高中化学第1章化学反应与能量转化1.3化学能转化为电能__电池第2课时化学电源教案鲁科版选修4

第3节化学能转化为电能——电池第1课时原电池的工作原理1．了解原电池的工作原理。

(重点)2．能写出电极反应式和电池反应方程式。

(重点)3．学会设计简单原电池装置。

原电池的工作原理[基础·初探]教材整理1铜锌原电池实验1．实验装置2．实验现象及分析实验现象检流计指针偏转；锌片溶解，铜片变粗电极反应负极(锌极)：Zn－2e－===Zn2＋，氧化反应正极(铜极)：Cu2＋＋2e－===Cu，还原反应电子流向电子由锌片通过导线流向铜片电池反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu能量转换化学能转化成电能1．原电池(1)定义：能将化学能转化为电能的装置。

(2)电极名称及电极反应。

①负极：电子流出的一极，发生氧化反应。

②正极：电子流入的一极，发生还原反应。

(3)原电池的构成条件。

①两个活泼性不同的电极(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)。

②电解质溶液。

③构成闭合回路。

④能自发发生的氧化还原反应。

2．工作原理外电路中电子由负极流向正极；内电路(电解质溶液)中阴离子移向负极，阳离子移向正极；电子发生定向移动从而形成电流，实现了化学能向电能的转化。

[探究·升华][思考探究]1799年，意大利科学家伏特发明了世界上最早的电池——伏特电池。

1836年，英国科学家丹尼尔对“伏特电池”进行了改良，制造了一个能稳定工作的铜锌原电池，称为“丹尼尔电池”。

其基本构造如图所示。

问题思考：(1)该装置中电子移动方向如何？溶液中的SO2－4通过盐桥移向锌极吗？【提示】该原电池中负极是锌，正极是铜，电子由锌极流向铜极，盐桥中的K＋向正极移动，Cl－向负极移动，从而平衡电荷，溶液中的SO2－4不会通过盐桥移向锌极。

(2)取出盐桥，检流计指针还会偏转吗？【提示】取出盐桥，不能构成闭合回路，检流计指针不会偏转。

(3)将盐桥改为铜导线连接两种溶液，检流计指针还能偏转吗？【提示】将盐桥改为铜导线连接两种溶液，不能构成原电池，检流计指针不发生偏转。

第一章化学反应与能量变化第二节电能转化为化学能──电解【课标三维定向】１.知识与技能⑴以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，能够正确判断电解池的阴极和阳极。

⑵了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的电解原理，能准确书写电极反应式和电解反应式；掌握惰性材料作电极时，离子的放电顺序。

２.过程与方法⑴通过理解电解的基本原理，体会电解原理的应用及计算。

⑵通过电解熔融的氯化钠、观看氯碱工业的模型、精炼粗铜及电镀铜等，培养观察、分析、推理、归纳总结、迁移探究的能力。

３.情感态度与价值观激发自主探究的意识，培养“由表及里”的分析问题的辩证唯物主义观点的教育。

同时进行环境保护的教育，提高环保意识。

【学习策略指导】学习重点：以电解熔融的氯化钠为例，理解电解的基本原理，初步掌握一般电解反应产物的判断方法。

学习难点：了解氯碱工业、精炼粗铜及电镀铜的原理，体会电解原理的应用。

（阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式。

）第一课时电解原理问题一、电解【自主学习】⒈电解熔融的氯化钠离子在电场中的是电解质溶液和熔融电解质导电的原因。

在电场作用下，熔融的氯化钠中的和分别移向与电源负极和正极相连的电极。

与电源负极相连的电极带有，Na＋在这个电极上得到电子，被还原成钠原子：；而与电源正极相连的电极带有，Cl－在将电子转移给这个电极，自身被氧化成，最终生成：。

将两个电极上所发生的反应组合起来，就是电解氯化钠制备金属钠的化学反应：。

⒉电解的定义在的作用下，电解质在两个电极上分别发生和的过程。

[要点强化指导]⑴电解时所用的电流必须是直流电，而不是交流电。

⑵熔融态电解质可被电解，电解质溶液也可被电解。

⑶电解的过程实质是一个氧化还原反应发生的过程，这一过程在通常情况下是不能进行的。

问题二、电解池【自主学习】⒈电解池的含义将转化为的装置被称为电解池。

⒉电解过程中的能量变化在电解过程中，电源向反应体系提供能，电能转化为能而“储存”在反应物中。

选修4第1章3节化学能转化为电能--电池第3课时金属的腐蚀与防治【教学目标】1.知识与技能目标①通过对铜锌原电池的分析,了解原电池的工作原理,根据电流的方向判断原电池的正极和负极的方法,以及电池反应的概念。

②通过学习、了解常见化学电池的种类及其工作原理,认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。

③通过分析铜-铁接触处形成原电池的例子,理解金属腐蚀的电化学原理以及防护的原理。

2.过程与方法目标①通过原电池装置的设计实验,培养学生动手、动脑的能力,以及分析、处理实验数据的能力。

②通过交流讨论,训练学生的思维能力,培养学生获取分析处理、归纳信息的能力。

3.情感态度与价值观目标通过学习,使学生从能量的角度比较深刻的了解化学学科学对人类的贡献,从而赞赏化学的作用。

【教学过程】一、金属的腐蚀与防护1.金属的腐蚀实验1：将经过酸洗除锈的铁钉，用饱和食盐水浸泡一下，放入下图所示的具支试管中。

一段时间后，观察导管中水柱和铁钉的变化。

如图1。

图1 图2实验2：向100 mL烧杯中加入约50 mL饱和食盐水后，插入两个玻璃筒(无底)；将一个无锈铁钉和一个碳棒分别用导线与电流计连接后，再分别插入两个玻璃筒中。

如图2。

问题思考：(1)实验1的实验现象是什么？铁钉为什么会生锈？说明什么问题？请分析变化的原因。

【提示】实验1中导管中的水柱上升，铁钉生锈。

说明该过程铁钉被腐蚀。

铁钉发生的是吸氧腐蚀。

(2)实验2的电流计的指针是否偏转？说明什么问题？若向实验2的插入碳棒的玻璃筒内滴入酚酞溶液，将会看到什么现象？说明什么问题？请写出相关电极反应式。

【提示】电流计指针偏转。

说明有电流通过。

向碳棒一端加入酚酞，显红色。

说明该极的电极反应为：O2＋2H2O＋4e－===4OH－。

(3)若将实验1和实验2的溶液换为盐酸(均足量)。

实验1存在哪些形式的化学腐蚀？实验2中是否有电流通过？写出相关电极反应式。

【提示】若换为盐酸，则实验1中会发生铁与盐酸的化学腐蚀，同时也有电化学腐蚀。

《化学能与电能》优秀的教学设计（精选6篇）《化学能与电能》优秀的教学设计1一.教材分析原电池原理是中学化学重要基本理论之一，从能量转换角度看，本节课程内容是对前一节课中“一种形式的能量可以转化为另一种形式的能量……能量也是守恒的;化学能是能量的一种形式，可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等”论述的丰富和完善。

从反应物之间电子转移的角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用;从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对火力发电的原理“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。

二.教学目标1.知识与技能目标：(1)知道原电池是一种化学能转化为电能的装置，知道原电池的本质是氧化还原反应。

(2)掌握原电池的组成条件，会判断正负极，会判断电流、电子、溶液中离子流动的方向。

会书写铜锌原电池的电极反应式。

(3)能用日常生活中的材料制作简易水果电池。

(4)能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。

初步认识传统干电池、二次电池及常见的新型电池。

2.过程与方法目标：(1)通过分析火力发电的原理及利弊，建立“将化学能直接转化为电能”的新思路，通过对氧化还原反应的本质的分析，提出实现新思路的各种推测和猜想等，培养创新思维能力。

(2)通过实验2-4(改进)的层层推进，培养学生在实验中观察现象、分析现象解决问题的能力，从而自己归纳、概括形成“原电池”的概念，并根据已有电学知识生成跟原电池相关的概念(正负极、离子移动方向判断等)。

(3)通过科学探究，让学生根据实验2-4的已有知识设计实验，并初步学会控制实验条件的方法。

(4)通过思考与交流，让学生学会联系实验和已有知识，学会用比较归纳的方法认识事物的本质特征。

(5)利用氧化还原反应的知识分析常见化学电源，学会用基本理论指导实际应用。

3.情感态度与价值观目标(1)通过科学探究和实践活动——水果电池的制作，体验科学探索的乐趣。

(2)通过化学电源的发展和新型化学电源开发利用的介绍，让学生体会化学的实用性和创造性，通过认识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。

《原电池》复习课【学习目标】1．理解原电池原理；了解金属的电化学腐蚀。

2．了解日常生活中常用的化学电源和新型化学电池。

【学习重点】原电池原理【学习内容】1．原电池的化学原理原电池是__________________________________________________的装置。

根据原电池两极的活泼性不同，将原电池两极分为__________和__________。

正极：通常是活泼性较的金属或非金属导体，电子流（填“出”或“入”）的一极，电极上发生________（填“氧化”或“还原”反应）。

负极：通常是活泼性较的金属，电子流（填“出”或“入”）的一极，电极被______（填“氧化”或“还原”），电极发生______反应（填“氧化”或“还原”）。

【例题1-1】下列关于原电池的叙述中正确的是 ( )Ａ．原电池能将化学能转变为电能Ｂ．原电池负极发生的电极反应是还原反应Ｃ．原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极Ｄ．原电池的电极只能由两种不同的金属构成【巩固题1-1】在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是( )A．碳棒上有气体放出，溶液pH变大B．a是正极，b是负极C．导线中有电子流动，电流从a极到b极D．a极上发生了氧化反应【巩固题1-2】碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得到广泛应用。

锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液，电池总反应式为：Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s)下列说法错误．．的是( )A．电池工作时，锌失去电子B．电池正极的电极反应式为：2MnO2(s)+H2O(1)+2e—=Mn2O3(s)+2OH—(aq)C．电池工作时，电子由正极通过外电路流向负极D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上减小6.5g2．原电池的形成条件（1）活泼性不同的电极材料（金属与金属或金属与非金属导体）（2）电解质溶液（3）构成闭合电路（用导线连接或直接接触）【例题2-1】下列装置属于原电池的是【巩固题2-1】下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4，在Cu电极上产生大量气泡的是( )3．原电池原理的应用（1）加快化学反应速率（2）判断原子池中两电极的活泼性（3）防止金属的腐蚀（4）制成各种化学电源【例题3-1】把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连可组成几个原电池。

第三节化学能转化为电能——电池第二课时化学电源编撰人：孙宝玲审核人董玉红陈修峰2011-9【教学目标】通过学习三种重要的化学电源，使学生了解原电池的实际应用，【自主学习】1.化学电源是___________________________________________________________。

化学电源可分为一次电池和二次电池。

可充电电池可称为_______________，可以反复________和__________；可充电电池放电时是一个___________，充电时是一个_________。

2.在日常的生活生产中常见的化学电池：一次电池：碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池；二次电池：铅蓄电池，氢镍电池、镍镉电池；燃料电池：氢氧燃料电池，甲烷—氧气燃料电池，甲醇—氧气燃料电池。

【课堂教学】【直接引入】化学电源是能够实际应用的原电池。

1．一次性电池——锌锰干电池负极（锌）发生的反应：___________________正极（石墨）：________________________________电池反应：___________________________________2．二次电池——铅蓄电池铅蓄电池是一种二次电池，用途极广，电动自行车、汽车、发电站都要用到它。

负极（）：___________________________________________正极（）：___________________________________________总反应：______________________________________________思考：铅蓄电池充电时的电极反应情况？3.氢-氧燃料电池a．P25 图1—3—10为一种氢氧燃料电池结构示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极材料为多孔石墨，氢气和氧气（或空气）源源不断的通到电极上，请写出该电池的电极反应和电池反应。

b．如果上述的电解质溶液酸性，请写出电极反应和电池反应？方法点拨：在书写电池的电极反应时，若电解质溶液中的物质参与反应，也要表示出来。

一、教学分析1.教材及课标相关内容分析前一节已经学习了原电池的工作原理。

本课时主要是让同学了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用；通过碱性锌锰电池、蓄电池和燃料电池进一步理解原电池的概念和原理；了解化学电源的进展以及电池对环境造成的污染，增加环保意识。

2.同学分析：前面第一课时学习了：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。

由于同学之前没有电化学的基础，理解原电池原理有肯定的难度。

3.我的思考：通过图片呈现、同学争辩、沟通等方式导诞生活中同学们生疏的各种电池的进展过程，增加同学的创新精神；然后依次的分析，各种化学电源的原理，电池的缺陷，既增加了同学的分析，综合，应变力量，同时又促进了对原电池原理的进一步理解。

二、教学目标1.学问与技能：了解一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用；会推断电池的优劣。

2.过程与方法：本设计以开放式教学为指导思想，帮助以图片、争辩、归纳等手段，让同学在不断解决问题的过程中，建构理论学问，增加实际分析、解决问题的力量和创新精神。

3.情感态度价值观：生疏化学电源在人类生产、生活中的重要地位；了解环境爱护在生产生活中的重要作用。

培育同学的自主学习力量，信息搜集处理力量及团队合作精神。

三、教学重、难点及处理策略一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用是教学重点，化学电池的反应原理是教学难点。

本节课主要通过同学参与收集有关一次电池、二次电池、燃料电池的材料，视频呈现、课堂争辩沟通以及联系前面所学学问，将各类电池的结构特点、反应原理、性能、以及适用范围进行归纳总结，让同学主动对化学电池的反应原理进行建构。

四、促进观念建构的教学整体思路与教学结构图老师活动同学活动五、促进观念建构的教学过程六、板书设计其次节化学电源一、复习原电池1．构成原电池的条件2．原电池的原理（以Cu-Zn 原电池为例）负极（Zn）：Zn – 2e = Zn 2+正极（Cu）：2H+ +2e = H2↑总反应：Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2↑二、碱性锌锰电池三、铅蓄电池电极反应：(放电时) 可以自发进行负极：Pb(s)+ SO42-(aq) - 2e- = PbSO4(s)正极：PbO2(s)+ 4H+ (aq)+ SO42-(aq)+ 2e- = PbSO4(s) + 2H2O(l) 总反应：Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)= 2PbSO4(s) + 2H2O(l) 电极反应：(充电时) 不能自发进行阴极：PbSO4(s)+ 2e- = Pb(s)+ SO42-(aq)阳极：PbSO4(s) + 2H2O(l) - 2e- = PbO2(s)+ 4H+ (aq)+ SO42-(aq) 总反应：2PbSO4(s) + 2H2O(l)= Pb(s)+ PbO2(s)+ 2H2SO4(aq)四、氢氧燃料电池1、酸性介质的电极反应：负极：2H2 - 4e- = 4H+正极：O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O总反应： 2H2 + O2 = 2H2O2、碱性介质的电极反应：负极：2H2+4OH-- 4e-= 4H2O正极：O2+ 2H2O + 4e-= 4OH-总反应： 2H2 + O2 = 2H2O。

化学反应与电能教学设计一、教学目标1.通过对铜锌硫酸原电池实验现象的观察、分析、推理，认识化学能可以转化为电能，构建化学变化伴有能量转化的变化观念。

2.通过对类比实验现象的进一步分析，结合物理电学知识，认识原电池工作原理。

3.通过重温电池化学史，对比分析，理解原电池的概念、工作原理，提高科学探究与创新意识的能力，激发科学探究热情。

二、教学重难点1.教学重点：（1）以原电池为例认识氧化还原反应化学能可以转化为电能，形成化学反应伴有能量转化的观念；（2）理解原电池的工作原理。

2.教学难点：理解原电池的工作原理。

三、教学过程活动元一：绘本简说——电池的历史沿革和发展教师行为预设学生行为【投影】电动汽车等【观看】电动汽车、手机【思考】它们都由什么重要组成部分提供能量？【回答】电池【化学绘本】【提问】电池是怎么被发明的呢？【化学史一】【化学绘本】1786年，伽伐尼（意大利动物学家）提出“生物电”理论【思考1】“电”从何而来呢？【化学绘本】【思考2】伽伐尼说“青蛙自带电”对吗？活动元二：经典重现——铜锌硫酸原电池教师行为预设学生行为【经典重现：铜锌硫酸原电池】【实时投屏】利用多屏互动软件对学生分组实验情况及实验现象记录情况实时投屏【分组实验】实验用品：稀硫酸、铜片、锌片、原电池盒、电流表、导线实验步骤：①将稀硫酸倒入原电池盒中②用导线将铜片、锌片、电流表连接③将铜片和锌片插入稀硫酸中④观察现象并记录注意事项：①注意稀硫酸转移的规范操作②结束实验后，整理实验用品【观察并记录现象】【观察并记录现象】填写学案：●电流表指针发生偏转；●铜片和锌片上有气泡产生。

现象结论电流表锌片铜片【提问】根据我们刚刚的实验现象及已有知识，同学们能得出什么结论呢？【交流讨论】填写学案：●电流表指针发生偏转说明导线中有电流通过；●锌片有气泡应该是锌与稀硫酸发生了反应；●但是铜片上为什么会出现气泡还不得而知。

【提问】这个过程能量是如何转化的？【思考回答】化学能直接转化为电能【投影】原电池的定义【聆听】将化学能直接转化为电能的装置叫原电池。