中学化学原电池教案

全国高等院校化学专业师范生教学素质大赛教师教育学院09100210何欣欣【教学课题】原电池【教学内容分析】教材内容所处的地位：本节内容选自新课标人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》。在整个中学化学体系中，原电池的原理是中学化学重要基础理论之一，是教学大纲和考纲要求的重要知识点。因此，原电池原理教学在整个中学化学教学中占有十分重要的地位。在本章学习中，原电池的地位和作用可以说是承前启后，因此原电池原理教学是对前三节有关金属性质和用途等教学的丰富和延伸，为后续金属腐蚀的原因分析及寻找金属防护的最佳途径和方法提供了理论指导。作为《化学反应原理》模块的最后，承担着深入认识物质变化与能量变化的统一，理解原理对实际应用的指导价值，深化对氧化还原反应的理解和应用的功能。教材内容分析：教材从实验入手，通过观察实验，而后分析讨论实验现象，从而得出结论，揭示原电池原理，最后再将此理论放到实际中去应用，这样的编排，由实践到理论，再由理论到实践，符合学生的认知规律。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，实践回归理论以及知识系统化和结构化的形成起着重要作用。【学生情况分析】心理特点来看,高二的学生对新鲜事物有强烈的好奇心和探索欲望,对老师的讲授敢于质疑,有自己的想法和主见。往往不满足于老师告诉他是什么,而更愿意自己去探索是什么和为什么。并且具备了初步的探索能力。在思维发展的层次上,学生的形象思维已充分发展,抽象思维也正在迅速发展之中。实验探究是让学生在具体实验事实的基础上分析问题得出结论,符合学生的思维特点,有利于在形象思维的基础上发展学生的抽象思维。但学生的抽象思维和探索能力毕竟还处于初级阶段,尚不成熟,这就决定了他们还不能成为完全独立的探索主体,探索活动需要在教师的组织引导下,有目的有计划地进行.教师的作用是"引导和启发"。知识层面来看，已有基础：对原电池原理有初步认识；并且已经学过氧化还原反应。具有一定的实验探究能力。

局限认识：氧化剂和还原剂只有接触才可能发生氧化还原反应。发展方向：通过实验活动对原电池原理形成完整认识，提高学生观察实验，分析问题，提出假设和解决问题的能力。不仅是知道原理更是要知道原理的本质和探究方法，让学生在探究中学习，在快乐中领悟化学的魅力。【教学目标】知识与技能了解原电池的工作原理及构成条件。能正确书写电极反应式和电池总反应方程式。通过实验培养学生化学实验的动手操作、提出假设、设计实验、收集信息，分析现象、发现本质和总结规律的能力。过程与方法通过西红柿电池的引入，让全体学生亲历探究过程，学习科学探究方法，提高科学探究能力，在认真观察实验现象的基础上，比较、分析、归纳原电池的原理和原电池形成的条件。培养学生科学的思维方式和问题意识以及分析问题和解决问题的能力。情感态度和价值观认识原电池的发展史，体会科学家们求真求实，一丝不苟，敢于质疑的科学态度。在探究的过程中，让学生自行实验，体验科学探究的乐趣和化学独有的魅力。点燃学生心灵中探索和发现的火花。培养学生认真观察，积极思考，大胆创新，乐于实践，分析归纳等科学精神和科学态度。学会与他人合作，主动交流，小组之间展开竞争，增强团队意识。【教学重点】了解原电池的反应原理及构成原电池的一般条件【教学难点】原电池的反应原理（依据：该内容理论性强，抽象，难理解。学生很难在头脑中建立电子在原电池正负两极转移的微观模式。）【教学用具】导线、电流表、干电池、烧杯、铜片、锌片、石墨棒、塑料棒、稀硫酸，乙醇，新鲜的西红柿【教学方法】情景激学法、诱导教学法、实验探究法、归纳演绎法、多媒体教学法、【教学流程】伽伐尼生物电西红柿电池使电流表偏转创设情境伽伐尼生物电西红柿电池使电流表偏转创设情境启示学生要具有严谨的科学态度和敢于质疑的科学精神。科学探究道路十分艰辛，任重而道远。环节一：回顾历史启示学生要具有严谨的科学态度和敢于质疑的科学精神。科学探究道路十分艰辛，任重而道远。环节一：回顾历史伏打化学电 ……伏打化学电将学生分组进行实验并进行指导，分四个环节进行，每一个环节，都会进行诱导和小结将学生分组进行实验并进行指导，分四个环节进行，每一个环节，都会进行诱导和小结从铜锌原电池与干电池各自连接电流表做对比；2.电解质溶液不变,改变电极;3.电极不变,改变电解质溶液;4将电解质溶液用不导电的塑料板隔开从铜锌原电池与干电池各自连接电流表做对比；2.电解质溶液不变,改变电极;3.电极不变,改变电解质溶液;4将电解质溶液用不导电的塑料板隔开环节二：实验探究 ……环节三：环节三：交流感想，进行总结同组同学之间进行思想交流，对知识归纳总结。同组同学之间进行思想交流，对知识归纳总结。环节四：环节四：原电池原理的应用《格林太太的假牙》案例分析《格林太太的假牙》案例分析例题分析体会并且更深入的了解原电池工作的原理以及其所需条件布置作业体会并且更深入的了解原电池工作的原理以及其所需条件布置作业教学内容及过程教学内容学生活动设计意图【情境导入】一片铜片和一片锌片与一个电流表用导线相连，将铜片和锌片插入西红柿中。我们会观察到电流表偏转了，就像是接入了电源一样。那么，西红柿真的能产生电流吗？是否和生活中所见的电池类似？是什么能转化为了电能？这位同学回答得很好！我们把这种能将化学能转化为电能的装置叫做原电池。[板书]原电池的定义【讲述】原电池是怎样被发现的呢？来吧！让我们走进伽伐尼，走进伏特，回望过去，思考当下~学生认真观察实验现象，思考电流表为什么会偏转有学生回答：可能是西红柿里面发生了化学反应，是化学能转化成了电能。由实验创设情境，吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。 环节一：回顾历史【ppt展示+教师描述】在18世纪末，意大利著名生理学家伽伐尼一次用手术刀剥去青蛙腿外皮时，刀尖触到了蛙腿，发现蛙腿抽动了一下，他对自己的偶然发现开始了探究，提出了电流起源于动物神经，称为“生物电”（虽然伽伐尼的结论是错的，但是如果没有他的细心观察和他的进一步探究，能随身携带的电能又将要推迟多少年问世！）了解原电池的发现，体会原理的发现是来自于科学家们细致的观察，严谨的科学态度以及对大自然的热爱和对科学事实的孜孜追求。采用多媒体播放的形式讲述历史，加以音乐渲染，可以吸引学生的注意力，让学生感受更加真切。让学生们感受到科学家们对于真理的不懈追求和敢于质疑的科学思想，在潜移默化中，让学生体会到真理的崇高，激发学生对于科学的热情。伽伐尼的好友伏打教授一开始也赞成伽伐尼的观点。伏打虽然同意电流影响肌肉运动的观点，但对电流产生于动物神经的说法表示怀疑。他在1792—1796年间重复他的实验，否认了在当时被很多人都认同的“生物电”的说法。伽伐尼与伏打之间产生了激烈的争论，昔日的好友各抒己见，据理力争。后人称之为“生物电与化学电之争”。伏打电池（科学的道路充满艰辛，但是，我相信同学们都有着一颗崇尚真理的心，新一代的你们，一定能行！！！任重而道远。）学生之间讨论、发表自己的感想并请同学起来回答问题。[板书]历史的启示通过化学史事的了解，体会敢于质疑的科学思想，以求真求实的态度对待神圣的科学！感受科学发展的艰辛。仔细倾听，积极思考环节二：实验探究【引导】现在大家已经知道了原电池原理了，请问，同学们觉得原电池的形成可能与哪些因素有关？认真听讲，积极思考通过一个简单的引导，让同学们自主地进行思考，培养学生的分析问题的能力【分组】将学生以四人为一组进行分组，每组都做着相同的实验，我会在学生做实验的过程中进行巡视和指导。实验总共分为四个环节。每做完一个环节，我就会进行评比，提问，诱导学生们进行下一步的实验。分组，选出每组的代表在这整个环节中，教师将学生分组进行实验，培养了学生们的团队合作精神以及交流沟通能力。以提问的方式来诱导，通过环环相扣的问题鼓励着学生们进行思考，积极融入课堂，强节奏的提问，让学生们精神更加集中，有利于课堂效率的提高。实验由学生来完成，将课堂的主动权交予学生，让学生成为真正意义上的课堂的主人。教师只需做好引导的工作。这样有助于激发学生的积极性和对于化学的热爱之情。通过实验培养学生化学实验的动手操作，提出假设，设计实验，收集信息，运用已学的知识进行分析总结的能力。让全体学生亲历探究过程，学习科学探究方法，提高科学探究能力，在认真观察实验现象的基础上，比较、分析、归纳原电池的原理和原电池形成的条件。培养学生科学的思维方式和问题意识以及分析问题和解决问题的能力以及认真观察，积极思考，大胆创新，乐于实践，分析归纳等科学精神和科学态度。【第一个环节】[目的]探究原电池原理[板书]原电池原理从铜锌原电池与干电池各自连接电流表做对比。A电池稀硫酸A电池稀硫酸(教师走下讲台进行指导)【提问1】从电流表的偏转方向中，你能获得什么信息？（选择一位组长进行回答）【过渡】我们都知道电池的电流是从正极流向负极，那么负电荷就是从负极流向正极。既然是这样，我们就可以推断出外电路中电子是从负极流向正极。即，电子从锌片流向铜片。（大家又没有疑问？）【提问2】这位同学分析得很好，是这样的！那么在实验中，你观察到了什么现象？【提问3】观察的很仔细。那么请大家推断一下，觉得这产生的气泡是什么物质？（以小组为单位进行讨论，分析）【提问4】推断的很正确。大家能不能给老师解释一下为什么会在铜片附近产生氢气呢？（积极思考，找一位同学回答问题）【提问5】回答的很好。大家能写出在正极发生的反应式吗？（请一位同学上黑板书写,并且标明该反应式发生的是氧化反应还是还原反应）[板书]正极反应式:【提问6】看来同学们的基础都很扎实,写得很正确。那么,大家能推断出负极锌片发生的化学反应式吗？(请学生起来讲解原因并上黑板书写,并且标明该反应式发生的是氧化反应还是还原反应）[板书]负极反应式:【过渡】很好！据我们分析，在内电路中（溶液中）阳离子向正极（铜片）移动，因为负极（锌片）附近一定产生了大量的锌离子，溶液中的阴离子向负极移动。【提问7】请同学们写出整个原电池的反应方程式。(请一个同学上黑板书写)[板书]总反应:【动画模拟】原电池的微观原理将干电池用导线连接，并接入电流表，观察并记录电流表的偏转方向。将已用导线（中间接有电流表）的铜片和锌片放入盛有稀硫酸的烧杯中，记下电流表的偏转方向。【回答1】当电流表的正极与干电池的正极相连时偏转的方向与铜片和电流表的正极相连时偏转方向相同。所以，可以推断出铜片是正极，锌片是负极。【回答2】我观察到铜片附近有气泡产生。【回答3】是氢气。【回答4】应该是溶液中的氢离子向铜片方向移动，在铜片附近聚集，且铜片为正极，通过导线得到电子，从而产生氢气。【书写】2H+

+2e-

=H2↑(还原反应)【回答6】锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn2+而进入溶液Zn-2e-

=Zn2+

(氧化反应）【书写】Zn＋2H+

=Zn2+

+H2↑认真观看,并对刚才的实验进行反思和总结【第二环节】[目的]探究原电池与电极之间的关系电解质溶液不变,改变电极，并连接电流表【过渡】由第一个环节,我们已经知道较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过导线流向较不活泼的金属（正极）。在溶液中，阳离子由负极往正极移动。【提问1】现在实验器具中电极有铜片,锌片,石墨棒,塑料棒。同学们觉得怎样设计实验可以正确的探知原电池与电极之间的关系？(同组之间讨论,并进行实验。教师走下讲台，并对学生的实验进行指导)【提问2】为什么锌片和石墨棒的电极组合能形成原电池，而锌片和塑料棒的电极组合却不能呢？石墨棒和塑料棒之间有什么差别吗？（请同学回答）【提问3】为什么铜片与石墨棒的电极组合没有明显变化呢？（请同学回答）【提问4】大家还能不能找出其他的规律？【提问5】有没有同学愿意总结一下电极与原电池之间的关系？（提示：从电极的导电性，活泼性等分析）【总结】同学们都说的很好！下面，老师来将大家找出的规律归纳如下：首先，电极要能导电。其次，两极金属活泼型要有差异。最后，负极要能和电解质溶液发生氧化还原反应。学生们积极思考，设计实验，认真观察实验现象并记录下来。[实验记录]电极组合电流表是否偏转锌片和锌片铜片和铜片石墨棒和石墨棒锌片和石墨棒铜片和石墨棒锌片和塑料棒【回答2】石墨棒能导电，塑料棒不导电。因为塑料棒不导电，从而不能使原电池构成一个完整闭合回路。【回答3】因为铜是氢后金属，在稀硫酸中不会失去电子，石墨棒同理。【回答4】两电极不能是相同物质。【回答5】两极金属活泼性要有差异，电极要能导电【第三环节】[目的]探究电解质溶液与原电池的关系电极不变,改变电解质溶液【提问1】我们已经知道，电解质为稀硫酸可以构成原电池。现在实验物品中还有乙醇。(组内进行实验。教师走下讲台，并对学生的实验进行指导)【提问2】为什么铜片和锌片的电极组合在乙醇中不能形成原电池呢？（电流表不偏转，说明没有电子的移动）【过渡】教师精讲这位同学这样回答并没有错。从本质来讲，乙醇是非电解质，在溶液中没有自由离子的移动，故而不能形成一个完整的闭合回路；【提问3】根据老师刚才所讲，大家能否归纳出溶液与原电池之间的关系？学生们积极思考，设计实验认真观察实验现象并记录下来。AA【回答2】因为铜片和锌片都没有在溶液中发生反应。【回答3】溶液一定要是电解质溶液，且负极能与电解质溶液自发地进行氧化还原反应。【第四环节】大家思考一下，如果我将电解质溶液稀硫酸分别装在两个烧杯里，将连有电流表的铜片和锌片分别放入俩烧杯中。问：反应现象是怎样的？仔细聆听，积极思考。回答：因为没有形成一个完整的闭合回路，所以电流表没有偏转，插入芯片的小烧杯中有气泡产生。 环节三：交流感想，进行总结通过以上实验，我们对于原电池的定义及原理和原电池的组成条件已有了基本上的了解。请大家以小组为单位，进行交流。并将今天所学的与原电池有关的知识点进行总结。（教师走下讲台，查看学生们掌握情况，并适当的进行指导）学生之间相互交流、讨论，并及时地进行总结。谈谈学习本节课的感想。让学生自己总结，巩固知识，回顾实验操作，激发对化学的爱好以及形成正确的思维方法。是情感价值的一次升华。 环节四：原电池原理的应用【PPT展示】1.《格林太太的假牙》案例（趣味化学）格林太太是一位漂亮、乐观的妇女，当她开怀大笑的时候，人们发现她一口整齐洁白的牙齿中有几颗假牙，其中一颗是金黄色的——这是她富有的标志，另一颗是不锈钢的，这是一次车祸留下的痕迹。令人百思不得其解的是，自从车祸后，格林太太经常头痛，夜间失眠，精神烦躁……医生绞尽脑汁，可她的病情仍未好转。一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格林太太揭开了病因。化学家发现了什么？你能为格林太太开一个药方吗？（请一位同学回答）2．四个例题（各个击破）（1）比较金属活动性的强弱例1.下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是（）A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶甲上有H2气放出；B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多；C