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1、高中化学选修4原电池教学设计邮编：430100 湖南省浏阳市田家炳实验中学周悟升 中学一级化学教师 139874983128 简单说课：本节内容为高中化学新课程(人教版)选修4的第四章电化学的重要内容之一。该内容学生在必修2已有一定的了解，本节是该内容的加深，主要是增加了一个盐桥内容。本节课试图以“学生分组实验，自主探究，自主分析设计”的学习方式学习。本节课大致分为：回顾原电池，设计原电池，改良原电池等几个基本环节，完成了复习基本概念，总结单池原电池的设计思路，总结双池原电池的设计思路，还探讨了盐桥的作用。在课程实施过程中，学生亲手实验，观察现象，提出疑问，自主解答，自主设计，自主评价。在自主
2、提问的过程中推动课的前进，旨在培养学生的动手能力、问题意识，学会实验，学会提问、学会探究、学会设计、学会评价，避免了上成必修2的重复课。教学三维目标知识与技能：使学生进一步认识原电池，理解带有盐桥的原电池组成、工作原理、电极反应。技能与方法： 1通过实验探究原电池原理，学会观察、学会提问、学会思考；2通过对单池原电池不足与双池原电池的高效率对比，学会比较，评价设计方案； 3通过自主探究，让学生了解科学探究的过程，进行自主学习，激发学生的学习兴趣，培养科学探究态度和科学创新精神： 4在小组合作的过程中，培养团结合作的探究学习观念，强化合作意识；教学重点：原电池工作效率的提高教学难点：原电池中盐桥
3、的作用分析，双液原电池提高了工作效率的原因分析教学用品：多媒体设备实验仪器：每组电流表，导线两根，原电池容器两个，铜电极，锌电极，碳电极，盐桥。(共9组，根据人数而定，6人一组) 化学药品：硫酸铜溶液、硫酸锌溶液。(共9组)教学设计：教师活动学生活动幻灯片、板书备注展示：生活生产中常见的几种原电池各种原电池的图片温故知新：以Zn-H2SO4-Cu为例，复习原电池的概念、形成条件、原理、电极反应、电极的判断。由反应Zn2HZn2H2，学生分析电子转移情况，结合物理里的电流流向的知识，来理解原电池的原理左边黑板上板书：一、组成原电池的条件1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧化物）
4、作电极。（2）电极材料均插入电解质溶液中。（3）两极相连形成闭合电路。（4）内部条件：能自发进行氧化还原反应。二、原电池原理;电子流向：负极-外电路-正极电流流向：三、电极反应:负极：Zn 2e-Zn2 正极：2H2e-H2 总反应：Zn2HZn2H2学生的基础比较好，这部分内容大约8分钟我们知道，能量间的转换是遵守能量守恒定律的，那这小小的物件(电池)是如何提供电能的呢?这其中又有着怎样的奥秘呢?现在，我们就一起走进探究的课堂吧。探究前，我们还得从能量的转换说起，我们知道，化学能与热能之间可以相互转化，单液原电池的化学能转换成了什么能量？是否都转换成了电能呢？学生：原电池中的化学能转换成了电
5、能。学生：Zn2HZn2H2该反应是一个放热反应学生：会不会有部分化学能转换成了热能呢。幻灯片：右边黑板上板书：第四章 电化学基础第一节 原电池请根据反应：Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu设计一个原电池，并进行实验。CuSO4 溶液观察项目电流表读数电极负极正极现象逐渐变小有铜析出有铜析出实验探究1为什么电流会慢慢变小？发现问题：Cu应该在Cu片上析出，怎么会在Zn片上也有呢？老师倾听学生的讨论分析问题：学生A：由锌片上也有铜生成的现象，说明锌和CuSO4溶液直接发生了反应。学生B：那为什么电流会慢慢变小呢？学生C：既然Zn和CuSO4溶液直接发生了反应，那就有一部分的电子直接传
6、给了溶液中的铜离子，这部分的电子没有通过外电路，电流当然会变小啊。学生D：这是你的猜测吧，你能证明吗？老师引导，设计实验证明。现象：铜片表面明显有铜析出，锌片逐渐溶解，电流表指示无电流通过。 实验探究2老师再提问：既然没有电流产生，那能量那里去呢？学生讨论：学生E：这是发生了短路吧。学生F：转换成了热能。老师追问:现在能解释，首先做的实验，为什么电流会慢慢变小吗？老师提示：还记得吗？为了加快Zn与硫酸反应的速率，可以向硫酸溶液中加入 CuSO4 老师总结：由于锌片与CuSO4溶液直接接触，铜在锌片表面析出，锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完
7、全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。这种电池的工作效率低，有一部分的化学能转换成了热能。这同学问得好,电流不稳定也没法用呀!可见我们得改良这种原电池，以便于产生稳定的电流，我们已经知道电流不稳定的原因。判断、假设：有原电池中电极反应的特点；电流表指针不动的原因可能与锌片与铜片直接接触有关。学生G：是不是因为Zn上的Cu也形成了原电池，电流就不再经导线流向Cu电极。或者表面的铜阻止了锌发生的反应。学生：那怎样才能获得比较稳定的电流呢?强调“产生稳定的电流”老师提问：怎样改进才能保证只有铜电极析出铜，而避免锌电极上析出铜呢？提出假设：Zn与Cu2+不要直接接触，分别在两个容器内。大家一
8、起讨论：学生：将Zn从CuSO4中分离开来。学生：不行，得放在其它电解质中，比如ZnS04不反应了。学生：不行。因为不能形成闭合回路。改良原电池：双液原电池学生在出乎意料的现象中惊奇，惊喜，接着困惑。学生的兴趣一下又被提起来了。学生：哇，有电了。学生：有了，指针偏转了!而且偏转稳定，偏转还大了呢!学生：这是为什么呀?实验探究3老师解说：盐桥，里面装的是琼脂和饱和KCl溶液，其中琼脂起固定作用，主要注意分析KCl的作用。大家可以讨论后再回答。动画演示：盐桥的工作原理很好，通过大家的讨论，我们基本已经知道了盐桥的几个基本作用，这是我用电脑模似的微观场景。学生对这个盐桥进行分析推理：与原来一样通过阴
9、阳离子的定向移动来沟通内电路。也就是说，Zn变成Zn2+后，Cl-移向负极中和正电荷，Cu2+变成Cu后K+移向正极补充缺失的正电荷。可见盐桥的作用有三：1补充电荷。2使装置形成闭合回路。3提高了能量转化率。【思考】改进后的原电池装置有什么优点？学生：没有了Zn与Cu2+的直接接触，电池的工作效率提高了。 作出结论：改进后的原电池装置，工作时具有较高的能量转换率，改进后的原电池装置不工作时，化学能不会自动释放。【启示】过去认为氧化剂和还原剂只有直接接触、相互作用才能发生电子转移。而现在，即使氧化剂和还原剂近乎完全隔离，并在不同的区域之间通过特定的装置实现了电子的定向转移，为原电池持续、稳定地产
10、生电流创造了必要的条件，也为原电池的实用性开发奠定了基础。拓展设计：若为阳离子交换膜,则左室的Zn2+会通过交换膜到达右室；若为阴离子交换膜,则右室的SO42-会通过交换膜到达左室。离子交换膜电池结尾的设计：学生谈谈学习本节的感受。情感表达及分享。作业：设计原电池学生记下作业灯片：作业教学反思：本节课是在学生已经在必修2学习原电池的基础上的一节发展课，在复习了有关原电池的基础知识后，通过实验发现问题，原有的单液原电池存在着缺点，电流不稳定，工作效率较低。在分析问题的过程中设计了2个探究实验来寻找原因，进而提出假设，重新设计新的实验来改进原实验的不足，引入了盐桥原电池。此外，盐桥使双液原电池形成闭合回路，不仅能出乎学生的意料，还又一次激发了学生的兴趣，引发了学生的思考。盐桥的引入不仅是一种技术进步，更是思维模式的改变，也提供了一个思想教育的机会“解放思想能推动社会进步”。教学过程中，渗透了科学研究步骤的学习：发现问题-分析问题-提出假设-实验论证-结论，使学生初步掌握了终身学习的技能，为学生今后的学习和工作打下了一定的基础。
