高中化学第3节化学能转化为电能电池教学设计学情分析教材分析课后反思.docx

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高中化学第3节化学能转化为电能电池教学设计学情分析教材分析课后反思

《化学能转化为电能——电池》教学设计

教学目标

1.知识与技能：

通过对铜锌原电池的分析，了解原电池的工作原理，根据电流的方向判断原电池正极和负极的方法，以及电极反应的概念；掌握构成原电池的条件，会进行简单的原电池设计。

2.过程与方法：

通过铜锌原电池电流形成过程的探究，认识原电池的工作原理；通过比较分析简单原电池和带盐桥的原电池的异同，拓展对化学反应的认识，更加深刻理解原电池。

培养学生观察能力、实验能力、实验设计能力、语言表达能力；培养学生正向思维、逆向思维、发散思维能力。

3.情感态度与价值观：

培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度，培养学生的团队协作精神；使学生进一步从能量的角度理解化学科学对人类生活的重要贡献。

教学方法

实验探究法：

通过实验、分析、讨论、总结、应用等过程，诱导学生进行观察、思考、推理和探究。

教学用品

原电池反应槽

、电流计、铜片、锌片、导线、硫酸铜、番茄若干。

教学过程

【知识回顾】

【多媒体】展示视频“手机没电以后”（橙子电池给手机充电视频）。

【学生活动】自己组装番茄原电池，并回忆原电池的定义及组成条件。

【知识回顾】

构成原电池的条件

（1）活泼性不同的两极

（2）电解质溶液（3）形成闭合回路（4）自发进行的氧化还原反应

（2）

典型例题判断：

【明确】将化学能转化为电能的电池也称为化学电源。

【多媒体】展示生活中用到的化学电源。

【教师设问】我们知道了构成原电池的基本条件，那么，原电池的工作原理是怎样的呢？

【设计意图】从学生已经具备的知识出发，引入原电池的工作原理学习内容。

【学习目标】投影展示解读学习目标和重难点。

【活动探究】（幻灯片提示实验内容和实验要求）

锌与CuSO4溶液反应中的能量变化与能量转换

探究任务：

1.将锌粉加入CuSO4溶液中，测量溶液温度的变化，分析能量变化情况。

2.如果锌与CuSO4溶液的反应是放热反应，请设计实验将该反应所释放的能量转化为电能并实施你所设计的实验。

试剂和仪器

CuSO4溶液，锌粉，锌片，铜片，温度计、检流计（G），导线，大烧杯。

【安排学生实验】

实验装置

实验现象

能量变化

实验1

锌粒逐渐溶解，表面产生了一层红色的固体物质；CuSO4溶液颜色变浅，温度升高

化学能转化为热能

实验2

①电流表指针发生偏转；②锌片溶解，其表面出现一层红色的固体物质；CuSO4溶液颜色变浅；铜片表面也出现一层红色的固体物质

化学能转化为电能

负极（Zn）：

Zn-2e-→Zn2+

氧化反应

正极（Cu）：

Cu2++2e-→Cu

还原反应

电池反应：

Zn+Cu2+=Zn2++Cu

【小组讨论】

1.两组实验中，在锌片和铜片表面分别发生了哪些变化？

2.电子从哪里来，到哪里去？

3.电池的正极和负极分别是什么？

判断依据是什么？

4.溶液中有哪些看不见的动作？

【提问学生】实验现象

【埋下伏笔】有组学生的原电池实验中锌片上依然有铜析出（为后面介绍盐桥做好铺垫）

【指定展示】指定同学到黑板展示学案要求内容

【点评提升】

【学生点评】指定小组派出代表到黑板前点评讲解原电池原理。

【设计意图】本部分内容学生课前进行了自学并观看了微课，课上又通过实验验证和小组讨论，因此，相信学生能基本讲解清楚。

由于Zn失去的电子经导线转移到Cu片上，故导线上有电流通过，因此电流计指针发生偏转。

电子由锌片流向铜片，根据物理学知识，电子移动方向与电流方向相反，电流由铜片流向锌片，铜片为正极，锌片为负极。

Zn失去电子成Zn2+进入溶液，溶液中的阴离子移向负极Zn，阳离子移向正极Cu。

电极反应式可表示为：

负极（Zn）：

Zn-2e-→Zn2+ （氧化反应）正极（Cu）：

Cu2+＋2e-→Cu（还原反应）

总反应为：

Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu

【结论】该装置实现了将反应释放的能量向电能的转化。

【教师质疑】如何检验电极反应的书写是否正确？

【共同整理】铜锌原电池的工作原理。

【多媒体】演示铜锌原电池的工作原理。

【重点突破】如何设计简单的原电池

【过渡提问】同学们明确了原电池的工作原理，那么如果给你一个反应，你能否将其设计成原电池？

应该考虑哪些因素？

请大家思考。

【设问1】怎样的反应能设计成原电池？

【学生练习】学案练习1

【设问2】如何选择电极材料和电解质溶液

【学生】对于锌铜硫酸铜这类原电池，我们可用金属作为原电池的电极；然后将氧化剂和还原剂分别置于两极的表面，最后用导线连接两极，并将两极插入电解质溶液中即可。

【引导整理】投影展示提升设计原电池的一般步骤。

【学生活动】请尽可能采用多种方法画出它的装置图。

”学生画图（两位同学到黑板上画）。

【学生点评】

【共同整理】设计原电池的一般步骤

【拓展提升】我们设计的原电池有缺陷吗？

（呼应前面学生组装的原电池中锌片上依然有铜析出的问题）

【多媒体】展示。

【阅读课本】

1.什么是盐桥？

2.盐桥的作用是什么？

【多媒体展示】有盐桥的原电池原理的动画。

【演示实验】教师演示有盐桥的原电池实验装置。

【学生思考】

1.在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？

2.在盐桥插入之后，是否有电流产生？

3.与铜锌原电池相比该原电池具有什么特点？

4.通过本活动，你对原电池有了哪些新的认识？

【学生活动】写出此装置中的电极反应和总反应。

【总结提升】

1

、盐桥的优点。

2、体现原电池装置是将一个氧化还原反应分在了两个电极上进行。

【课堂小结】

【教师小结】通过本节课的学习，我们又进一步明确了原电池的基本原理，为我们以后设计和研究更加复杂的电池做了更好的准备。

【学生活动】整理提升。

【回扣目标】今天的目标你完成了吗？

【课堂自测】1、大部分学生独立完成。

2、指定学生到黑板完成指定题目。

【课后作业】

1、根据课堂学习，认真整理完善学案，二次上交。

2、整理本节知识网络，总结提升。

《化学能转化为电能——电池》学情分析

1.对学生原有的认知结构的分析：

通过初中化学和高中化学必修模块的学习，学生已经了解了氧化还原反应的知识，也已经初步认识到原电池的功能即将化学能转化为电能，选修中又学习了热化学和电解的知识，从物质的反应、微粒的运动、能量的转化等各个角度，为原电池的学习奠定了基础。

考虑到在高一时学生掌握的程度不同，对高一的知识要进行一定量的复习，这样不同程度的学生都能回忆起原电池的知识点，并能很好的过渡到本节课的学习。

在复习知识的同时设计的实验也在一定程度上激发学生的兴趣，也能很好的培养学生的观察能力，与同伴间的合作能力等。

本班的同学都比较活跃，倾向于热热闹闹的课堂——喜欢讨论甚至“争吵”，习惯了小组合作学习、互相交流与评价的教学方式，但比较缺乏自信，常对自己的结论抱有怀疑的态度，一般情况下都要征得别人的认同才敢确定自己的答案。

2.学生在学习本节内容有可能出现的问题分析如下：

①氧化还原反应不会判断。

②缺乏知识连贯性。

③原电池中正负极的判断及电极方程式的书写。

3.通过本节课学习学生能建立新的知识体系

①过对原电池的学习，增加学生对于原电池的感性认识。

②通过原电池的探究，掌握逻辑推理的方法，学会归纳化学反应原理的过程和运用相关原理解决实际问题的演绎过程。

《化学能转化为电能——电池》效果分析

本节课引用学生感兴趣的视频橙子电池给手机充电导入新课，帮助学生回忆必修二所学内容的同时引入今天的研究课题：

原电池的工作原理，并积极利用多媒体等多种信息化教学工具，动画、视频、微课等帮助学生理解一些比较抽象的知识点。

同时充分利用小组活动，促使学生在思考探究的过程中，对知识逐渐加深认识的同时，利用已有知识解决问题并发现问题，充分体现探究和合作的作用，培养学生的思维能力、创造能力和交流合作能力。

因此，经过一节课的学习，学生总体能完成本节课的学习目标：

明确了原电池的基本工作原理，会写原电池的电极反应并学会了设计简易的原电池。

但是，在整节课的课题观察中发现，学生的掌握程度和应用能力还是有差别的。

部分同学在书写电极反应式时存在个别小的失误。

还有极少一部分同学在设计原电池的存在困难。

因此，需要引导学生课下再才观看微课和加强练习。

总体来看，本节课学生的投入程度和掌握情况都较好。

《化学能转化为电能——电池》教材分析

本节内容是鲁科版选修《化学反应原理》第一章第3节，是电化学中的重要知识。

本节在学生已经建立起电极反应的概念并能够正确地判断阴极和阳极的基础上，精心设计、构建了一个内容体系，从能量转化角度，以一个学生熟悉的自发氧化还原反应为研究对象，通过“活动探究”采用逐步深入的研究手段，进一步挖掘原电池原理和组成条件，来介绍原电池的工作原理，以及阴极和阳极、正极和负极、电池反应的概念。

接着介绍根据此原电池原理制成的各种在现代工农业生产、科学实验、日常生活中被广泛应用的原电池。

通过紧密联系生活实际，以激发学生学习化学兴趣，更重要的是启发学生运用已学化学知识解决实际问题，从而培养学生的创新精神。

第一课时的主要内容有：

原电池的工作原理、原电池的构成条件。

原电池的工作原理和电极反应及电池反应是本节课的重点，设计简易原电池是本节课的难点。

《化学能转化为电能——电池》评测练习

一、基础题

1.在理论上不能用于设计原电池的化学反应是（）

A.HCl＋NaOH＝NaCl＋H2O

B.CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O

（1）

C.Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑

D.2FeCl2＋Cu＝2FeCl2+CuCl2

2.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.用铜板和锌板紧靠在一起浸入硫酸铜中，铜板质量增加.

C.把铜片插入硫酸锌溶液中，在铜片表面出现一层锌.

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.

3.下列各装置能构成原电池的是（）

对于能构成原电池的装置判断两极并写出两极反应和总反应。

二、提升题

4.对有盐桥的铜锌原电池（CuSO4溶液做电解质溶液），说法正确的是（）

A.铜片上有气泡逸出

B.取出盐桥后，电流计指针依然发生偏转

C.反应中，盐桥中的离子定向移动

D.反应前后铜片质量不变

5．某原电池的总反应的离子方程式为：

2Fe3++Fe==3Fe2+，不能实现该反应的原电池组成是（）

A．正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液

B．正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe（NO3）3溶液

C．正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2（SO4）3溶液

D．正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液

6．依据氧化还原反应2Ag＋＋Cu=Cu2＋＋2Ag设计原电池并回答下列问题：

（1）画出所设计的原电池

（2）铜电极发生的电极反应为_________________

另一电极上发生的电极反应为____________________________；

（3）外电路中的电子是从_______电极流向________电极。

当电路中通过2mol电子时，正极上析出金属的质量g

答案

1.A2.C

3.BD

B．负极：

Fe－2e-＝Fe2+正极：

2H++2e-＝H2↑

总反应：

Fe+2H+＝Fe2++H2↑

D．负极：

Fe－2e-＝Fe2+正极：

Cu2++2e-＝Cu

总反应：

Fe+Cu2+＝Fe2++Cu

4.C5.CD

6.

（1）

负极反应式：

Cu-2e-=Cu2+正极反应式：

2Ag++2e-=2Ag

总反应式：

Cu+2Ag+=Cu2++2Ag

（2）铜银108

《化学能转化为电能——电池》课后反思

《化学能转化为电能——电池》是各个版本《化学反应原理》教材中非常典型的内容，各种资源较多，在进行本教学设计之前，查阅了很多该课时的设计，仔细研读了课标要求和多处教材分析，然后按照自己的思路进行了设计，对自己的教学设计实施以后，反思如下：

（1）引用学生感兴趣的视频导入新课，帮助学生回忆必修二所学内容的同时引入今天的研究课题：

原电池的工作原理。

（2）积极利用多媒体等多种信息化教学工具，动画、视频、微课等帮助学生理解一些比较抽象的知识点。

（3）充分利用小组活动，促使学生在思考探究的过程中，对知识逐渐加深认识的同时，利用已有知识解决问题并发现问题，充分体现探究和合作的作用，培养学生的思维能力、创造能力和交流合作能力。

（4）体现学生自学能力和展示能力，以提高学生的自信心和自学主动性。

在整个课题的设计和实施过程中，力求注意到各模块教材之间知识的总体把握和设计，但是有个人的能力等多方面原因，整个设计中还存在比如教材素材和资源挖掘利用不到位，学生的主题地位体现不明确等多方面的问题，希望能够得到专家和同行的指正，促进我在以后的教学活动中得到改正和提升。

《化学能转化为电能——电池》课标分析

1、课标表述

（1）体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式

（2）通过查阅资料了解常见化学电源的种类及工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及重要应用。

2、细化后目标

1、记住原电池的工作原理，会用自己的语言叙述原电池的工作原理，会举例说明原电池的工作原理，并能根据日常生活中的实际例子辩认出原电池这一具体现象，认识化学能转化为电能的实际意义。

2、学会书写原电池的电极反应式和电池反应式

3、能在新的情景中运用原电池原理

4、会分析原电池现象给人们生活造成的利与弊，有利用原电池原理为人类造福的意识。

5、体会电化学在生产生活中巨大作用，提升自己的环保意识。

（1）原电池是化学能转变为电能的一种装置，是实际应用中人们通常采用的能量形式，本节的学习学生可以复习有关氧化-还原反应的知识，可以进一步认识跟第二节学习的电解的本质区别，原电池产生电能，电解需要电能维持，这个暗线索为学习第二章第一节‘化学反应的方向“和第三章第四节”离子反应“以及这两部分的贯通埋下伏笔。

（2）能源、环保成为近几年的社会热点，电池在解决这两个问题中充当了重要角色。