第二节 化学能与电能

1 / 11第二节 化学能与电能第二节化学能与电能 第 1 课时 教学目标： 1、通过实验探究原电池中发生的反应，认识化学能转化为电能的基本原理。 2、学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问 题的能力。 3、通过实验和小组合作学习，体验科学探究过程。 4、了解各类电池在生产、生活实际中的应用，认识化学的价值。增强环保意识。 重点难点：初步了解原电池的概念、原理、组成及应用。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 创设问题情景 电能是现代社会最清洁、也是最重要的二次能源，人类生产、生活的各个方面都离不开它。而火力发电又在电能生产中占有相当大的比重，是电能最主要的来源。 播放录像或展示图片 2 / 11提问 燃烧的本质是什么？火力发电中能量的转化方式是怎样的？火力发电又有哪些优 点和缺点呢？ 学生讨论、分析 激疑 针对火力发电的缺点，能否通过某些方式将化学能直接转化为电能呢？ 分组实验探究 锌铜原电池原理 实验 1：把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里。实验 2：用导线将锌片和铜片连起来。 实验 3：在导线中接入一个灵敏电流计。 将实验中观察到的现象和自己的结论记录下来。 学生交流、讨论 1、实验 1 和实验 2 中的现象有何不同？是什么原因造成的？ 2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，铜片表面有气泡产生，你认为这种气体可能是什么？锌片和铜片上可能分别发生什么反应？如何证明？ 1、灵敏电流计的指针发生偏转，说明有电流通过，你如3 / 11何解释这一现象？该装置的 正负极分别是什么？请你再设计一个实验证明之。 教师补充讲解 原电池的定义；锌铜原电池的工作原理；电极反应式及电池总反应式的书写。 设疑 通过刚才的实验我们可以体会到，化学能在原电池装置中可以直接转化为电能， 那么，符合什么条件的装置才能构成原电池呢？ 分组实验探究 原电池的构成条件。见教师用书 P29 页。 交流讨论、归纳总结 原电池的构成条件：1、两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属 导体）构成电极。 2、电解质溶液。 3、构成闭合回路。 4、能发生自发的氧化还原反应。 反思与评价 在刚才的分组实验中，同伴或其他组的同学的哪些做法对你有启发？你又提出了 哪些好的思路？根据提供的仪器、药品，你现在还能设4 / 11计出其它的原电池装置吗？ 实践活动 制作水果电池 小结 通过前面的两组分组实验，我们了解了原电池的工作原理和构成条件，同学们对 于通过实验来进行化学研究的思路、方法也一定有了更深的体会。为了满足生产、生活、 科学研究等各方面的需要，科学家尤其是化学家根据原电池原理设计出了许许多多形状 各异、用途不同的实用电池，极大地方便了我们的生活，也有力地促进了科学的发展。 那么，你所知道的电池有哪些呢？ 学生举例 教师引导学生分析 常见电池的组成和工作原理。 巩固练习 相同条件下，纯锌粒和粗锌粒与同浓度的稀硫酸反应的速率一样吗？为什么？假 如要求你设计实验来证明你的观点，你的实验方案是怎样的？证据和结论又是什么？ 5 / 11补充练习 1、根据 Zn+cu2+=Zn2+cu 的反应原理设计一个原电池，当 Zn 为负极时，正极可以选用的金属材料是： A 镁 B 石墨 c 铝 D 铅 2、X、y、Z 都是金属，把 X 投入 Z 的硝酸盐溶液中,X 的表面有 Z 析出，X 与 y 组成原电池时，y 为电池的负极，X、y、Z 三种金属的活泼性顺序为：（） AXX 3、电工操作规程中规定不能把铜导线与铝导线连接在一起，其中的化学原理是 。 4、市场上出售的“热敷袋”中含有铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等，热敷袋启 用前，用塑料袋和空气隔绝，启用时打开塑料袋，轻轻揉搓就会放出热量。试回答下列 问题： （1）热敷袋产生热量的来源是 （2）炭粉的主要作用是 （3）加入 Nacl 的作用是 5、生活中，有些金属制品在使用一段时间后会失去表面的光泽，严重的会变得锈迹斑斑影响使用，尤其是钢铁制品在潮湿的空气里很容易生锈，你知道这是什么原因吗？6 / 11试结合生活实际讨论防止钢铁生锈的方法。 （江苏省海门中学姜明施红专） 答案：余略 第二节化学能与电能 第 2 课时 教学目标： 1、通过实验探究认识电解和电镀的基本原理，进一步学习电极反应式的书写。 2、能从能量转化、装置、电极反应等方面区别电解反应和原电池反应，进一步体验科学探究的过程，掌握基本的研究方法，提高分析问题、解决问题的能力。 3、初步了解电解在生产和生活中的应用，感受化学在促进社会发展、提高人们生活质量中的重要作用。 重点难点：电解和电镀的原理。 电解的电极反应式及总反应式。 教学过程： 创设问题情景 在初中里我们就学过水的电解，知道把电流通过水就能制得氢气和氧气。事实上， 电流也能使其他很多物质发生反应，比如，工业上利用电解饱和食盐水的方法来生产 烧碱、氢气和氯气，利用电解熔融的氧化铝来生产金属7 / 11铝。那么，电流是怎样使各种 物质发生反应而获得我们所需要的物质的呢？这节课我们就将通过实验探究来了解电 解的原理。 实验探究 在教师指导下，让学生用下面介绍的简易装置进行电解实验，并交流讨论实验结 果。 1、取一段约 2 厘米长的棉线，置于大片玻璃片上，用 3滴食盐水将整根棉线润湿。 然后在其左右两边各加数滴食盐水溶液，再在两端各滴加 1 滴酚酞试液。 2、将两只鳄鱼夹分别夹住棉线两端，用导线把鳄鱼夹分别与直流电源相连，约 15 20s 后，观察发生的现象。 3、在没有显示红色的一端滴加一滴碘化钾淀粉溶液。 交流讨论 将记录下来的实验结果进行讨论。 实验 1食盐水滴加酚酞试液没有颜色变化。 实验 2通电后，跟电源负极相连的一端溶液呈红色，并有细小的气泡产生，说明 氢氧根浓度增大。 8 / 11实验 3与电源正极相连的一端滴加碘化钾淀粉溶液后溶液呈蓝色，证明有氯气产 生。 教师补充讲解 1、电解反应中的能量转化方式及电解池的构成条件。 2、阴阳极发生的反应（电解原理）及电极反应式、总反应式。 观看录像或展示图片 氯碱工业 设问 假如用石墨作电极，用氯化铜溶液代替氯化钠溶液，进行电解，在阴阳极上各发生 什么反应？如何证明你的结论？ 交流讨论 归纳小结 电解反应的本质是电解质溶液在电流的作用下，在两极发生氧化还原反应。 提问 假如把刚才的实验装置改动一下，用粗铜作阳极，用精铜作阴极，用氯化铜溶液作 电解质溶液进行电解，两极反应又是怎样的？ 交流讨论 9 / 11教师说明 铜的电解精炼及其价值。 交流讨论 某同学根据他所学的知识设计了一个实验，他用铜作阳极材料，铁作阴极材料，电 解硫酸铜溶液，请你帮他分析两极及溶液中发生的变化，说明理由及该实验可能的实用 价值。 教师补充说明 电镀的原理及其应用。 实物展示 各种电镀产品。 比较总结 原电池与电解池的区别与联系（从装置构成、能量转化方式、两极反应等几个角度） 。 巩固练习 分析用惰性电极电解硝酸银溶液、硫酸铜溶液、氢氧化钠溶液时两极发生的反应， 写出电极反应式和电解总反应式。 补充练习 1、在原电池和电解池的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（） 10 / 11A 原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应 B 原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应 c 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应 D 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应 2、用电解水的方法分析水的组成时，需加入一些物质以增强水的导电性，一般不宜加 入的物质是（） ANa2So4BNaclccuSo4DkoH 3、已知金属 m 中混有金属 P，电解精炼 m，P 以单质形式沉积于阳极下面的泥中，m、 N 组成原电池，m 为正极，则 m、N、P 三中金属活动性顺序为：（） APP 4、下列关于铜电极的叙述中错误的是：（） A 铜锌原电池中铜是正极。B 用电解法精炼铜时，粗铜做正极。 c 在镀件上镀铜时，可用金属铜作阳极 D 电解稀硫酸制氢气、氧气时，铜作阳极。 a