池的制作。
2、通过课外查资料与课内学习探究相结合,培养学生科学素养的养成。
【教学方法】查阅文献、交流讨论、分析归纳。
【教学过程】【复习】原电池的构成【复习】根据原电池的反应原理,能否制作简易电池。
提供素材:铜片、锌片、橙子、导线及其它实验仪器。
学生动手制作:水果电池【演示实验】在一瓣橘子上相隔0.5 cm分别插一小段铜片和铝片,把铜片和铝片的另一端通过导线接触耳机的两极,试试能否听到“嘎嘎”声。
能够从耳机中听到“嘎嘎”声,说明了什么?用其他金属、水果、液体再试一试。
【过渡】人们依据原电池的反应原理,发明并制造了许多化学电源,而且这些化学电源不仅在生活中得到了广泛的应用,还在高科技领域及航天技术中也是不可缺少的,请同学们举例身边的电池。
学生举例:教师讲述:干电池是我们生活中最常见的电池,你们知道它的内部结构和工作原理吗?学生活动:解剖自带一节锌锰干电池提出问题:1、干电池的电极材料分别是什么?你是怎样判断出来的?2、干电池中的黑色物质是什么?糊状物质是什么?3、干电池是如何工作的?4、若处理不当,废干电池会给人类的环境带来什么影响?讲述:负极是锌筒,正极是碳棒,黑色物质是MnO2,糊状物质为NH4Cl电极反应式:负极:Zn-2e-+4NH3=[Zn(NH3)4]2+正极:2NH4++2e-+2MnO2=2NH3+2MnO(OH)总反应式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=Zn(NH3)2Cl2+2MnO(OH)(注:1、电极反应式和总反应式无需学生记,只要了解即可,能根据总反应式推断出正负极材料是什么,正负极发生反应的是哪一种物质。
第四章电化学基础第二节化学电源天津市滨海新区大港第一中学商桂苹(一)指导思想与理论依据深化认识和优化思维品质是选修教学的重要目标,这一目标的完成应基于学生已有的认识,这就是必修中建立起的相关知识系统。
要创设实际问题情境,并在解决这一问题的过程中引导学生自主形成相应的程序和方法。
本节课的教学设计通过比较“化学电源”这一内容在必修和选修课程中的不同,分析学生在必修课程中已经建立的认知框架,寻找学生的“最近发展区”,围绕有一定难度的理论探究和实验探究活动,帮助学生在已有的知识基础上,对原电池为雏形发展起来的化学电源认识得到逐层发展。
(二)教学背景分析化学电源其实它不是一个简单的关于原电池的应用,它本身也反映了学科当中基于原电池的电化学的研究角度和视野。
化学电源这部分如果只做一个科普介绍,这其实是降低了化学电源这的教学价值。
特别是对于反应原理模块的化学电源,必须和原电池打通考虑,不能把它们变成孤立的内容。
或者说原电池就讲原理,化学电源就不讲原理,而只是知道、了解。
那样学原电池的功能就无法体现出来了。
其实化学电源是科学家研究原电池的直接目的,科学家正是用原电池的原理制作化学电源的,化学电源体现了原电池的研究价值。
对于学生来讲,要建立原电池和化学电源的关系,让学生体会到化学家是怎样用原电池去研究化学电源的。
原电池和化学电源基本构成一样,变的是哪部分,不同的化学电源之间又变化了什么。
尽管学生不能背下这些东西,但至少思路上学生可以连通了,他可以理解科学家开发化学电源的路径和方向。
(三)本课教学目标设计三维目标:深入理解原电池的工作原理基础上,通过理论探究明确碱性锌锰干电池和铅蓄电池的内部构造和工作原理,通过实验探究明确燃料的电池的工作原理,深化对原电池的认识,了解原电池发展到化学电源的复杂性。
学会书写简单化学电源的电极反应式,能根据具体的氧化还原反应设计简单的化学电源。
通过探究活动感悟科学家利用原电池原理设计化学电源的艰辛,体会化学家利用原电池原理研究化学电源的一般思路和方法,感受人类在开发利用化学电源中的思考与困惑,感悟人类对化学电源经历的实用性到绿色化再到可持续的认识发展过程,体会人与自然建立和谐共生关系的重要性。
《化学电源》教学设计●课标要求通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理,认识化学能与电能转化的实际意义及其应用。
●课标解读1.了解几种常见化学电源,一次、二次、燃料电池的工作原理。
2.正确书写有关电池的电极反应和电池反应。
●教学目标1.知识目标:(1)知道日常生活中常用的化学电源和新型化学电池;(2)认识一次电池、二次电池、燃料电池等几类化学电池;(3) 会书写常用化学电池的电极反应式及总反应式。
2.能力目标:培养学生观察、分析、整理、归纳总结、探究等能力。
3.情感、态度和价值观目标: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,初步形成较为客观、正确的能源观,增强学生的环保意识。
●教学重点难点重点:化学电源的结构及电极反应的书写难点:化学电源的结构及电极反应的书写●教学地位化学电池是依据原电池原理开发的具有很强的实用性和广阔的应用范围的技术产品。
本节的教学是理论知识在实践中的延伸和拓展,将抽象的理论和学生在日常生活中积累的感性体验联系起来,帮助学生进一步的深入认识化学电池。
简介了三种电池的基本构造,工作原理,性能和适用范围。
同时向学生渗透绿色环保的意识。
●新课导入建议当一个人的心脏跳动过慢时,医生会建议他安装一个心脏起搏器,借助化学反应产生的电流来延长生命。
该用什么材料制作这样的电池呢?经过科学家的长期研究,发明的这种电池叫做锂电池。
那除了这种电池外,还有其他的一些电池。
让我们一起来了解化学电源的多样性吧!●教学流程设计课前预习安排:(1)看教材P74页,填写【课前自主导学】中的“知识1,化学电池”。
(2)看教材P75~77页,填写【课前自主导学】中的“知识2,几种常见的化学电池”,并完成【思考交流】。
⇒步骤1:导入新课、本课时的教材地位分析。
⇒步骤2:建议对【思考交流】多提问几个学生,使80%以上的学生都能掌握该内容,以利于下一步对该重点知识的探究。
步骤6:先让学生自主总结本课时学习的主要知识,然后对照【课堂小结】以明确掌握已学的内容、安排学生课下完成【课后知能检测】。
正极:Ag2OH2O2e-=2Ag2OH-银锌电池充电和放电的总化学方程式为:ZnAg2O 2Ag ZnO4、锂电池:8Li+3SO2Cl2=6LiCl+Li2SO3+2S三、二次电池铅蓄电池负极:nO2作去极化剂(吸收正极放出的H2,防止产生极化现象,即作去极剂),淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两个电极的迁移速率。
1、普通锌锰干电池:负极:Zn - 2e-=Zn2正极:2NH4 2e-2MnO2= Mn2O32NH3↑+ H2O电池的总反应式为Zn 2NH4 2MnO2= Zn2 Mn2O32NH3↑+ H2O【讲】普通锌锰干电池的缺点:NH4Cl使锌外壳逐渐变薄,最后内部糊状的电解质会泄露出来。
所以我们对普通电池进行改进,制成碱性锌锰电池2、碱性锌锰干电池:负极(锌筒):Zn 2OH-—2e—= Zn(OH)2;正极(石墨):正极:2MnO22H2O2e-= 2MnOOH2OH-电池的总反应式为:Zn 2MnO22H2O= 2MnOOH Zn(OH)2正极生成的氨被电解质溶液吸收,生成的氢气被二氧化锰氧化成水。
干电池的电压1.5 V—1.6 V。
在使用中锌皮腐蚀,电压逐渐下降,不能重新充电复原,因而不宜长时间连续使用。
这种电池的电量小,在放电过程中容易发生气涨或漏液。
而今体积小,性能好的碱性锌—锰干电池是电解液由原来的中性变为离子导电性能更好的碱性,负极也由锌片改为锌粉,反应面积成倍增加,使放电电流大加幅度提高。
碱性干电池的容量和放电时间比普通干电池增加几倍。
根据投影讲解结构。
优点:比普通锌锰干电池好,比能量和储存时间有正极:PbO22e-4HSO42-=PbSO42H2O 蓄电池充电和放电的总化学方程式为:PbPbO22H2SO42PbSO42H2O。