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原电池的原理及应用说课
原电池的原理及应用说课
(大口屯高中---蒙建芹)
一、教材的地位和作用
原电池的原理及应用是中学化学较重要,而且学生学习较困难的一节。
它融合了许多方面的知识,主要有:
1、氧化还原反应。
2、能量之间的转换。
3、应用原电池原理,可以制造各种新的电池,开辟新的能源。
4、联系电解质溶液、金属的活泼性。
这样通过对原电池原理的学习,学生必须向上联系氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液。
向下联系金属腐蚀和防护、电解原理和有关的计算。
这样形成一个系统的知识网络。
对培养学生将理论与实践联系;又从实践到理论的认知规律的提高有很大的作用。
完成理论指导实践的认识规律,可较好地培养学生创造性思维。
二、教学目标和重难点
教学目标:
(1)知识与技能:
①原电池原理、构成条件、电极名称与电极反应。
②原电池原理的应用
(2)方法与过程:
通过模拟动画、观察探索原电池的形成及原理,培养学生观察能力及分析思维的提高
(3)情感态度与过程观:
电池在日常生活中比比皆是,通过对常见原电池的学习,感受化学给社会带来的进步和文明,激发学习热情。
教学重点:
原电池的工作原理
教学难点:
电极反应物的确定及反应式的书写
教学方法:
启发-探究-建构
三.学法指导:
学生主要运用观察、分析、比较、讨论概括等学习手段,通过亲自设计实验,分析讨论解决问题,得出结论的过程培养其探索精神及分析问题解决问题的能力。
同时也能培养学生的发散思维、主体性与合作精神。
四.教学过程组织的基本策略
(1).创设情景策略
根据学生已有的金属性质等知识,通过模拟动画锌、铜与稀硫酸的反应,引导学生观察实验现象并发现当铜与锌相连接后插入稀硫酸中,铜片表面有气泡产生的现象,引发认知冲突产生认知需要。
(2).评价与反思策略
要求学生运用原电池特征与原理,判断某些装置能否形成原电池,判断原电池的正负极,书写原电池的电极反应式,并根据给定的材料设计原电池。
通过学生交流、合作与探究,自主建构知识。
五.教学过程:
整堂课导课我采取让学生回忆学习原电池知识时遇到的问题,学习交流明确学习目的,然后带着问题带着任务学习,使师生有效的进行合作。
估计比常规的引课方法效果好。
并且对学生提出的问题告诉他讲课时会给予解决。
原理的引课传统的导课是学生回忆或展示锌-铜原电池。
思维仅仅是回忆,突出的是回忆,没有抓住原电池本质特征。
而本质特征是氧化还原反应不接触,而我采取这样提问,抓住本质特征提高学生思维的能量。
复习原电池原理,我采用由特殊到一般的方法,即由具体的铜-锌原电池概括观察归纳一般的原理。
从装置特征到一般特征,从反应特征到一般正负极反应。
实施时采取注重启发,例如由装置图出发概括特征概括不出来时我会用语言或动作来提示,目的是体现教师的主导性和学生的主体性。
动画模拟也是在学生概括不了时展现的,用于启发把微观的物质宏观化,从而找出装置的特征。
原电池原理结束后,为缓解学生紧张的思维情绪,把话题拉远但还是围绕原电池原理简单概括,干电池、锂电池、纽扣电池等电池在实际生活中的应用,活跃一下气氛。
紧接着指出高中阶段应解决的两个问题,再次把思维拉回来,进入到有序的学习中。
我采取这样的方式体现学生思维的间歇性。
引课中学生提到的共性问题,我采取启发探究的方式,通过例题来讲解。
例如例1为巩固原电池特征,一般的方法是给出电极、电解液由学生设计原电池,这样学生思维活动较少,而我采用的是给出一个反应方程式,由反应方程式结合原电池原理设计原电池,确定正负极材料而书写电极反应式,这样既达到了巩固知识的目的,也增加了学生的思维活动,9(但学生在找正负极材料时只能依据金属性活动顺序表的思维定式,而忽略了金属性与它所在介质有关,导致出现错误。
所以我又设计了铜-铝-硝酸原电池。
请学生设计原电池确定正负极,让他们在设计过程中注意考虑问题应全面,克服思维定式,这样由一般到特殊,从而总结归纳出原电池正负极反应物的确定方法——更易与电解质反应的一极为负极。
然而对高中阶段而言不仅要求学生会确定正负极材料,还应会书写电极反应式。
所以在学生已掌握确定正负极材料方法的基础上,我又把问题引申到反应方程式的书写。
并且围绕氢氧燃料电池设计问题,打破了常规的请书写出以中性、酸性、碱性为介质的电极反应式,而是在题干中展示出介质溶液。
目的之一是培养学生审题能力,预计此题会有部分学生没有注意到介质为碱性。
这样通过不同介质电极反应式不同,学生自己总结归纳出,书写电极反应的一个易错点——忽略电解质溶液参加反应。
在学生掌握易错点基础上,我又将问题深化到怎样书写。
由于电解质既可为固体也可为液体,而我们常用的为液体,为了克服学生的这种思维定式,我设计了以固体为电解质的熔融盐燃料电池,并且给出负极的电极反应式,请同学们完成正极和总反应的方程式。
预计学生书写起来有一定的难度,我可以启发他们一氧化碳为负极燃气,题干中提示了空气与二氧化碳混合气为正极助燃气,那么助燃气中实际应用的是什么气体。
这样引导他们可以写出总反应方程式,进而讨论正极反应式怎样书写,最后由学生归纳总结出书写电极反应和总反应的一般方法——简称加减法。
总之通过层层第进,环环相扣的四道例题解决了学生存在的共性问题,然后又设计了两个题。
一题是选择题综合性比较强,主要考察原电池原理、电极反应式的书写、电解质溶液道的酸碱性和电子转移数目的判断,涉及知识比较多需学生具有一定的知识基础。
题二分三个小题这个题目除考察原电池的知识外还包括元素化合物的知识及一些相关的概念。
这两道题不但对上阶段所总结归纳的方法加以巩固外,还把学生从原有的固定思维模式切换到发散思维模式从而进行思考。
最后由学生总结本节课的收获及存在问题,可以说小结的方式是多样的,我之所以采取这种方式,主要是与开始引课时,是让学生带着问题带着任务听课的,那么一节课下来由他们自己总结原电池这部分内容还有没有问题如果没有那么这就是收获,还存在问题这些问题可以下节课或课下解决,从而使课堂又延伸到课下,这样从整体来看前后呼应使整堂课更完整。
原电池原理及应用教案
大口屯高中
蒙建芹
原电池原理及应用教案
一、教学目标和重难点
1、教学目标:
(1)知识与技能:
①原电池原理、构成条件、电极名称与电极反应。
②原电池原理的应用
(2)方法与过程:
通过模拟动画、观察探索原电池的形成及原
理,培养学生观察能力及分析思维的提高
(3)情感态度与价值观:
电池在日常生活中比比皆是,通过对常见原电池的学习,
感受化学给社会带来的进步和文明,激发学习热情。
2、教学重点:
原电池的工作原理
3、教学难点:
电极反应物的确定及反应式的书写
4、教学方法:
启发-探究-建构
二、教学过程:
大屏幕展示:
引起学生注意从而利于学生迅速进入上课状态
板书课题,-----------原电池的原理及应用
〖活动与探究一〗---原电池的工作原理
引入:
锌片插入稀硫酸中在锌表面氢离子得电子产生氢气,能否让它不在锌片直接得电子产生氢气?
总反应:
Zn+2H+=Zn2++H2↑
负极:
Zn-2e-=Zn2+
正极:
2H++2e-=H2↑
【归纳与总结】------原电池的工作原理
(1)闭合电路
1、有两个相连的电极:
2、两电极都接触电解质溶液(酸、碱、盐)
(2)自发的氧化还原反应分两处进行
总反应氧化剂+还原剂=氧化产物+还原产物
负极还原剂-e→氧化产物
正极氧化剂+e→还原产物
〖活动与探究二〗-------原电池的应用
利用原电池原理可制作各种电池,如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池……。
高中阶段我们应会解决以下问题:
1、设计简单原电池
※例1、请同学们根据反应,Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2设计一组原电池
(1)画出该原电池的示意图
(2)分析其正、负极材料
(3)写出正、负极电极反应式
※例2、设计Cu——Al——HNO3原电池请确定正负极
【归纳总结】:
原电池电极反应物的确定方法------更易与电解质溶液反应的一极为负极
※例3.氢氧燃料电池使用氢气为燃料,电池里发生氢气和氧气化合生成水的反应,以KOH为电解质溶液,请分析该电池
总反应方程式:
负极反应式:
正极反应式:
【归纳总结】
书写电极反应有一个易错点-------电解质参与反应
※例4.熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气体为正极助燃气,制得650℃下工作的燃料电池,完成下列反应式:
(1)、正极:
,
(2)、负极:
2CO+2CO32-==4CO2+4e-。
(3)、总反应:
【归纳总结:
】
书写电极反应和总反应一般方法------简称加减法
2、理解各种实用电池
※例5.(2005江苏14)高铁电池是一种新型可充电电池,与普通高能电池相比,该电池长时间保持稳定的放电电压。
高铁电池的总反应为:
3Zn+2K2FeO4+8H2O=3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH,下列叙述不正确的是()
A.放电时负极反应为:
Zn-2e+2OH=Zn(OH)2
B.充电时阳极反应为:
Fe(OH)3-3e+5OH=K2FeO4+4H2O
C.放电时每转移3mol电子,正极有1molK2FeO4被氧化
D.放电时正极附近溶液的碱性增强
分析:
本题主要考查原电池反应原理,放电时负极发生氧化反应:
Zn-2e+2OH=Zn(OH)2,正极发生还原反应:
FeO42-+3e+4H2O=Fe(OH)3+5OH,电极附近溶液碱性增强,D正确,C不正确,在充电时阳极发生反应:
Fe(OH)3-3e+5OH=FeO42-+4H2O,B正确,选C。
※例6化学电池在通讯、交通及日常生活中有着广泛的应用。
(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应可以表示为:
Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+Cd(OH)2
已知Ni(OH)2和Cd(OH)2均难溶于水但能溶于酸,以下说法中正确的是
①以上反应是可逆反应
②以上反应不是可逆反应
③充电时化学能转变为电能
④放电时化学能转变为电能
A①③B②④C①④D②③
(2)废弃的镍镉电池已成为重要的环境污染物,有资料表明一节废镍锡电池可以使一平方米面积的耕地失去使用价值。
在酸性土壤中这种污染尤为严重。
这是因为。
(3)另一种常用的电池是锂电池(它是一种碱金属元素,其相对原子质量为7)广泛应用于心脏起搏器,一般使用时间可长达十年。
它的负极用金属锂制成;电池总反应可表示为:
Li+MnO2→LiMnO2
试回答:
锂电池中的电解质溶液需用非水溶剂配制,为什么这种电池不能使用电解质的水溶液?
请用化学方程式表示其原因。
〖活动与探究三〗------本节课小结
每位同学总结一下你有什么收获,还存在哪些问题?
三、练习
1、(92)下列叙述中,可以说明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的是
A在氧化-还原反应中,甲原子失去的电子比乙原子失去的电子多
B同价态的阳离子,甲比乙的氧化性强
C甲能跟稀盐酸反应放出氢气而乙不能
D将甲、乙作电极组成原电池时,甲是负极
2、(94)银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为:
2Ag+Zn(OH)2
Ag2O+Zn+H2O,在此电池放电时,负极上发生反应的物质是
AAgBZn(OH)2CAg2ODZn
3、(96)实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:
负极Pb+SO42-=PbSO4+2e-,正极PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,今若制得Cl20.050摩,这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是
A0.025摩B0.050摩C0.10摩D0.20摩
4、(2000)下列关于实验现象的描述不正确的是
A把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中,铜片表面出现气泡
B用锌片做阳极,铁片做做阴极,电解氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌
C把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁
D把锌粒放入盛有盐酸的试管中,加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快
5、(2002)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
A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
答案:
1CD2D3C4C5BC
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- 原电池 原理 应用