新课标人教版高中化学选修四第四章第一节原电池 第一课时 教学设计

新课标人教版高中化学选修四

第四章第一节原电池第一课时教学设计

一、教学设计思路

【课程标准与教材分析】

(一)课程标准：新课标要求学生能从根本上了解化学能与电能之间发生转化的原因；能正确书写电极反应式和电池反应方程式，解释金属发生电化学腐蚀的原因。

(二)教材分析：本节内容是在《必修2》中第二章第二节《化学能与电能》的基础上，进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对电池效率的探究，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，从本质上了解原电池的工作原理，是在必修2基础上的深化。

【教学设计基本思路】

本节课在设计上，希望能通过对必修2相关知识的回顾复习，逐步深化了解原电池的工作原理。因此，围绕“原电池的设计”展开思路，结合学生的认知能力和必修2中相关知识的介绍，以实验探究的模式，设计了四个递进的问题，以问题的逐步解决推进教学进程。

【教学设计重点】

采用问题探究法贯穿全局，充分尊重学生的认知结构，以复习的形式引入新课，在对旧知识的归纳总结中引出问题：什么样的化学反应可以设计成原电池？再在解决问题的过程中不断引发新问题，问题的设计过渡自然、层层递进，在对问题的探讨过程中实现本节课的教学目标。

二、教学目标

1、了解原电池的工作原理。

2、掌握构成原电池的条件。

3、能够正确书写电极反应式和电池反应方程式。

（二）、过程与方法

1、体验化学能转化为电能的探究过程。

2、通过分组实验培养观察能力与分析思维能力。

3、学习以问题为中心的学习方法，学会发现问题、解决问题的方法。

4、加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法。

（三）、情感态度价值观

通过一些实验和科学探究过程，增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。

重点进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式

难点原电池的工作原理

教学方法启发式实验引导探究法

仪器、用品烧杯、U形管、表面皿、电流表、盐桥、导线、金属Cu、Zn、Fe、Al和CuSO4、Cl等溶液，以及人体电池等自制教具。

教师活动学生活动设计意图

[引入]今天我们上课需要多媒体设备、投影设备、照明设备，它们的使用都和电有关。必修2中，我们就学习了一种能将化学能直接转变为电能的装置，大家还记得这种装置是什么吗？

[学生回答]

[过渡]这节课我们将继续探讨原电池的有关知识。

[板书]第一节原电池

[大屏幕展示] 五个不同装置，让学生复习回忆、总结原电池形成条件。

[板书]一、组成原电池的条件

[学生练习]回忆高一实验时观察到的现象。判断Cu-Zn原电池的正负极、写出电极反应式。再判断氢氧燃料电池的正负极、写出电极反应式。

[启发]写总反应方程式，归纳共性

[板书]二、原电池的作用

[分组探究实验]请各小组完成探究实验1-2，还可以按照自己的设计组装仪器，开始实验，记录反应初始时及反应后1分钟、2分钟、3分钟时电流表的读数。（注意整个过程不要挪动电极）3分钟实验完成后再取出电极，观察电极变化。

[提问]两个探究实验现象如何？说明什么？实验2为何电流会衰减？

请从各个组件的变化上进行分析。

[播放课件]微观动画展现实验过程。

[结论]由于Zn片与CuSO4溶液直接接触，在反应一段时间后，难免溶液中有Cu2+在Zn片表面被直接还原，一旦有少量Cu在Zn片表面析出，即在Zn表面也构成了原电池，进一步加速Cu在负极表面析出，致使向外输出的电流减弱。当Zn片表面完全被Cu覆盖后，反应终止。

原电池在设计上有什么条件？[展示]化学电源图片

[引导]作为原电池，其功能就是将化学能转换为电能，上述实验中负极上的变化影响了供电效率。今天演示的简易装置可以通过取出电极擦拭来消除这一改变，可是，生活中的化学电源能取出电极来擦拭吗？所以我们在设计上要加以改进。是否可以从源头上设法阻止溶液中的铜离子在负极锌片上被还原？

[学生实验]在老师指导下进行课本71页实验4-1的探究（课堂探究实验3）。

[提问]从原电池的形成条件来看，只差第三个条件——构成闭合回路。用导线？还是电解质溶液？

[讨论]装置改进后能产生持续、稳定电流的原因？

[学生小结]将原电池反应中的氧化反应与还原反应在两个不同区域内进行，再以适当的方式连接起来，从而获得了稳定持续的电流。

[练习]写出电极反应式。

[播放课件]微观动画展现实验过程。

[讲述]分析半电池反应，盐桥的作用。

[学生阅读课本P72的第五段]

[投影板书]1、思路：使锌与铜离子不直接接触。

2、措施：盐桥

作用：构成闭合通路

[过渡]所有牌号的干电池质量都一样吗？

[提问]在相同条件下，原电池输出电流的能力取决于什么？

[探究] Zn与H2SO4溶液的反应是能自发进行的氧化还原反应，请利用Zn+

H2SO4＝H2↑+ZnSO4原理设计原电池，引导学生观察实验现象。

[板书]三、原电池输出电流的能力

[学生实验探究后总结] 原电池的输出电能的能力：首先取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力；同时装置设计的合理性以及影响电极反应条件也是至关重要的因素。

[板书]四、原电池的供电能力与哪些设计因素有关？

[投影板书]与组成原电池的反应物的氧化还原能力和装置设计的合理性等因素有关。

[学生限时练习]1.利用Cu+2AgNO3＝Cu(NO3)2+2Ag原理，如何设计一个单液原电池和一个双液原电池，画出装置图，半段正、负极，写出电极反应式。

2.利用Zn+2FeCl3 =ZnCl2+2FeCl2设计一个单液原电池和一个双液原电池，画出装置图，半段正、负极，写出电极反应式。

3.判断镁、铝分别在稀硫酸溶液与氢氧化钠溶液中形成原电池时的正、负极，写出两极的电极反应式。

[学生归纳]电极判断及电极反应式的书写规律

1、根据电极材料的性质确定。

2、根据电极反应的本身确定。

[学生巩固练习]

复习原有知识，在已有知识的基础上衍生出新知识内容。

让学生通过类比，自己归纳原电池反应本质。

先动手设计，后从自己的设计中总结构成原电池的条件。

承前启后，让学生明白，理论知识运用于实际还是会遇到很多困难。

通过形象的动画展示，加强形象思维。

培养学生分析问题的能力。

检验学生的理解情况，将课堂的主体地位还给学生。

通过探究比较，让学生体验电极材料等条件不同时电流的差别，新奇试验让知识的学习饶有兴致。