【教案】化学反应与电能 教学设计 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第第页化学反应与电能教学设计教学目标通过对铜锌硫酸原电池实验现象的观察、分析、推理，认识化学能可以转化为电能，构建化学变化伴有能量转化的变化观念。通过对类比实验现象的进一步分析，结合物理电学知识，认识原电池工作原理。通过重温电池化学史，对比分析，理解原电池的概念、工作原理，提高科学探究与创新意识的能力，激发科学探究热情。教学重难点教学重点：以原电池为例认识氧化还原反应化学能可以转化为电能，形成化学反应伴有能量转化的观念；理解原电池的工作原理。教学难点：理解原电池的工作原理。教学过程活动元一：绘本简说——电池的历史沿革和发展教师行为预设学生行为【投影】电动汽车等【观看】电动汽车、手机【思考】它们都由什么重要组成部分提供能量？【回答】电池【提问】电池是怎么被发明的呢？【化学绘本】【化学史一】1786年，伽伐尼（意大利动物学家）提出“生物电”理论【化学绘本】【思考1】“电”从何而来呢？【化学绘本】【思考2】伽伐尼说“青蛙自带电”对吗？活动元二：经典重现——铜锌硫酸原电池教师行为预设学生行为【经典重现：铜锌硫酸原电池】【实时投屏】利用多屏互动软件对学生分组实验情况及实验现象记录情况实时投屏【分组实验】实验用品：稀硫酸、铜片、锌片、原电池盒、电流表、导线实验步骤：①将稀硫酸倒入原电池盒中②用导线将铜片、锌片、电流表连接③将铜片和锌片插入稀硫酸中④观察现象并记录注意事项：①注意稀硫酸转移的规范操作②结束实验后，整理实验用品【观察并记录现象】现象结论电流表锌片铜片【观察并记录现象】填写学案：电流表指针发生偏转；铜片和锌片上有气泡产生。【提问】根据我们刚刚的实验现象及已有知识，同学们能得出什么结论呢？【交流讨论】填写学案：电流表指针发生偏转说明导线中有电流通过；锌片有气泡应该是锌与稀硫酸发生了反应；但是铜片上为什么会出现气泡还不得而知。【提问】这个过程能量是如何转化的？【思考回答】化学能直接转化为电能【投影】原电池的定义【聆听】将化学能直接转化为电能的装置叫原电池。活动元三：探寻现象背后的故事——原电池工作原理教师行为预设学生行为【现象一】电流表指针偏转【思考】现象产生的原因【类比实验】简化装置图如图所示，将电流表与生活中使用的干电池相连，观察现象，同学们能得出什么结论呢？【实验用品】电流表、干电池、导线【观察现象】【思考讨论】电流表指针指向与电池正极相连的方向【提问】在铜锌硫酸原电池实验中电流表指针也发生了偏转，且指向与铜片相连的方向。同学们可以结合已有物理电学知识尝试判断原电池的正负极、电流方向、电子方向吗？【小结】在原电池中，电子流出的一极是负极（如锌片，电极被氧化），电子流入的一极是正极（如铜片，H+在正极上被还原）【交流讨论】填写学案：请判断该原电池正负极；用箭头标出电子移动方向、电流方向。【思考1】电流流向：Zn←Cu【思考2】电子流向：Zn→Cu【现象二】铜片有气泡【小组讨论】气泡是什么？为什么会产生气泡？【补充引导】请同学们分析溶液中的元素组成，由元素守恒可推知气泡是什么？【思考回答】氢气【补充引导】请同学们回忆一下，铜与稀硫酸能反应吗？【思考回答】不能【补充引导】既然铜不可以置换出稀硫酸中的氢气，那铜片上为什么有气泡产生？【思考回答】可能有其他反应发生【引导书写电极反应式】从反应物、生成物、得失电子等角度引导，并根据氧化还原知识判断电极反应类型【引导】前面我们已经分析出电子从锌片流出，说明锌失去电子，化合价升高，发生氧化反应，生成锌离子而进入溶液；电子经导线流入铜片，铜片就带上了负电。要形成电流，需要自由电荷的定向移动，且形成闭合回路，则溶液中的自由电荷是阴阳离子。此时，溶液中带正电的氢离子移向铜片，得到电子，化合价降低，发生还原反应，生成氢气。那溶液中的阴离子就移向了锌片。【交流讨论】【溶液中离子移动方向】阳离子（H+）移向正极（Cu）阴离子（SO42-）移向负极（Zn）【书写电极反应式】锌片（负极）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）铜片（正极）：2H++2e-=H2↑（还原反应）总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑（氧化还原反应）【小结】铜片上气泡产生的原因【思考讨论】用自己的话讲一讲铜片上氢气产生的故事以及电流产生的故事（并写成文案）【化学史三】1836年，丹尼尔（英国人）对伏打电池进行改进，他将盐水改为稀硫酸，得到铜锌硫酸原电池，能产生较稳定的电流。【化