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《化学能与电能》导学案
教案背景
本节内容是在学生已经建立起电极反应的概念并能 够正确地判断阴极和阳极的基础上，精心设计、构建了一个内容体系，以一个学生熟悉的自发的氧化还原反应为研究对象，通过将其拆开在两极上分别进行氧化还原反应并采用逐步深入的手段，来介绍原电池的工作原理，以及阴极和阳极、正极和负极、电池反映的概念。
教学课题
第一章 第三节《化学能转化为电能——电池》（第1课时）
教材分析
本节内容是电化学中的重要知识。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。
第一课时的主要内容有：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。原电池原理和组成条件是本节课的重点，原电池原理是本节课的难点。
本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的探究教学思想内涵。首先，新课引入的两个演示实验为探究教学创设了问题情景，当学生观察到“铜片上产生气泡”这一反常的实验现象，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；紧接着，通过（ 4-15 ）演示实验为学生提供“实证性”材料，学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个讨论题，让学生自己归纳“组成原电池的条件”。同时，课本后面的“家庭小实验 ---- 水果电池”，习题中的“用铜、银和硝酸溶液设计一个原电池”都是本课时探究教学内容的应用和延伸。
当然，为了更好地实施探究教学，还需对本节教材内容作必要的处理和补充。
（1） 变教材中的教师演示实验为学生动手实验。这样不仅使学生观察到明显的现象，还能使学生直接参与知识的获得过程，获得直接的体验。
（2）对于原电池正负极的判断，教材是以叙述的形式提出的，这不利于学生对概念的理解和记忆。可以利用一节干电池让学生自己设计实验得出结论。这比直接提出正负极的判断方法更有利于启发学生的思维，提高学生的实验设计能力。
（3）教材中“组成原电池的条件”这一个讨论题，问题过于空泛，考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强，单纯的讨论可能会无从谈起，因此教学中设计了一组学生实验习题（以教材后面的一个习题为蓝本），让学生通过实验获得直接经验，再通过对比分析，归纳出规律，最终得出组成原电池的三个必要条件。
（4）将课本后面的家庭小实验 ---- 水果电池，移到探讨“组成原电池的条件”的课堂教学中，不仅能帮助同学理解组成原电池的其中一个必要条件 ---- 电解质溶液，而且能达到学以致用，使学生觉得化学就在我们的身边，从而激发学生学习兴趣，启迪学生思维。
（5）在完成上述内容后，可以让学生自己设计一个原电池，将刚学的内容进行应用和巩固，有利于培养学生的知识迁移能力和发散思维能力。 这样处理教材内容后，教学就可能按照“设置问题情景 ---- 学生提出问题 ---- 进行假设和推理 ---- 通过实验验证 ---- 得出相关结论 ---- 引发新的问题情景 ---- 提出新问题 ---- 实验提供直接经验 ---- 对比分析，总结规律 ---- 应用原理、规律”的程序进行。
教学目标
1.知识目标：理解原电池原理，掌握构成原电池的条件，会进行简单的原电池设计。
2.情感目标：培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度，培养学生的团队协作精神。
3.能力目标：培养学生观察能力、实验能力、实验设计能力、语言表达能力。培养学生正向思维、逆向思维、发散思维能力。
重点难点
原电池的构成及工作原理，写出简单的电极反应及电池反应
教学方法
教法——引导探究法；学法——合作学习法
教学过程
【课前延伸】
回想：化学反应中能量变化的原因是什么？
化学能与电能：
1.化学能与热能的转化
放热反应：_____________________________
吸热反应：_____________________________。
常见的吸热反应有：_________________________________________。
2.化学能转化为电能
（1）原电池：把 转化为 能的装置叫原电池。
电极：负极（Zn）：电子流 （电流流入）的一极
正极（Cu）：电子流 （电流流出）的一极
（2）电极反应与总反应
_ 极（锌）：_____________（ 反应）
_ 极（铜）：_____________（ 反应
总反应：
负极 电子发生氧化反应，正极 电子发生还原反应。
能量转化：化学能→
（3）原电池组成条件
①
②
③
【预习检测】
1.下列关于原电池的说法正确的是：
A.在正极上发生氧化反应 B.化学性质较活泼的金属为负极
C.在外电路，电子流出正极 D.是由电能转化为化学能的装置
2.下列可构成原电池的是：

【课内探究】
化学能与电能
1.化学能与电能的间接转化：
2.化学能与电能的直接转化：
★探究一：铜锌原电池工作原理是什么?
电极
电极
材料
电极反应
反应类型
得失电子
粒子
电子流动方向
负极

正极

★探究二：如何判断原电池的正负极？
（1）依据原电池两极材料：
______作负极（K、Ca、Na太活泼，不能作电极）；______作正极。
（2）根据电流方向或电子流向：
电流（外电路）由_____流向_____；电子则由_____经外电路流向原电池的______。
（3）根据内电路离子迁移方向：______流向正极，_______流向负极。
（4）根据原电池中反应类型：
正极：____电子，发生______，现象是伴随金属的析出或H2的放出。
负极：____电子，发生现象是电极本身的消耗，质量减小。

★探究三：构成原电池的条件有哪些？w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
①__________________________________________________
②__________________________________________________
③__________________________________________________
【归纳小结】

【当堂检测】
1.下列装置中能组成原电池形成电流的是：

2.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是：
A.Mg B.Fe C.Al D.Cu
3.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的 PH：
A.不变 B.先变大后变小 C.逐渐变大 D.逐渐变小
4.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为：
A.a>b>c>d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D.b>d>c>a
5.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu，该反应的的原电池正确组合是：

A
B
C
D
正极
Zn
Cu
Cu
Fe
负极
Cu
Zn
Zn
Zn
电解质溶液
CuCl2
H2SO4
CuSO4
HCl
6.科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏器的电池是以Pt和Zn为电极材料，依靠人体内液体中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作，回答下列问题：
（1）负极材料是______，电极反应式是 。
（2）正极材料是 ，电极反应式是

【课后提升】
1.镁铝合金在碱性溶液中开始反应缓慢，后反应加速。经分析是氧化膜及微电池作用的结果。下列叙述正确的是：
A.微电池负极是镁
B.微电池负极是铝
C.铝的电极反应式是2H+＋2e－H2↑
D.镁的电极反应式是Mg－2e－Mg2+
2.关于如右图所示装置的叙述，正确的是：
A.铜是阳极，铜片上有气泡产生
B.铜片质量逐渐减少
C.电流从锌片经导线流向铜片
D.氢离子在铜片表面被还原
3.钢铁在潮湿的空气中会被腐蚀，发生的原电池反
应为：2Fe＋2H2O＋O22Fe2＋＋4OH－。以下说法正确的是：
A.负极发生的反应为：Fe－2e－Fe2＋
B.正极发生的反应为：2H2O＋O2＋2e－4OH－
C.原电池是将电能转变为化学能的装置
D.钢柱在水下部分比在空气与水交界处更容易腐蚀
4.科学家近年来研制出一种新型细菌燃料电池，利用细菌将有机物转化为氢气，氢气进入以磷酸为电解质的燃料电池发电。电池负极反应为：
A.H2＋2OH－2H2O＋2e－ B.O2＋4H＋＋4e－2H2O
C.H22H＋＋2e－ D.O2＋2H2O＋4e－4OH－
5.铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
（1）写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。
（2）若将（1）中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应 负极反应 。

【布置作业】
【板书设计】
《化学能与电能》
一、化学能与电能的间接转化
二、化学能与电能的直接转化
1.原电池概念：
原电池电极的判断：
2.原电池的构成条件：
(1)
(2)
(3)
3.小结:

巩固检测
精讲点拨
合作探究
自主学习
课后提升
【授课流程图】
课内探究
课前延伸

【教学反思】
本节课采用实验探究式教学,既符合化学的学科特点,也符合学生的心理和思维的发展特点.本节课以实验事实设疑,又以实验事实释疑,让学生从直观,生动的实验中发现问题,找到学生的知识生长点，进一步引导学生进行推理和分析,再通过实验验证分析的结果.在探究活动中引导学生引导学生逐步突破原由认识，形成新认识，这样得出的结论学生才能真正理解和牢固掌握. 从学生的心理特点来看,高二的学生对新鲜事物有强烈的好奇心和探索欲望,对老师的讲授敢于质疑,有自己的想法和主见.往往不满足于老师告诉他是什么,而更愿意自己去探索是什么和为什么.并且具备了初步的探索能力.本节课的部分实验是预先设计的,但同样起到了实验探究应有的作用，作为学生的知识水平很容易盲目去探索. 本节课应给学生充分的讨论时间和自由发表意见的机会.因为小组的每个成员的知识水平存在差异,对问题的分析能力不同,充分的讨论有利于组内的交流和互助,使实验探究活动成为全体同学而不是部分尖子生的活动.在实验探究的过程中,学生肯定发现了不少新问题,心里有很多想法,其中不乏正确的和错误的,常规的和富于创新的想法.因此要让学生把他的想法表达出来,这既能丰富学生对原理和正确结论的多角度的认识,也是对学生探究精神的一种肯定和保护. 由于本节课采取讨论式和学生实验探究的教学模式,课堂组织尤为重要.应在课前对学生进行分组,四人为一小组较合适,以便于学生展开实验探究活动和讨论.在学生实验和讨论过程中,教师应深入学生中,接受反馈信息,及时发现学生实验过程中可能出现的问题并加以个别指导.
引课创设情景，学生通过复习中得到启发，沿着化学必修2种锌铜硫酸原电池的历程，设置驱动性活动，与必修基础化学衔接，而后进行设计、分析可行性，动手实验探讨原电池原理，然后开展第一个探究性实验：通过提供材料，让学生设计实验方案，分组讨论、分析可行性，得出最佳方案，实验探讨构成原电池，在实验中发现问题，分析找出原因，找到解决问题的方法。最后开展第二个探究性实验：利用所学知识，根据现有材料，分析可行性，试验证明，得到结论。
教学过程中分别设计两组学生探究实验和一组学生自主探索实验，让学生亲自动手去发现问题，并用模拟动画进行理论探索，目的在于加强了物理化学知识的综合，提高综合能力.在教学中,让实验成为学生实践体验的一部分,通过自主实验,启发引导,小组合作,讨论分析等方法,让实验成为帮助学生开展探究活动的积极手段,结合人类探究原电池的历史和结合现代科技发展的趋势，将引导学生研究相关内容，并在其过程中培养他们基本技能,激发他们的探究热情.从整节课的教学过程来看,它重在探究,重实践.在实验探究中,不仅激发学生学习兴趣获得知识,更能启迪学生思维,培养科学精神和创新能力,为学生的进一步发展创造一个新的局面.在实践中学会交流,学会合作,并意识到合作是学习的有效途径,提高科学探究能力，敢于置疑，勤与思考，善于与人合作，回运用观察，实验，分析，等手段去获取信息，会利用比较，归纳等方法对信息进行加工处理，培养集体意识,很好实现化学教学的情感目标.从整体教学效果来看,学生对知识点的掌握还算可以,通过实践——认识——再实践的亲身体验的学习过程,养成务实求是，勇于创新，积极实验，加深了对知识的理解.更重要的是,也让学生充分展示自己的机会,使课堂围绕学生为中心的教学活动,真正体现学生的主体地位,大大激发学习积极性，在人类文化背景下构件知识，充分体现人文内涵，发挥探究对人文精神的积极作用，体验到在实验中的收获所带来的喜悦，增强了他们对科学探究的热情.
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