江苏省邳州市第二中学高三化学《化学能转化为电能 电池》复习教案2
化学能转化为电能教案(推荐五篇)
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化学能转化为电能教案(推荐五篇)第一篇:化学能转化为电能教案《化学能转化为电能》教案【引入】在上课伊始,先请大家观看一个最近网上热传的实验-小马达实验。
【演示】小马达实验(用展台)【教师】是什么使得小马达转动起来的呢?【学生】电池【教师】电池释放的电能来自哪里?今天我们就将循着科学家们的足迹,通过实验再一次去探究电池的起源及其工作原理。
请同学们根据学案上的要求完成【实验探究一】,将实验现象记录在表格中,并根据提示思考、讨论学案上的两个问题。
【学生】做实验、思考、讨论【教师】现在找一位学生代表向大家报告你所观察到的实验现象【教师】通过实验,大家共同分析产生如此现象的原因何在。
锌片上为何产生气体?因为锌是一种比较活泼的金属,能从酸中置换出氢来。
铜上无气泡是因为铜与酸不反应。
连接导线后,铜上却有气泡了为什么呢?这个问题大家就打个大问号,放在这,先看下一个实验现象。
电流表转动了说明有电流产生。
以上实验中看到的现象早在1799年就被意大利物理学家伏打捕捉并加以研究,从而发明了世界上第一个把化学能转化为电能的装置-伏打电池,即原电池。
【板书】一、原电池【教师】为了更好的解释这两个现象,我们可以借助学案上的第一个问题。
铜与稀硫酸不反应,但与锌片连接后,铜片上有气泡产生,气体最可能是什么?是由什么粒子转化而来?该粒子所得到的电子最可能是谁提供的?【学生回答】气体是氢气,由氢离子转化而来……锌铜用导线相连后,锌失去电子形成锌离子进入溶液,因为锌失去电子,发生什么反应?氧化还是还原?锌片的周围有许多来不及扩散到溶液中去的锌离子,锌离子对氢离子有排斥作用,使氢离子很难在锌片上直接得到电子。
失去的电子经过导线流入铜片,铜片周围的氢离子得电子生成氢气。
铜片附近溶液的氢离子减少了,锌片附近溶液中增加的锌离子就会向铜片附近游动,硫酸根离子向锌片附近游动。
从而使电极和溶液形成了一个电流回路。
其中锌片是流出电子的一极,铜片是流入电子的一极。
高中化学《2化学能转化为电能—电池》优质课教学设计、教案
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高中《化学反应原理》(选修)第1 章化学反应与能量变化第3 节化学能转化为电能—电池第1 课时原电池的工作原理教学设计1.教学目标【知识与技能】对锌铜原电池再研究,加深对原电池工作原理的认识。
通过实验与分析,了解单液原电池的缺点和改进方法。
掌握盐桥双液原电池的工作原理。
【过程与方法】采用实验研究的方法,设计并完成一些基本的原电池实验。
并能写出原电池的电极反应式和电池反应式。
采用实验—问题探究法贯穿全局,充分尊重学生的认知结构,从对单液原电池的优化引出双液原电池的装置,再由双液原电池的优化引出离子交换膜电池装置,在解决问题的过程中不断发现问题,继而解决问题。
【情感态度与价值观】从能量的角度,体会化学学科对个人生活和社会发展的贡献,并关注环保问题,形成正确的环保观。
在学习中体验并享受实验探究带来的快乐,养成良好的化学学科素养。
增强理论联系实际的能力,体会化学学科源于生活,而又用于生活的学科价值。
2.教学重点原电池的工作原理;电极反应式的书写3.教学难点原电池的工作原理4.教学方法小组合作学习法,重难点指导法,实验探究法。
5.教学用品药品:锌片、铜片、硫酸铜等;仪器:电流表、导线、原电池槽、烧杯等。
6.教学过程【引入新课】多媒体展示图片,航天航空的高能电池以及生产生活中常见的电池,并简单介绍应用广泛的锂离子电池;了解电池的最新发展学生认真观看体会化学学科源于生活,而又用于生活的学科价值;激发学生的学习热情。
【学习目标】多媒体展示,给学生解读,让学生了解,使学生的学习有方向性。
【预习评价】多媒体展示预习案做的比较好的同学,给予鼓励,对于错的比较多的地方,给予指出改正。
【复习回顾】多媒体展示预习案和预习检测的答案,原电池定义、工作原理和构成条件等基础知识。
学生核对答案。
加深对形成原电池原理、构成条件等知识的认识。
【实验操作】学生小组内实验操作,再探原电池的工作原理。
学生实验探究,根据反应:Zn + CuSO4 =ZnSO4 + Cu,设计并组装一个原电池。
邳州市第二中学高三化学复习第六章第2讲原电池化学电源课件
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基础再现·深度思考
第2讲
3.二次电池(可充电电池) 铅蓄电池是最常见的二次电池,负极材料是 Pb,正极材 料是 PbO2。 (1)放电时的反应 2 ①负极反应: Pb-2e-+SO 4 ===PbSO4
- + ②正极反应:PbO2+2e +4H +SO 4 ===PbSO4+2H2O
2
③总反应:Pb+PbO2+2H2SO4===2PbSO4+2H2O
基础再现·深度思考
深度思考 3.铅蓄电池是典型的可充电电池, 它的正负极极板是惰性材料, 请回答下列问题(不考虑氢、氧 的氧化还原): (1)电解液中H2SO4的浓度将变____; 当外电路通过1 mol电子时,理论上负极板的质量增加
第2讲
__________g。 (2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时,若按上图连接,电解 一段时间后,则在A电极上生成________,B电极上生成 ____________,此时铅蓄电池的正负极的极性将_____。
基础再现·深度思考
解析
第2讲
(1)放电时为原电池,正极为 PbO2,其电极反应式为
PbO2+4H++SO2-+2e-===PbSO4+2H2O。 从电池总反应式 4 可知,随着电池放电,H2SO4 不断被消耗,因此,其浓度逐 渐变小;由 Pb+SO2--2e-===PbSO4 可知,当外电路通过 1 4 mol e-时,理论上负极板由 0.5 mol Pb 变为 0.5 mol PbSO4, 即质量增加 96 g· -1×0.5 mol=48 g。 mol
规律方法·解题指导
第2讲
解析 分析反应的化合价变化,可得Li失电子,被氧化,为 还原剂,SOCl2得电子,被还原,为氧化剂。 (1)负极材料为Li(还原剂),Li-e ===Li ;
江苏省邳州市第二中学高三化学电能转化为化学能电解复习教案2汇总
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江苏省邳州市第二中学高三化学电能转化为化学能电解复习教案2知识与能力:1. 通过对熔融氯化钠电解体系的分析,使学生掌握电解、电解池概念,清晰地建立起电极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极;2. 通过运用电解的原理分析食盐水的电解、铜的电解精练,了解这些较复杂体系中所发生的反应以及电解的实用价值;3. 通过学习电镀的内容,使学生了解具有一定特殊性的、另一种电解原理的应用方法,并进一步体会电解对人类社会的重要贡献;4. 通过活动探究,提高学生的实验能力和分析能力;5. 从能量的角度理解化学科学的重要性。
过程与方法:采用问题驱动的方法,经联想质疑中熟知的反应切入提出问题,将学生引入本节学习;以已知离子在电场中的定向移动为起点,从而分析具体反应中阴阳离子的移向,在渐进的学习中明白电解、电解池,并学会书写电极反应式;在电解原理的应用中,要让学生明白规律是有条件限制的。
情感、态度与价值观:进一步体会化学的魅力,激发对学习的兴趣;了解方法的重要意义,明白将来实现的重要价值。
教学重点:电解原理、电极反应教学难点:阴极和阳极以及电极反应的概念、正确书写电极反应式课时安排:共5课时(新课3课时,复习练习2课时)教学过程:(第一课时)【联想?质疑】已知金属钠与氯气反应的热化学方程式:2Na(s)+CI 2=2NaCI(s)△ H= —822.3 kJ?mol—1如果要真个反应反方向进行,则需要外界提供能量,那么大家想一想我们可以采用什么样的外界能量。
【学生】电能。
【提问】那么这样的反应是什么能转化为什么能?【学生】电能转化为化学能【教师】对,电能转化为化学能的一中重要方法就是电解,下面我们就来学习电解。
首先我们来以电解熔融NaCI 了解一下电解的原理【板书】一、电解的原理【阅读交流】1)、通电前,熔融氯化钠中存在哪些离子?这些离子的运动情况怎样?2)、通电后,外电路上的电流方向怎样?3) 、接通电源后,熔融氯化钠中Na+、Cl-各向那个方向运动?4) 、移到两极表面的Na+、Cl-将发生什么变化?【讲解】在熔融NaCl中,存在自由移动的Na+和Cl-,做杂乱无章的运动。
高考化学二轮复习教案:第22讲 化学能转化为电能---电池
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第22讲 化学能转化为电能---电池(建议2课时完成)[考试目标]1.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。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
3.理解金属发生电化学腐蚀的原因,金属腐蚀的危害,防止金属腐蚀的措施。
[要点精析]一、原电池的工作原理1.定义:将化学能转化为电能的装置称为原电池2.形成条件(1)具有活动性不同的电极(2)具有电解质溶液(3)具有(导线相连组成)闭合回路。
3.电极判断负极:失电子的电极(较活泼的金属)正极:得电子的电极(较不活泼的金属或非金属)4.电极反应负极:失电子——氧化反应正极:得电子——还原反应5.能量转化:化学能转化为电能 (提供电流)外电路 电子移动方向:负极→正极; 电流方向:正极→负极二、化学电池1.锌锰干电池负极Zn +2OH - → Zn (OH )2 +2e -正极2MnO 2(S )+ H 2O (l )+ 2e -→ Mn 2O 3 + 2OH -电池反应为: Zn +2MnO 2 +H 2O == Zn (OH )2 + Mn 2O 32.铅蓄电池负极Pb +-24SO PbSO 4 +2e -正极 PbO 2 + 4H + + -24SO + 2e - PbSO 4 + 2H 2O 电池反应PbO 2 + Pb + 2H 2SO 4 2PbSO 4 + 2H 2O3.氢氧燃料电池(以KOH 为电解质溶液)负极2H 2 + 4OH - → 4H 2O + 4e -正极 O 2 + 2H 2O + 4e - → 4OH -放电 充电放电 充电放电 充电电池反应 2H2 + O2 == 2H2O三、金属的腐蚀与防腐化学腐蚀:腐蚀过程中无电流产生1.金属腐蚀分类电化学腐蚀:腐蚀过程中有电流产生2.钢铁腐蚀的电化学原理(1)析氢腐蚀(酸性较强环境中)负极:Fe → Fe2+ + 2e-正极:2H+ + 2e-→ H2↑电池反应为 Fe + 2H+ == Fe2+ + H2↑(2)吸氧腐蚀(中性或酸性很弱环境中)负极: Fe → Fe2+ + 2e-正极:2H2O + O2 + 4e—→ 4OH-电池反应为 2Fe+ O2 + 2H2O == Fe(OH)23.金属的保护(1)在金属表面覆盖保护层(如油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶、电镀、钝化等)(2)电化学保护法(3)改变金属的内部组织结构四、方法突破(一)原电池的判定1.先分析有无外接电源,有外接电源的是电解池,无外接电源的可能为原电池;然后依据原电池的形成条件分析判断,主要是四看:(1)看电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)(2)看溶液——两极插在溶液中(3)看回路——形成闭合回路或两极直接接触(4)看本质——有无氧化还原发生2.多池相连,但无外接电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看作电解池(二)原电池正、负极的确定1.由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强的金属为负极,一般地,负极材料与电解质溶液要能发生反应。
高中化学《化学能转化为电能——电池》优质课教学设计、教案
![高中化学《化学能转化为电能——电池》优质课教学设计、教案](https://img.taocdn.com/s3/m/6192f3e97e21af45b207a852.png)
教学设计指导思想:充分调动学生的积极性和主动性,以学生为主体,让学生自主地参与知识的获得过程,并给学生充分的表达自己想法的机会。
以实验为载体,创设问题情境,将设计原电池与知识回顾、新知识引入融为一体,将实验探究与思考交流交替进行,充分利用学生的好奇心和求知欲设计层层实验和问题情境,使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。
在教学内容的安排上,按照从易到难,从实践到理论再到实践的顺序,首先通过橙子电池视频,引人课题。
在实验——观察——讨论——推测——验证的过程中,学习和理解原电池的概念和原理。
在此基础上,通过实验探索能产生持续稳定电流的原电池的条件。
最后,让学生体会盐桥原电池在实用性开发方面的积极意义。
根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实际需要,采取了启发、讨论、实验探究等教学方法,并采用多媒体进行教学。
应用原电池么问题?[质疑2]锌片上产生大量铜对原电池电能的提供有没有影响?[质疑3]如何改进这套装置?[质疑4]盐桥原电池的优点有哪些?[ 师生总结] 盐桥原电池的优点。
1.能量转换率高2.产生持续、稳定的电流2.锌片与硫酸铜溶液因为直接接触而发生氧化还原反应这种原电池的工作效率低学生提出改进的实验方案师生共同完成实验二主要现象记录1.锌片上没有明显现象2.电流表指针恒定氧化剂和还原剂可以不直接接触,在有盐桥的特定原电池装置下,也能发生氧勤于思考。
培养学生利用信息、分析问题的能力培养学生运用比较的方法加工信息体会盐桥原电池的功能与价值。
化学能转化为电能电池(教案)
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化学能转化为电能-电池(教案)第一章:电池的基本概念1.1 电池的定义介绍电池的定义和作用解释电池是将化学能转化为电能的装置1.2 电池的分类介绍不同类型的电池,如原电池、二次电池、燃料电池等解释每种电池的工作原理和应用领域1.3 电池的组成介绍电池的基本组成部分,如电解质、电极、隔膜等解释每个部分的作用和重要性第二章:原电池的工作原理2.1 原电池的定义和组成介绍原电池的定义和组成解释原电池的正负极和电子流动方向2.2 氧化还原反应解释氧化还原反应的概念和重要性举例说明氧化还原反应在原电池中的应用2.3 原电池的电动势介绍电动势的概念和单位解释电动势与电池的能量转换关系第三章:二次电池的工作原理3.1 二次电池的定义和组成介绍二次电池的定义和组成解释二次电池的正负极和可充电性3.2 充电和放电过程解释二次电池的充电和放电过程介绍充电器和工作原理3.3 二次电池的应用介绍二次电池在不同领域的应用,如手机、电动汽车等第四章:燃料电池的工作原理4.1 燃料电池的定义和组成介绍燃料电池的定义和组成解释燃料电池的正负极和气体流动方向4.2 燃料和氧化剂的选择介绍燃料电池中燃料和氧化剂的选择原则举例说明不同燃料和氧化剂的应用和优缺点4.3 燃料电池的效率和应用介绍燃料电池的效率和影响因素举例说明燃料电池在不同领域的应用,如燃料电池汽车、便携式电源等第五章:电池的应用和前景5.1 电池在能源存储中的应用介绍电池在可再生能源存储、电网调节等方面的应用解释电池在能源系统中的重要性和作用5.2 电池在便携式电子设备中的应用介绍电池在手机、笔记本电脑、可穿戴设备等中的应用解释电池对便携式电子设备性能的影响5.3 电池的发展趋势和前景介绍电池技术的最新进展和未来发展趋势探讨电池在可持续发展和环境保护中的作用和潜力第六章:电池的性能参数6.1 电池的容量介绍电池容量的定义和单位解释容量与电池储存能量的关系6.2 电池的电动势和内阻介绍电动势和内阻的概念及其对电池性能的影响解释电动势和内阻的测量方法6.3 电池的循环寿命介绍电池循环寿命的定义和影响因素讨论电池循环寿命的测试方法和提高寿命的策略第七章:电池的安全性和环保性7.1 电池的安全性介绍电池安全性的重要性讨论电池过热、过充、短路等问题及其解决方法7.2 电池的环保性介绍电池废弃物和废液的环境影响讨论电池回收和再利用的技术和方法7.3 锂离子电池的安全性和环保问题特别强调锂离子电池的安全性和环保问题介绍锂离子电池的特殊处理和回收方法第八章:电池的管理和维护8.1 电池的存储和管理介绍电池存储的条件和管理方法讨论电池的运输和使用的注意事项8.2 电池的充电和放电策略介绍电池的充电和放电技巧讨论快速充电和慢速充电的优缺点8.3 电池的维护和修理介绍电池的日常维护和故障处理方法讨论电池的修复和保养技巧第九章:电池在特定应用中的性能优化9.1 电池在电动汽车中的应用介绍电动汽车对电池性能的要求讨论电池管理系统在电动汽车中的应用9.2 电池在可再生能源存储中的应用介绍可再生能源存储对电池性能的需求讨论电池在光伏和风能存储系统中的应用9.3 电池在便携式电子设备中的性能优化介绍便携式电子设备对电池性能的特定要求讨论电池在这些设备中的性能优化策略第十章:电池技术的未来发展趋势10.1 新型电池技术的探索介绍当前研究中的新型电池技术,如固态电池、锂空气电池等讨论这些新型电池技术的潜力和挑战10.2 电池技术的商业化应用探讨新型电池技术在商业化应用中的进展和前景分析电池技术对不同行业的影响和机遇10.3 电池技术在可持续发展中的作用强调电池技术在推动可持续发展和环境保护中的重要性讨论电池技术在实现清洁能源转型中的角色重点解析本文主要介绍了电池的基本概念、工作原理、性能参数、安全性和环保性、管理和维护、特定应用中的性能优化以及未来发展趋势。
高三化学 电能转化为化学能 电解复习教案1
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遇火或遇强光会爆炸, Cl2 接触 NaOH 溶液会 反应生成 NaCl 和 NaClO ,使产品不纯. 第二个问题是:饱和食盐水必须精制 .因为粗盐水电解会损坏离子交换膜.
(1)离子交换膜
使 用离子交换膜能解决上述第一个问题.
离子交换膜属于功能高 分子材料.离子交换膜分为阳离子交换膜和阴离子交换膜 ,阳
江苏省邳州市第二中学高三化学 电能转化为化学能 电解复习 教案 1
一、电解饱和食盐水的原理 在 NaCl 溶液中, NaCl 电离出 Na 与 Cl , H 2O 电离出 H 与 OH .通电后,在电场
的作用下, Na 与 H 向阴极 移动, Cl与 OH 向阳极移 动.
在阳极,由于 Cl与 OH 容易失去电子,所以 Cl 失去电子 被氧化生成 Cl2 . 在阴极, Na 不得电子而 H 得到电子被还原生成 H 2 . H 得 电子后,使 H 2O 电离 向右移动,因此,阴极产物包括 H 2与 OH . 阳极: 2Cl 2e Cl2 阴极: 2H 2e H 2
总反应: 2Cl
电解 2H 2O Cl2
H2
2OH
或
2NaCl
电解 2H 2O Cl2
H2
2NaOH
工业上电解饱和食盐水是用涂有钛、钌等氧化物 的钛网作阳极,用碳钢网作阴极.
二、电解饱和食盐水制烧碱必须解决两个主要问题
第一个问题是:避免生成物 Cl2与 H 2 混合和 Cl2 接触 NaOH 溶液.因为 Cl2与 H 2 混合
(4)pH 变化判断 只出 H2,pH 升高(H+放电)如 NaCl、KBr、HCl 只出 O2,pH 降低(OH -放 电)如 CuS O4、AgNO 3 H2、O2 同时出(H+、OH-放电,实质电解水)
苏教版高中化学必修2-专题二 第三单元 化学能转化为电能(复习课) 课程教学设计
![苏教版高中化学必修2-专题二 第三单元 化学能转化为电能(复习课) 课程教学设计](https://img.taocdn.com/s3/m/5129b245de80d4d8d15a4fc5.png)
化学能与电能的转化课型:复习课【目标】1.通过实验探究认识化学能可以转化为电能。
2.从电子转移的角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。
3.会书写简单的原电池的电极反应式及电池总反应方程式(离子方程式)。
【重点难点】1.初步了解原电池的概念、原理、组成及应用。
2.通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。
【教学过程】[背诵][听写]1.原电池:把能转化为能的装置(锌/铜/稀硫酸)(1)铜锌原电池的正负极:锌是、铜是极(2)外电路电子流向:电子由极流向极(即由流向)(3)内电路阴阳离子流向:电解质溶液中,Zn2+和H+向极移动,SO42-向极移动。
(4)现象:负极,正极(5)电极反应:正极反应类型:)负极(反应类型:)总的反应可表示为:。
(6)C(H+),PH(7)燃料电池:做负极;做正极2.原电池构成条件①原电池反应必须是反应;②具有的两个电极(金属与金属或金属与能导电的非金属);③两电极均插入中;④电解质溶液、电极、导线形成3判断原电池的正、负极(1)A电子流出的极是(2)C 较活泼电极是(3)发生氧化反应是(4)质量减小的极是【学生】改错【师生】总结、【交流与讨论】1、2【练习】[活学活用] 1、2、3、4【当堂检测】( )1.下列关于右图所示原电池装置的叙述中,正确的是A.铜片是负极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( )2.氢氧燃料电池可以使用在航天飞机上,其反应原理示意图如右下图。
下列有关氢氧燃料电池的说法,不正确的是A.该电池工作时化学能转化为电能B.该电池中电极b是正极,发生还原反应C.外电路中电流由电极a通过导线流向电极bD.该电池的总反应:2H2+O2=2H2O( )3.将锌片和铜片按图示方式插入柠檬中,电流计指针发生偏转。
下列针对该装置的说法,正确的是A.将电能转换为化学能B.电子由铜片流出C.锌片是负极D.铜片逐渐被腐蚀( )4.X、Y、Z三种金属,X、Y组成原电池,X是负极;把Y放在Z的硝酸盐溶液中,Y表面有Z析出。
苏教版高中化学必修2-专题二 第三单元 化学能转化为电能 课程教学设计
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《化学能转化为电能》的课堂教学设计
教学设计意图:本节课以氧化还原为主线,通过两个对比实验得出原电池的实质就是发生氧化还原反应,不同的是它把一个氧化还原反应拆成两个半反应,分别在两个电极上发生,让学生更深刻的理解原电池原理,从而学会判断原电池的正负极、电极反应式的书写、电子移动的方向。
通过可乐纸杯的实验,让学生得出构成原电池的条件,然后展示各式电池,培养环保意识。
教学目标
1.知识目标:
(1)了解原电池概念及组成原电池的条件。
(2)判断铜锌原电池的正、负极,能正确书写电极反应式。
(3)根据化学方程式设计原电池。
(4)判断一些复杂的原电池的正负极及电极方程式书写
2.能力目标:
(1)培养实验操作能力
(2)探究合作精神
3.情感目标:
增强环保意识
重点:原电池工作原理和组成条件
难点:原电池工作原理、电极方程式的书写
A教案:
课后反思:本节课尝试采用启发和实验并存的探究法,以“问题驱动”式教学,把本源的,固定的,抽象的知识转化为学生变化的,个性的,直观的知识深入发现原电池原理。
重点放在原电池工作原理,把构成原电池的条件作简单介绍。
此外,这节课从单纯的传授知识转变为引导学生自主学习,从“填鸭式”教学转变为启发诱导式,充分体现了以学生为主体,以教师为主导的教育思想,有效的调动和保持了学生探究的兴趣和热情,较好地落实了课堂的教学目标。
然而,过于注重本节课的完整性,耗时超过了几分钟,但从学生的巩固练习来看,大多数学生对原电池工作原理,思路清晰,整体效果较好。
高中化学《化学能转化为电能——电池》教案教学设计
![高中化学《化学能转化为电能——电池》教案教学设计](https://img.taocdn.com/s3/m/10a9cf7b59fafab069dc5022aaea998fcc22409d.png)
《化学能转化为电能——电池》一、学习目标的确立(一)课标分析本课时对应了《普通高中化学课程标准(2017年版2020修订)》中选择性必修课程“化学反应原理”模块的“主题 1 化学反应与能量”。
《课程标准》中的相关要求为:“认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用,了解原电池及常见化学电源的工作原理。
”在教学过程中,应继续发展学生“宏观辨识与微观探析”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”的化学学科核心素养,丰富学生对能量转化形式的认识,使学生能从宏观、微观层面分析化学能转化为电能的原理,能构建起原电池工作原理的认识模型,并能基于认识模型分析陌生的化学电池,设计电池。
(二)教材分析本节课选自鲁科版化学选择性必修1 《化学反应原理》的第一章第二节《化学能转化为电能——电池》第1课时,是在必修课程“氧化还原反应”“化学反应与能量转化”的基础上,对原电池知识的继续深入。
从本章的内容体系来看,“原电池”与第三节的“电解池”并列,是电化学中的两个分支,都是本章的重点教学内容。
同时,通过学习本节课,建立起原电池工作原理的分析模型,为学生学习本章的第四节《金属腐蚀与防护》以及《微项目:设计载人航天器用化学电池与氧气再生方案》做好理论知识准备。
由此可以看出,本课时的内容在章节知识体系的构建中,起着较为重要的构建和转承作用。
(三)学情分析学生在必修课程阶段已经学习了氧化还原反应、离子反应等必备知识,以及原电池的构成条件、正极和负极的判断等基本的原电池相关知识。
本节课在学生已有的知识基础上,从学生较为熟悉的铜锌单液原电池出发,通过设置层层递进的问题,引导学生继续深入地学习原电池的工作原理,帮助学生形成较为系统的原电池认识模型,为其后续学习电解原理、形成系统的电化学认识模型打下基础。
(四)学习目标基于以上分析,将本课时的学习目标确定如下:1、宏观辨识与微观探析:通过对铜锌单液和双液原电池的实验探究,回顾并完善对原电池工作原理的理解,分析单液、双液原电池的优缺点。
高中化学 第一节化学能转化为电能教案 苏教版必修2
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第一节化学能转化为电能【教学目的】1、掌握原电池的形成过程和形成条件2、能熟练地识别原电池的正负极,书写电极反应和原电池方程式。
【教学重点】原电池的工作原理【教学难点】电极的反应式的书写【教学过程】〖活动与探究〗1、铜片、锌片分别放入稀硫酸中,有何现象?2、铜片、锌片用导线连接起来,再放入稀硫酸中,又有什么现象?再用电流表检测电路中有无电流?[现象]用导线连接后,锌片不断溶解,而铜片上有气泡产生。
电流表指针发生偏转。
[解释]当用导线把锌和铜连接起来时,由于锌比铜活泼,锌失去电子变成离子而进入溶液,+从铜片上获得电子,变成氢原子,进而形成氢分子从电子则通过导线流向铜片,溶液中的H 铜片上放出。
上述氧化还原反应因电子的转移而产生电流。
一、原电池概念:把化学能转变为电能的装置:二、原电池工作原理、锌铜原电池:12+- =Zn(氧化反应)):Zn—2e负极(Zn-+↑(还原反应)2H+2e=H正极(Cu):22++↑原电池反应:Zn+2H=Zn H2 2、反应本质:发生氧化还原反应 3、电极名称及判断:负极:较活泼的金属(失去电子,发生氧化反应)正极:较不活泼金属或非金属或氧化物(氧化性微粒在此处得电子,发生还原反应)n+ne→MM- 活泼金属失去电子而被氧化腐蚀4、电极反应:负极:—+正极:酸性溶液2H+2e→H+4e→4OH↑,中性或弱酸性溶液2HO+O222n++ne→M不活泼金属的盐溶液 M5、电子流向:负极→正极三、原电池的形成条件:1、活动性不同的金属(或金属与非金属)2、相互接触,并插入电解质溶液中形成闭合回路。
3、能够自发进行的氧化还原反应。
四、原电池的应用11、金属的腐蚀与防护2、改变化学反应速率3、金属活动性的强弱判断4、制化学电源【交流与讨论】2+-(氧化反应)负极(Fe):2Fe—4e=2Fe--=4OH(还原反应):)2HO+ O+4e正极(C22)OH2Fe+2HO+ O= Fe(原电池反应:222)OH+O+2 HO= 4Fe(4Fe(OH)3b四块金属片浸入稀硫酸中,用导线两两相连组成原电池。
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Zn
Cu × 江苏省邳州市第二中学高三化学《化学能转化为电能 电池》复习教案2
一、教学目标 1.体验化学能与电能相互转化的探究过程
2.金属的电化学腐蚀
3. 电极反应式的写法
二、教学重点
初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
电极反应式的写法。
三、教学难点
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。
试验探究: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。
一、原电池
(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。
所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。
(2)实质:将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。
即将化学能转化成电能的形式释放。
问:那么这个过程是怎样实现的呢?我们来看原电池原理的工作原理。
(3)原理:(负氧正还)
问:在锌铜原电池中哪种物质失电子?哪种物质得到电子?
学生:活泼金属锌失电子,氢离子得到电子
问:导线上有电流产生,即有电子的定向移动,那么电子从锌流向铜,还是铜流向锌?
学生:锌流向铜
讲:当铜上有电子富集时,又是谁得到了电子?
学生:溶液中的氢离子
讲:整个放电过程是:锌上的电子通过导线流向用电器,从铜流回原电池,形成电流,同时氢离子在正极上得到电子放出氢气,这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。
讲:我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反,所以电流的方向是从铜到锌,在电学上我们知道电流是从正极流向负极的,所以,锌铜原电池中,正负极分别是什么?
学生:负极(Zn)正极(Cu)
实验:我们用干电池验证一下我们分析的正负极是否正确!
讲:我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理,又叫电极方程式或电极反应。
一般先写负极,所以可表示为:
负极(Zn):Zn-2e=Zn2+(氧化)
正极(Cu):2H++2e=H2↑(还原)
讲:其中负极上发生的是氧化反应,正极上发生的是还原反应,即负氧正还。
注意:电极方程式要①注明正负极和电极材料②满足所有守衡
总反应是:Zn+2H+=Zn2++H2↑
讲:原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。
转折:可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液,及导线。
那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢?
学生:当然能,生活中有形形色色的电池。
过渡:也就是构成原电池要具备怎样的条件?
二、原电池的构成条件的探究---分组实验活动--- 课件展示
思考:锌铜原电池的正负极可换成哪些物质?保证锌铜原电池原理不变,正负极可换成哪些物质?( C、Fe、 Sn、 Pb、 Ag、 Pt、 Au等)
思考:如何根据氧化还原反应原理来设计原电池呢?
请将氧化还原反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+设计成电池:有学生板演画出装置图,
讲述:设计成盐桥的原理及有点
此电池的优点:能产生持续、稳定的电流。
其中,用到了盐桥
什么是盐桥?
盐桥中装有饱和的K Cl溶液和琼脂制成的胶冻,胶冻的作用是防止管中溶液流出。
盐桥的作用是什么?
可使由它连接的两溶液保持电中性,否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电,铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。
盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移,使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。
导线的作用是传递电子,沟通外电路。
而盐桥的作用则是沟通内电路。
结论:
1、活泼性不同的两电极
2、电解质溶液
3、形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液
4、自发的氧化还原反应(本质条件)
三、 化学电源
(1) 干电池(NH 4Cl 糊状物为电解质)
负极(锌筒):Zn-2e —=Zn 2+,
正极(石墨)2NH 4++2MnO 2 + 2e -=2NH 3↑+Mn 2O 3+H 2O
总反应:Zn+2NH 4++2MnO 2= Zn 2++2NH 3↑+Mn 2O 3+H 2O
(2) 银锌电池(电解质为KOH )
负极:Zn+2OH --2e -=Zn(OH)2(或Zn+2OH --2e - =ZnO+H 2O )
正极:Ag 2O+H 2O+2e -=2Ag+2OH -
总反应:Zn+Ag 2O+H 2O=Zn(OH)2+2Ag (或 Zn+Ag 2O=ZnO+2Ag )
(3) 铅蓄电池(电解质溶液为稀硫酸)
负极(Pb ):Pb+SO 42--2e -=PbSO 4,
正极(PbO 2):PbO 2+4H ++ SO 42-+2e -=PbSO 4+2H 2O
总反应:Pb+P bO 2+2H 2SO 4=2PbSO 4+2H 2O
(4) 燃料电池:当前广泛应用于空间技术的一种典型燃料电池就是氢氧燃料电池,它是一种高效低污染的新型电池,主要用于航天领域。
它的电极材料一般为活化电极,碳电极上嵌有微细分散的铂等金属作催化剂,如铂电极、活性炭电极等,具有很强的催化活性。
电解质溶液一般为40%的KOH 溶液。
电极反应式为:负极 H 22H
2H +2OH --2 e -=2H 2O 正极 O2+2H 2O +4 e -=4OH -
电池总反应式为:2H 2+O2=2H 2O 另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH 溶液作电极,又在两极上分别通甲烷(燃料)和氧气(氧化剂)。
电极反应式为:
负极:CH 4+10OH --8e -
=CO 32-+7H 2O ; 正极:4H 2O +2O 2+8e -
=8OH -。
电池总反应式为:CH 4+2O 2+2KOH =K 2CO 3+3H 2O
四、 金属的电化学腐蚀与防护 【学生看书讨论】
1.什么是金属的腐蚀?金属腐蚀的本质是什么?
2.化学腐蚀与电化学腐蚀的共同点和不同点是什么?
3.钢铁腐蚀的两种情况?电极反应的书写?
4.金属的防护的方法有哪些?。