张拥军老师《化学反应为人类提供能量》教学设计
一、目标与素养:
1.了解原电池的构成和工作原理。(科学探究与创新精神)
2.知道构成原电池的条件。(微观探析与宏观辨识)
3.了解化学能与电能的相互转化以及化学反应的其他应用。(科学精神与社会责任)
4.了解常见的化学电源。(科学精神与社会责任)
二、教学重点、难点
(一)知识上重点、难点
原电池的工作原理。
(二)方法上重点、难点
怎样将化学能转化为电能。
三、教学准备
(一)学生准备
收集身边的废旧电池,思考生活、生产中能量的来源及利用。
(二)教师准备
1、教学媒体、课件;
2、编制“活动·探究”活动报告及实验仪器和药品(铜片2片、锌片2片、石墨电极、200ml稀硫酸、250ml烧杯、电流计、导线若干等)。
四、教学方法
实验探究法,启发、讨论、对比
五、课时安排 1课时
六、教学过程[课前微课】:原电池
教学 环节 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
引入新课
拓展新课 | 【讲述】今天我们来学习化学反应为人类提供能量,先来看一个实验。 【实验】将锌片插入稀硫酸中,可观察到什么现象? 【引导】请写出锌与稀硫酸反应的离子方程式,并用双线桥和单线桥描述电子转移的情况。 锌与稀硫酸反应是什么反应? 什么微粒失去电子?什么微粒得到电子? 该反应的氧化反应过程是什么?还原反应过程是什么? 反应中电子是如何转移的?转移了几个电子? 对于用单线桥表示电子转移的离子方程式,有同学提出了一个非常有创意的猜想:假如能把连接Zn和H+的线桥变成导线,接入灯泡会有怎样的现象? 这种想法若能实现,可以为人类提供电能,将解决许多能源问题,有很大的价值。 |
锌片插入稀硫酸中有气泡产生,锌片逐渐溶解。
思考、回答 有电子的定向移动,产生了电流,灯泡应该发光。 | 明确学习内容,引起学生学习兴趣
回顾知识, 为后面探究做铺垫
有创意的猜想,激发学生的探究欲望 |
实验探究
总结原理
跟踪检测
认识化学反应为人类提供的多种形式能量
总结 布置作业 | 【提出问题】今天我们就来探究一下有没有一种装置能让这个猜想变成现实呢? 【分析问题】分析创意变成现实的可能性:若能实现,导线两端将分别发生氧化反应和还原反应,发生氧化反应这端要消耗锌,锌如何提供?这端导线要连接什么物质? 发生还原反应这端要让H+被还原,H+如何提供?H+无法与导线直接连接,发生还原反应这端要连接什么物质呢? 要连接导体还是绝缘体?常用什么做导体?连接比锌活泼的金属还是比锌更不活泼的金属?连接铜片后能不能形成电流?如何改进形成闭合回路?如何观察产生了电流?观察到什么现象? 【实验】将铜片、锌片用导线连接起来插入稀硫酸中,可观察到什么现象? (请一个同学操作,另一个同学汇报现象) 为了让每位同学都能看清铜片、锌片上的现象,我们来看一个视频。 【引导】铜片上有气泡,电流表指针发生偏转,锌被溶解。 铜片上有气泡产生,气体是什么?铜片上发生什么反应?铜片上发生还原反应的电子从哪里获得?铜片有没有参与反应?什么现象可以说明铜片没有参与反应?锌片上发生什么反应?导线中电子如何转移?电流方向怎么样? 物理上电流是从正极流向负极的,所以什么是正极?什么是负极?溶液是如何导电的?溶液中有哪些离子?离子是如何定向移动的? 【总结】该装置产生电能的原理是怎样的呢? 【板书】化学反应为人类提供能量 一、化学能转化为电能—原电池 1、定义 2、(-)Zn | H2SO4| Cu(+)原电池工作原理如下图
电流流动方向:正极流向负极 离子移动方向:阴离子向负极移动阳离子向正极移动 【小结】我们把创意的想法转变为了现实,这就是科学研究的魅力。 【设问】在原电池中,铜片并没有参与反应,那么,铜片的作用是什么呢?能不能用其他材料代替铜片呢? (带着问题阅读第51页的“追根寻源”) 【学生演示】把(-)Zn | H2SO4| Cu(+)原电池中正级换成锌片或铜片,有何现象?正极材料是否是唯一的呢? 【引导】(-)Zn | H2SO4| Cu(+)原电池的形成条件哪些呢?装置中发生什么反应?要形成电势差要具备什么条件?为形成闭合回路,用了哪些方法将两极连接? 【板书】3、(-)Zn | H2SO4| Cu(+)原电池的形成条件 (1)发生自发的氧化还原反应 (2)有两活性不同的电极:一极发生氧化反应,一极发生还原反应 (3)电极材料均插入稀硫酸(电解质)溶液中,两极还用导线相连,从而形成闭合回路 【课堂训练】1、关于(-)Zn | H2SO4| Cu(+)原电池的有关叙述错误的是( ) A.锌为负极,锌发生氧化反应 B.溶液中硫酸的物质的量减小 C.负极发生还原反应,正极发生氧化反应 D.电流方向是从铜片流向锌片 2、下列说法中正确的是( ) A.原电池是把电能转为化学能的装置 B.原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应 C.原电池两极均发生氧化还原反应 D.原电池中的阳离子向正极移动 【引导】利用上述原理可制成多种电池,电池的种类有哪些? 【板书】4、电池的分类 【视频】原电池的种类是多样的,观看苹果手机创意广告 【讲述】所以化学不仅可以用来制备物质,为人类提供能量,还可以提高我们的生活质量,可以让你看懂如此有深度的广告,是一门具有实用、创造性和趣味性的学科。 【讲述】化学能除了能转化为电能,还能转化为其他形式的能吗? 【板书】二、化学能转化为光能、热能 【板书】三、不同形式能量之间的转化 化学能与热能:放热反应与吸热反应 化学能与光能:燃烧与光合作用 化学能与电能:原电池与电解 【讲述】化学能以多种途径与其他形式的能进行着转化,并直接参与到整个自然界的能量循环之中。在能源问题备受注目的今天,化学科学将在能源的开发和利用方面发挥非常重要的作用。 【总结】本节课学习的主要知识 【作业】导与学 【研究性学习】 1、什么是电势差? 2、其他原电池是不是都具备(-)Zn | H2SO4| Cu(+)原电池的形成条件? 3、(-)Zn | H2SO4| Cu(+)原电池的负极产生的气泡原因有哪些? | 倾听
一起分析
认真观察,锌片不断溶解,铜片上的气泡产生,电流表指针有偏转
分析产生现象的原因
总结原理
阅读“追根寻源”,认识铜片的作用
思考,回答
积极作答
阅读教材,结合生活进行分类
联系生活经验作答
梳理本课学习内容 | 明确探究内容
体验分析问题的过程
发展学生的动手能力和观察能力
学会透过现象看本质
对装置形成整体认识,引出原电池装置
体验成功探究的喜悦 发展提取信息的能力
进一步认识Zn | H2SO4| Cu原电池的组成
巩固原电池的原理
认识原电池的分类,体验原电池的广泛用途 认识各种形式的原电池
认识能量转化形式的多样性和相互性
总结本节学习内容,形成知识体系,明确课后学习内容 |
板书设计:
化学反应为人类提供能量
一、化学能转化为电能—原电池
1、定义
2、(-)Zn | H2SO4| Cu(+)原电池工作原理如右图
电子流向:负极流向正极
电流流向:正极流向负极
离子移动方向:阴离子向负极移动
阳离子向正极移动
3、(-)Zn | H2SO4| Cu(+)原电池的形成条件
4、电池的分类
二、化学能转化为热能、光能
三、不同形式能量之间的相互转化