人教版选修四第四章《电化学基础》《原电池》教学设计
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人教版高二年级化学选修4“原电池”教学设计刘勤勇学习任务3 寻找盐桥替代物评价任务3 进一步优化改进原电池,自主学习新知识,培养思维深刻性,发展诊断学生解决实际问题的能力和对化学价值的水平。
学生活动 设计意图3.练习巩固 学以致用学习任务4 完成练习,学以致用评价任务4 诊断并发展学生真实问题解决能力(孤立水平、系统水平) (2016浙江高考11题改编)金属(M )–空气电池(如图)具有原料易得、能量密度高等优点,有望成为新能源汽车和移动设备的电源。
该类电池放电的总反应方程式为:4M+nO 2 +2nH 2O=4M(OH)n 。
下列说法不正确的是____A .金属(M )电极是该电池的负极B .多孔电极上发生还原反应C .阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动,保持溶液中电荷平衡D .在M –空气电池中,为防止负极区沉积Mg(OH)2,宜采用中性电解质及阳离子交换膜4.获取信息,实践分析学习任务5 了解车用电池及工作原理,展望电池研究前景评价任务5 培养学生模型认知、科学态度与社会责任核心价值,发展科技转化为生产力的时候都会遇到问题,学生只有了解设计的前因后果,才能真正理解其中的化学原理。
学生在思考解决问题的时候体会化学是真实有用的。
小组合作,交流研讨分析寻找便捷有效的盐桥替代物,画出装置,进行分析化学学科价值的认识水平。
四、强化练习(2013江苏卷)Mg-H 2O 2电池可用于驱动无人驾驶的潜航器。
该电池以海水为电解质溶液,示意图如下。
该电池工作时,下列说法正确的是A .Mg 电极是该电池的正极B .H 2O 2在石墨电极上发生氧化反应C .石墨电极附近溶液的pH 增大D .溶液中Cl - 向正极移动八、板书设计原电池:化学能 电能低效,电流不稳 高效,电流稳定九、课后反思通过提供材料,探究实验,设计问题串、让学生实验探究、思考讨论,达到对有盐桥的原电池的工作原理的清晰的认识。
此时学生的思维活跃起来,最后再通过与单液原电池的实验现象的对比,让学生讨论两种装置的优缺点,这样也就让学生明白双液原电池的核心理念就是要让还原剂和氧化剂分开以提高能量转换效率。
第一节原电池1.以锌铜原电池为例,了解原电池的工作原理。
2.学会判断原电池的正、负极,并能正确书写电极反应式和总反应方程式。
3.认识化学能与电能的相互转化,并能设计简单的原电池。
原电池的基础知识1.原电池(1)概念:将化学能转化为电能的装置。
(2)实质:利用能自发进行的氧化还原反应,把化学能转化为电能。
(3)形成条件①两个活泼性不同的电极;②电解质溶液或熔融电解质;③形成闭合回路;④能自发进行的氧化还原反应。
2.工作原理(以锌铜原电池为例)装置示意图现象锌片逐渐溶解,铜片上有红色物质生成,电流表指针发生偏转电极Zn电极Cu电极电极名称负极正极得失电子失电子得电子电子流向流出流入反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn-2e-===Zn2+Cu2++2e-===Cu总反应式Zn+Cu2+===Zn2++Cu3.盐桥及其作用(1)成分:含有琼胶的KCl饱和溶液。
(2)离子移动方向:Cl-移向负极区,K+移向正极区。
(3)作用①通过离子在盐桥中的定向移动,使两个隔离的电解质溶液连接起来,可使电流持续传导。
②将两个半电池完全隔开,使副反应减至最低程度,可以获得单纯的电极反应,有利于最大程度地将化学能转化为电能。
1.正误判断:正确的打“√”,错误的打“×”,并阐释错因或列举反例。
语句描述正误阐释错因或列举反例(1)在原电池构成的闭合回路中,电子从原电池的正极通过导线流向负极(2)原电池的正极一定是化学性质较不活泼的金属(3)原电池工作时,正极上发生氧化反应,负极上发生还原反应(4)只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池(5)反应Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+能以原电池的形式来实现(2)×不一定,如Mg、Al和NaOH溶液构成原电池时,Al为负极,Mg为正极;导电非金属也可做正极(3)×原电池工作时,正极上发生还原反应,负极上发生氧化反应(4)√(5)√2.锌片和铁片紧贴在一起,放置于稀硫酸溶液中,能否形成原电池?答案:能。
第四章电化学基础第一节原电池一、探究目标体验化学能与电能相互转化的探究过程二、探究重点初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
三、探究难点通过对原电池实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。
四、教学过程【引入】电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。
那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。
【板书】§4.1 原电池× 一、原电池实验探究讲:铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点!【实验探究】(铜锌原电池) 实 验 步 骤现 象 1、锌片插入稀硫酸2、铜片插入稀硫酸3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?3、锌片的质量有无变化?溶液中c (H +)如何变化?4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?5、电子流动的方向如何?讲:我们发现检流计指针偏转,说明产生了电流,这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁,这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。
【板书】(1)原电池概念:学能转化为电能的装置叫做原电池。
问:在原电池装置中只能发生怎样的化学变化?学生: Zn+2H+=Zn2++H2↑讲:为什么会产生电流呢?答:其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应,有电子的转移,但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时,由于分子热运动无一定的方向,因此电子转移不会形成电流,而通常以热能的形式表现出来,激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。
显然从理论上讲,一个能自发进行的氧化还原反应,若能设法使氧化与还原分开进行,让电子的不规则转移变成定向移动,便能形成电流。
《原电池》教学设计选修四《化学反应原理》第四章《电化学基础》第一节原电池一、教学设计思路【课程标准与教材分析】(一)课程标准:新课标要求学生能从根本上了解化学能与电能之间发生转化的原因;能正确书写电极反应式和电池反应方程式,解释金属发生电化学腐蚀的原因。
(二)教材分析:本节内容是在《必修2》中学习原电池工作原理的基础上,进一步介绍原电池的组成和工作原理,通过对电池效率的探究,引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念,从本质上了解原电池的工作原理,是在《必修2》基础上的深化。
【教学设计基本思路】本节课在设计上,希望能通过对必修2相关知识的回顾复习,逐步深化了解原电池的概念、工作原理和形成条件。
因此,围绕“原电池的设计”展开思路,结合学生的认知能力和必修2中相关知识的介绍,以实验探究、小组合作的模式,设计了问题,以问题的逐步解决推进教学进程。
采用问题探究、小组合作法贯穿全局,充分尊重学生的认知结构,以复习的形式引入新课,在对旧知识的归纳总结中引出问题:什么样的化学反应可以设计成原电池?再在解决问题的过程中不断引发新问题,问题的设计过渡自然、层层递进,在对问题的探讨过程中实现本节课的教学目标。
二、三维目标知识与能力:1.深化原电池的概念、工作原理、构成条件。
2.了解盐桥引入对原电池工作效率的影响过程与方法:1.通过实验培养学生观察能力与分析思维能力。
2.通过化学实验引导学生形成以问题为中心的小组合作学习方法。
情感、态度、价值观:1.通过原电池的实验培养学生实事求是的态度。
2.培养学生学习化学的兴趣和追求真理的情感。
三、教学重点有盐桥时双液原电池的工作原理四、教学难点原电池的形成条件五、教学方法利用导学案为载体的小组合作学习六、教学过程设计Ⅰ.课前知识链接1、原电池的概念:2、原电池的工作原理:负极:电子、化合价、发生反应正极:电子、化合价、发生反应电子流动方向:电流流动方向:3、原电池的构成条件:Ⅱ.新课教学【新课引入】同学们接触的干电池、铅蓄电池、以及摩托罗拉公司的一种以甲醇为原料,以KOH为电解质的用于手机的可持续使用一个月的可充电的高效燃料电池,放电都较稳定,它们都是将化学能转化为电能,那我们在教材中学到的铜锌原电池也能这样稳定的放电吗?请同学们分组做学案中三个实验并完成相应的表格。
人教选修4原电池教学设计【教学目标】1.了解电池的基本概念和工作原理;2.掌握电池的使用方法和注意事项;3.能够通过实验探究电池的特性和使用规则;4.培养学生观察、实验、分析和解决问题的能力。
【教学重点】1.电池的基本概念和工作原理;2.电池的使用方法和注意事项;3.通过实验探究电池的特性和使用规则。
【教学难点】1.电池的工作原理和化学反应过程;2.分析实验结果,总结电池的特性和使用规则。
【教学准备】实验器材:干电池、镍镉电池、锂电池、醋酸、铜片、纸巾等;实验设备:万用表、灯泡等;教学材料:电池的工作原理和使用方法的PPT,实验操作指导书等。
【教学过程】一、导入(10分钟)1.利用PPT介绍电池的基本概念和作用,引发学生对电池的兴趣。
2.提问:大家平时使用电池的经验有哪些?电池有哪些不同类型?请举个例子说明。
二、讲解(20分钟)1.电池的工作原理:通过化学反应产生电能。
结构上由正极、负极和电解质组成。
2.电池的化学反应:以干电池为例,将电池的正负极分别与铜片和纸巾接触,浸泡在醋酸中,实验观察放电现象。
3.电池的电压和电流:电压是电能转化为另一种形式的能力,电流是电荷流动的速度。
4.电池的注意事项:不要将电池短路,避免过度充放电,及时更换电池等。
三、实验操作(20分钟)1.实验一:比较不同类型电池的电流大小。
材料:干电池、镍镉电池、锂电池、万用表、灯泡。
方法:将不同类型的电池串联,连接到灯泡两端,测量灯泡亮度。
结果:干电池亮度较弱、镍镉电池亮度适中、锂电池亮度较强。
2.实验二:测量电池的电压。
材料:干电池、万用表。
方法:将万用表的正负极分别接触电池的正负极,测量电压。
结果:干电池电压约为1.5V,符合标称电压。
四、实验结果分析(15分钟)1.从实验一结果中,我们可以发现不同类型电池的电流大小不同,主要取决于电池的化学反应过程和结构设计。
2.从实验二结果中,我们可以验证电池的电压与标称电压基本相符,说明电池的设计和制造工艺成熟。
第四章电化学基础第一节原电池课标要求一、体验化学能与电能相互转化的探究过程。
二、了解原电池的工作原理。
三、能写出电极反应和电池反应方程式。
教材分析电化学是高中化学知识框架的重要组成部分,在高考以及高二学业水平测试中占有重要地位,可见原电池原理的学习意义重大。
而本节以人教版高二化学新课标选修4第四章第一节《原电池》为教材依据,巩固已学必修2原电池的基础知识,并进一步拓展相关概念和原理,通过借助对单、双液原电池的对比,进一步分析原电池的组成和探究其中的原理,引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念,使学生从一个更高的层次去认识和理解原电池。
学情分析学生此前通过必修阶段的电化学部分知识的学习,已经初步掌握了原电池的定义、工作原理和构成条件。
可以说对原电池的学习已经有了一定的基础。
同时,作为高二理科普通班的同学往往容易固守原有的知识,在打破对原有原电池的认识,发现简单原电池存在的缺点,从而引入盐桥的概念,构建新的原电池装置上可能存在一些学习的困难。
三维目标一、知识与能力1、进一步认识原电池,牢固掌握原电池的工作原理;2、了解简单原电池的缺点和改进方法;3、掌握盐桥的作用及工作原理。
二、过程与方法1、探究实验提高观察能力与分析思维能力;2、实验引导以问题为中心的学习方法,学会发现问题、解决问题的方法;3、加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法。
三、情感、态度、价值观1、通过对简单原电池装置的优化过程,进一步理解科学探究的意义;2、增强联系实际学习化学并将化学知识应用于生活的意识;3、学会运用观察、实验等多种手段获取信息,并运用比较等方法对信息加工处理。
教学重点1、进一步了解原电池工作原理2、盐桥的作用及原理教学难点原电池的工作原理教学方法讲授法、实验探究法、问题法、多媒体法教学用具PPT课件、教学案实验用品实验仪器:演示电流表、导线两根、铜电极、锌电极教学课时2课时第一课时教学过程课前我们先作个有趣的实验。
选修第四章第一节第一课时《原电池》教学设计一、教学设计思路“原电池”这个知识,在高一必修二中学生就已经学过。
学生已初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
故在教学上应让学生温故而知新,在复习原电池的形成的条件后让学生通过教师引导自行设计实验,在对实验观察中发现实验的不足,在教师的引导下改进实验,体会到必修中原电池的设计有缺陷,带盐桥的双液原电池可以得到更稳定的电流。
在情感上获得了成功的喜悦。
在设计实验的过程中,“电极反应式”的正确书写也穿插在教学活动中,能增强学生用氧化还原反应原理解决问题的能力。
二.教材分析教材在必修2原电池的基础上,以课程标准为依据,介绍了标准锌铜原电池装置,重点分析了电极反应——氧化反应、还原反应,提出了两个半电池的概念。
并安排了有关原电池的实验探究。
课标要求是让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程,了解原电池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
三、学情分析“原电池”这个知识,在高一必修二《化学能与电能》中学生就已经学过。
学生已初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
四、教学目标知识与技能:1.进一步了解原电池的工作原理,能够写出原电池的电极反应和原电池反应方程式。
2.体验化学能与电能相互转化的探究过程。
过程与方法:1.通过原电池原理的探究活动,培养学生的推理和分析问题的能力以及能用氧化还原反应原理解决问题的能力。
2.一实验为载体,创设问题情景,将实验探究与思考交流有机结合起来,将原有的知识回顾与新有的知识融为一体。
情感态度价值观:1.通过一些实验和科学探究活动,使学生增强探索化学反应原理的兴趣,树立学习和研究化学的志向。
2.在多种教学方式的配合使用下,使学生有探知化学奥秘的兴趣,培其探求知识和不断进取的优良品质。
3.通过交流培养学生的合作意识,通过对知识的获取过程,是学生体会到成功的喜悦和乐趣。
五、教学重难点教学重点进一步了解原电池工作原理和构成条件;能够写出电极反应式和电池反应方程式。
基于“问题导向”的教学设计——高中化学选修四电化学基础之原电池基本概况:问题导向学习即PBL—基于问题式学习,是一种以问题为驱动力和以培养学习者问题意识、批判性的思维技巧以及问题解决的实践水平为主要目标的学习[1]。
本节内容为高中化学新课程(人教版)选修四的第四章,是电化学的重要内容之一。
该内容在必修2已有一定的了解,而选修四《原电池》内容的一个深入,主要是增加了一个盐桥内容。
本节课试图以“教师实验引导探究,学生自主问题推动”的学习方式学习。
本节课大致分为:回顾原电池,设计原电池,改良原电池等几个基本环节,完成了复习基本概念,总结单池原电池的设计思路,总结双池原电池的设计思路,还探讨了盐桥的作用。
教学目标:知识与技能:1.掌握原电池的概念和原电池的工作原理;2.掌握组成原电池的基本条件;3.学会设计原电池;技能与方法:1.通过实验探究原电池原理,学会观察学会提问学会思考;2.通过对单池原电池与双池原电池的设计对比,学会比较,评价设计方案;情感与价值观:1.通过自主探究根据现象设疑,根据疑问求解的模式,实行自主学习,激发学生的学习兴趣,培养科学探究态度和科学创新精神;2.在小组合作的过程中,培养团结合作的探究学习观点,强化合作意识;教学重点:设计原电池教学难点:原电池中盐桥的作用分析教学方案:教师引导探究与学生自主提问推动相结合教学用品:多媒体设备:多媒体电脑及显示屏实验仪器:电流表,导线两根,原电池容器两个,铜电极,铅电极,锌电极,碳电极,盐桥化学药品:硫酸铜溶液、硫酸锌溶液(共10组)其它用品:小手电,MP3,手机、数码相机,笔记本电脑电池教学设什:教师活动学生活动说明、幻灯片、板书引入设计:“魔术”引入引入:大家看,这是什么?小手电之所以能照亮我们在黑暗中行进,是因为有电池,看,这是钮扣电池。
这是什么?因为有了电池,让我们说“沟通无极限”。
这是计算器,能辅助我们学习。
这是MP3让我们有理由说“我的音乐我作主”。
选修四第四章第一节原电池一、教材分析本节课的教学内容“原电池”,是人教版、选修4 《化学反应原理》中第四章电化学基础的第一节内容。
在人教版教材必修2中以铜锌简单的单液电池模型为载体,简单介绍了原电池的工作原理和形成条件;这一节中主要以盐桥双液电池模型为载体,深化认识原电池原理和形成条件;并随之引入盐桥的概念,结合实验探究和理论探究,学习盐桥的作用,并从围观本质上学习掌握盐桥的工作原理。
随之,第二节《化学电源》则在此基础上介绍实用化学电池及其工作原理。
因此,本节课在教材内容上起着承上启下的作用。
二、学情分析1、认知基础:学生对原电池的定义、工作原理、构成条件等内容有初步认识;具有一定的实验探究能力。
2、局限认识:认为氧化剂和还原剂只有接触才可能发生氧化还原反应;往往容易固守原有的知识,在原有原电池的认识、发现简单原电池存在的缺点、引入盐桥的概念构建新的原电池装置等问题上可能存在一些学习的困难。
三、教学目标1、知识和技能:(1)进一步认识原电池,掌握原电池的概念,深入理解原电池的工作原理,完整的认识原电池的形成条件。
(2)了解简单原电池的缺点和改进方法;能根据化学反应设计简单的原电池。
(3)掌握盐桥的作用及其工作原理2、过程与方法:(1)通过对简单原电池装置的优化过程,感悟科学探究的思路和方法,进一步理解科学探究的意义;(2)培养科学探究过程中的问题意识,敢于、善于发现问题并提出质疑,勤于思考;(3)学会运用观察、探究等多种手段获取信息,并运用比较等方法对信息进行加工处理。
3、情感态度价值观:(1)通过自主探究根据现象设疑,根据疑问求解的模式,进行自主学习,激发学生的学习兴趣,培养科学探究态度和科学创新精神;(2)培养将化学知识应用于生产、生活的意识,关注与化学有关的社会热点问题,培养可持续发展的思想。
四、教学重难点重点:原电池工作原理、盐桥的作用及原理难点:盐桥的作用及原理五、教学方法:教法:讲授法、引导探究法、问题探究法、多媒体辅助法学法:自主学习探究法、对比学习法六、教学过程教学环设计意学生活动教师活动图节【思考】思考必修二学环1原电池相关的内电广泛应用,钮扣电池普通干电池手机电池引入新课,体现化学与“神六”用摄像机笔记本电脑专用电池太阳能电池专用电池密活生【讲】生活中有许多电池,人类这分可不足着举智些慧的结晶在生活中起的意义。