当前位置:首页 - 教学科研 - 学科专栏
学科专栏

张拥军老师《化学反应为人类提供能量》教学设计

发布时间:2022-06-02 23:54阅读次数:

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ZnH+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

 


电子流动方向:负极流向正极


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