高中化学-原电池原理及应用教学设计学情分析教材分析课后反思

w第四章化学反应与电能第1课时原电池的工作原理【教学目标】宏观辨识与微观探析：以铜锌原电池为例，从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理。能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。（二）变化观念与平衡思想：1．进一步理解化学能与电能的相互转化.2．认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。（三）科学态度与社会责任：1.掌握原电池原理的基本应用。【教学重点、难点】原电池原理【教学准备】w学生准备：1.复习氧化还原反应相关知识2.回顾高一所学习的原电池内容教师准备：1.教学媒体、课件2.仪器准备：原电池仪器、灵敏电流计盐桥、烧杯、玻璃棒、滤纸等。3.药品准备：硫酸溶液、硫酸锌溶液、氯化钾溶液等。【教学方法】.自主学习、分组讨论、活动探究、动手实验【教学过程】w.w.w.k.s.5.u.c.o.m教师活动学生活动设计意图播放关于锂电池的视频观看视频引入新课【讲述】：锂电池在科研上取得显著成就，它在我们生活中也有广泛应用，比如手机、电脑中使用的电池就是锂电池，生活中还有各式各样的电池，由此可见，电池与我们的生活息息相关，为了让其更好的为生活服务，今天我们就来学习《原电池原理及应用》，了解原电池是如何工作的。板书：第一节原电池一．原电池原理观后思考，听讲使学生初步认识化学反应的重要性以铜锌原电池为例讲解工作原理锌失去电子变成锌离子，溶液中的铜离子得电子变成铜单质，氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生还原反应提问学生有关的实验现象，并引导学生回答电极反应式学生回顾知识，结合教师的讲解积极回答实验现象。①电流表指针偏转②锌片溶解③铜片上有铜析出以学生熟悉的化学反应为理论基础，便于学生接受知识【提出问题】：构成原电池的条件是什么？【讲解】①活泼性不同的两个电极②电解质溶液或熔融电解质③构成闭合回路④自发的氧化还原反应学生通过原理讲解和原电池装置图来回答问题通过寻找构成原电池的条件，让学生对构成原电池的知识进行深化【提出问题】：针对实验室制取氯气强调两点：Zn+H2SO4==ZnSO4+H2可以设计成原电池吗？写出正负电极反应式并画原电池装置图回答：可以构成原电池一名学生上黑板写出正负电极反应式并画出原电池装置图通过分析实例，从而实现知识的迁移应用【预测现象】：该原电池装置能观察到什么实验现象？学生回答：（1）电流计指针发生偏转（2）锌片溶解（因为实验时间较短，这个现象不好观察）（3）铜片上有气泡产生通过分析原电池反应，让学生提高预测实验的能力【实验操作】：让学生利用实验仪器组装原电池装置并观察实验现象在实验过程中教师指导学生实验操作学生通过观察实验现象，得出结论后派代表回答问题：（1）电流计指针发生偏转（2）锌片溶解（因为实验时间较短，这个现象不好观察）（3）锌片和铜片上均有气泡产生通过进行实验提高学生实验能力，并通过实验发现问题进而引出下一步所要讲解的内容【提出问题】：通过实验我们发现实际的实验现象和预测的实验现象并不相同，①这是什么原因造成的呢？②那一部分化学能转化成什么能量散失？③应该怎样能使化学能最大程度的转化为电能？学生思考回答：由于锌与硫酸溶液直接接触，导致锌片上也有气泡产生，化学能转化为热能散失，让锌和硫酸不再接触通过分析原因找到解决的办法，可以在一定程度上提高学生解决实际问题的能力【讲解】为避免锌和硫酸接触，应选择两个池子来构成原电池装置。负极还是选择锌片；负极要插入的电解质溶液一般是与负极材料带有相同金属阳离子的可溶性盐溶液，两电极以导线相连。【提出问题】：①这样的装置构成原电池装置了吗？②怎样才能构成原电池？③正极材料及电解质溶液如何选择？学生回答：不是原电池装置，因为没有构成闭合回路；应使用盐桥使两个池子构成闭合回路；正极材料可以选择铜片或者石墨电极，正极材料应该插入到稀硫酸的溶液中进一步明确构成原电池的条件，必须要构成闭合回路，四个条件缺一不可【讲解】：盐桥是一个装有饱和KCl的琼脂溶液，它可以起到构成闭合回路的作用【演示实验】：组装带有盐桥的原电池并连接灵敏电流计，插入盐桥观察现象，发现灵敏电流计指针偏转，说明构成了闭合回路【学生实验】：让学生利用现有装置组装带有盐桥的原电池并观察实验现象在实验过程中教师指导学生实验操作学生小组实验：组装成带有盐桥的原电池后，只有在铜片上出现气泡通过改变原电池装置，避免了化学能转化为热能造成的能量损失【问题讨论】：盐桥的作用有哪些？给学生提示思考的方向学生在老师提示下回答：①构成闭合回路，形成原电池。②避免电极与电解质溶液直接反应，最大程度地将化学能转化为电能。③盐桥中的阴、阳离子定向迁移，使溶液保持电中性。通过分析讨论，提高学生总结知识的能力【提出问题】：如何根据原电池原理来设计带有盐桥的原电池？依据氧化还原反应：Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag设计有盐桥的原电池，写出正负电极反应式并画出原电池装置【讲解】分析氧化反应和还原反应，根据一般规则选择电解质溶液和电极材料，并构成闭合回路学生上黑板书写正负电极反应式负极：Cu－2e－===Cu2＋正极：2Ag＋＋2e－===2Ag通过分析讨论，让学生知道可以利用原电池原理来构成化学电源，进而引出下一个知识点的讲解板书：二．原电池原理应用通过上一个例题的讲解，引出原电池原理的第一个应用：1.设计化学电源【讲解】设计原电池的方法思路①根据原电池总反应式确定正、负极反应式。②根据正、负极反应式选择电极材料和电解质溶液。③要形成闭合回路(可画出装置图)。学生认真听讲并对设计原电池的方法思路进行理解和记忆让学生形成设计原电池的一般思路，把握一般规律，以不变应万变【讲解】原电池原理的三个应用：2.比较金属活动性强弱一般是负极金属的活动性较强，正极金属的活动性较弱【提出问题】：上述两个原电池中正负电极分别是？3.加快氧化还原反应的速率构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率4.金属防护被防护的金属做原电池的正极学生聆听思考，回答：第一个原电池装置中负极是镁片，正极是铝片；第二个原电池装置中负极是铝片，正极是镁片引导学生形成具体问题具体分析的思维模式【课堂小结】：本节课学习了化学反应原理和带盐桥的原电池，利用原理学习了如何设计原电池并总结正负电极的判断方法；知道了原电池原理的四个应用学生回顾本节课所学内容明确本节课的重点是原电池原理【讲述】化学科学是一个充满魅力的世界，未来的领域等待你们去探索发现，希望以后大家能使化学更好的为人类生活服务学生倾听使学生体验化学反应对造福于人类的重要，激励学生投身化学的学习，树立正确的科学态度和社会责任【实战演练】下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是A.均发生了化学能转化为电能的过程B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向CuD.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高学生思考，回答及时检测，巩固本节课所学内容【布置作业】完成本节课学案达标检测课后完成练习，进一步巩固本节课所学内容【板书设计】第1节第1课时原电池原理及应用一．原电池原理1.定义2.正负电极反应3.带有盐桥的原电池二．原电池原理应用1.设计化学电源2.比较金属活动性3.加快反应速率4.金属防护w.w.k.s《原电池》（第一课时）学情分析

1.知识储备：作为高二学生，在高一学习了氧化还原反应的基本知识和一些原电池的相关知识，对利用原电池原理及应用有了一定的知识基础。2.心理特点和能力：对新知识进一步深入研究的兴趣、欲望，对自己探求新事物的渴求与自信，对化学现象有较浓厚的兴趣，思维也较活跃，有一定的小组合作经验，这些学生也具备了一定的自主学习能力和分析解决问题的能力，为合作探究的教学设计打下了良好基础。3.存在缺陷：学生做实验的机会较少、基础知识不够扎实，所以在整个探究过程中，当学生的思维尚不成熟时，还需要教师有效的引导和启发，适时适当的点拨，有目的有计划地完成学习任务。【教学准备】学生准备：1.复习氧化还原反应和原电池相关知识。2.预习本节课所要学习的新知识。教师准备：1.教学媒体、课件2.编制“活动·探究”活动报告及学案。3.仪器准备：电池装置、烧杯、玻璃棒、灵敏电流计、盐桥等。4.药品准备：配制硫酸溶液、硫酸锌溶液、硫化钾溶液。【教学方法】自主学习、分组讨论、活动探究、动手操作实验。动手.w

《原电池》（第一课时）效果分析这节课的设计就是让学生学会原电池原理及其应用，重视学生三维目标的培养，突出重点，突破难点，目标达成度高，圆满完成教学任务。本节教学目标有三个层次：1．掌握原电池原理分析思路，能根据电极反应、电流方向或离子移动方向等判断原电池的正负极。2．能设计化学电池。3．知道如何利用化学反应提供电能，体验化学对个人生活和社会发展的贡献。一是让学生掌握原电池原理，本节课是以探究式为主的新授课，采用以学生为主体，以教师为主导的教学模式。教师设计层层深入的问题驱动，包括小组讨论、动手实验等环节，在教师的点拨下学生顺利完成简单原电池实验和带有盐桥的原电池实验。从开始到结束，由于教师的精心设计，让学生始终保持了浓厚的学习兴趣，课堂气氛活跃，学生有独到见解，是一堂科学的、实用的、能给学生带来持续性探究兴趣的化学课。学生情绪高涨，合作交流、讨论热烈，发言积极，问题理解透彻，训练到位，易错点提示恰到好处，使学生能更好澄清模糊点。习题的处理非常灵活、科学，且逐步深入问题的本质，同时也培养了学生自主、合作探究科学真理的品质。多媒体的使用、学生的自主交流活动，都达到了较高的水平。二是学生在掌握了原电池原理的基础上，总结归纳了判断正负电极的一般思路，建立思维模型，学会知识的迁移运用，认识得到了整体上的升华和提升！采用讲练结合的方式，目标达成度高，圆满完成教学任务。课堂节奏的控制合理有序，时间把握准确到位，使学生始终处于张弛有度的课堂氛围中，在轻松愉快的气氛中获得了知识和成就感的体验。三是学生在知道原电池原理及应用的同时，体验化学对个人生活和社会发展的贡献。化学的魅力是无穷的，一堂课，一开始要能扣住学生的心弦，激起学生的学习兴趣。从课题的引入——利用一段关于锂离子电池的视频将课堂气氛调节的十分活跃。既引入了本节的主题，同时又使学生从更多角度体会化学科学与人类文明和社会发展的密切关系，提升学生对化学反应价值的认识，使学生对“利用化学反应造福人类”认识进一步具体化。《原电池》第一课时教材分析（一）地位和作用在必修课程中学生已经了解一些原电池的相关内容，这为本节教学奠定了基础。本节教材以必修已学知识和课堂实验观察、分析为基础，如第一个“思考与讨论”。结合有关锌铜原电池、直观的实验，引导学生描述该原电池的组成，分析金属导线及电解质溶液中形成的电流、盐桥的作用，以及在正极、负极上分别发生的还原反应和氧化反应，逐步梳理和理解铜锌原电池的工作原理。引导学生从一种原电池的具体装置抽象形成原电池的一般模型，要求学生既要静态地认识原电池的构成，又要动态的了解其工作过程与原理。这时，应充分发挥语言、图示和想象等形式在高级思维活动中的作用，实现用“思维中的具体”来把握原电池及其工作原理。作为化学选择性必修一中化学反应与电能的第一节，本节承担着对前面知识的回顾、总结以及深化，在原有的知识基础上起到一个承前启后，基于起点但又高于起点的螺旋上升的作用，并对后面所要学习的知识起到铺垫作用，它是电化学学习的基础知识也是核心内容。本节课内容对发展学生的逻辑推理能力，提高学生科学素养，培养科学探究能力，将理论应用于实践，时间再回归理论以及知识系统化及结构化的形成都起着重要作用。（二）知识框架《原电池》第一课时测评练习1.下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是A.均发生了化学能转化为电能的过程B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向CuD.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高解析：BCu做正极材料，只起导电作用，B错；这两个装置图均为原电池装置，均发生了化学能转化为电能，A正确；两装置中均为Zn做负极，Cu做正极，电子由Zn经导线流向Cu,C正确；有盐桥的原电池可以避免热量散失，提高能量利用率，D正确。2.关于下图所示的原电池，下列说法正确的是A.电子从锌电极通过检流计流向铜电极B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.铜电极发生还原反应，其电极反应是2H＋＋2e－===H2↑D.取出盐桥后，检流计指针仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变解析：AZn做负极，Cu做正极，电子由Zn流向Cu,A正确；阴离子向硫酸锌溶液迁移，B错；铜电极上发生Cu2++2e-===Cu,C错；取出盐桥后，无法构成闭合回路，指针不偏转，铜电极反应前后质量增加，D错。实验装置ⅠⅡⅢ部分实验现象a极质量减小，b极质量增大b上有气体产生，c上无变化在导线中，电流从a极流向d极3．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象下：由此可判断这四种金属的活动性顺序是()A．a>b>c>d B．b>c>d>aC．d>a>b>c D．a>b>d>c解析：C[根据装置Ⅰ可确定活动性：a>b；根据装置Ⅱ可确定活动性：b>c；根据装置Ⅲ可确定活动性：d>a。]4.某原电池总反应为2Fe3+＋2I-===2Fe2+＋I2，写出该原电池中的正负电极反应式并画出带有盐桥的原电池装置。负极反应式是________________________；正极反应式是_________________________。先标总反应中的化合价，解析：找出氧化反应和还原反应，写出反应式，负极：2I-－2e－===I2；正极：2Fe3++2e－===2Fe2+。5．现有如下两个反应：(A)NaOH＋HCl=NaCl＋H2O(B)Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池：___________。(2)如果不能，说明其原因：_____________________。(3)如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式和反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)：负极：________，____________________，____________；正极：________，____________________，____________；若导线上转移电子1mol，则正极质量增加________g，电解质溶液为________。解析：(1)只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，(B)是氧化还原反应且能自发进行。(3)根据电池反应式Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag可知，Cu失电子作负极，负极材料是Cu，正极材料应是比铜还不活泼的金属或导电的非金属；Ag＋得电子，所以此电解质溶液只能为AgNO3溶液。答案：(1)(A)不能，(B)可以(2)(A)为非氧化还原反应，没有电子转移(3)CuCu－2e－=Cu2＋氧化反应碳棒、Ag、Pt、Au(任选一)2Ag＋＋2e－=2Ag还原反应108AgNO3溶液《原电池》（第一课时）课后反思化学的魅力是无穷的，一堂课，一开始要能扣住学生的心弦，激起学生的学习兴趣。所以在课堂引入时，利用一段锂电池的视频将课堂气氛调节的十分活跃。《原电池原理及应用》是高中化学中较为重要和难以理解的一个知识点，因为它涉及到金属内电子的微观运动过程，因此教学设计运用的是实验 ---- 观察 ---- 讨论 ---- 推测 ---- 验证的教学过程。在教学过程中，教师注重学生知识的逐步建构，首先通过铜锌原电池来讲解原电池原理等相关知识，提出将铜和锌相连再与稀硫酸反应会有什么现象的问题，预测现象并进行实验，引发学生的思考和探索兴趣，预测现象与实际实验现象不同，通过引导学生如何解决出现的问题来引出盐桥原电池，接下来通过老师的演示实验，观察到现象，再经过老师的解释后学生了解了盐桥原电池的原理，再让学生自己动手做相关的实验，观察现象再用老师所讲解的原理来解释实验现象，让学生从本质上宏观的视角上理解了原电池的原理，这整个过程就是一个完整的知识的建构过程，让学生一步一步从低层次到高层次的理解掌握知识。另外，教学过程中，老师多次进行实验（包括教师演示实验、学生实验）、观察、提问、讨论、解释以及习题都是教师施给学生的刺激和强化，加强学生的知识的理解和掌握程度。教师教学过程中，以教师为主导，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。学生对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望。要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。本节课的不足与缺憾是每个小组人数太多，以至于不能使每个学生更好的参与到动手组装仪器中来，由于受学校教学条件和设施的限制，实验室仪器严重缺乏和破旧，不能准备出更多套仪器。总之，本节课实际课堂中基本按照设计进行，知识的传授、理解与巩固，学生动脑、动手、动嘴，双边、多边活动，交流研讨，自主探究，都达到了理想目标；另外，更科学的解决了习题的层次问题：例题、练习、课上巩固、课下练习、课下巩固及作业的多层次问题，有