2019-2020年高中化學(xué)《化學(xué)能與電能》教案13 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中化學(xué)《化學(xué)能與電能》教案13 新人教版必修2 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.初步認(rèn)識(shí)原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。 2.通過實(shí)例和實(shí)驗(yàn),了解化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化,了解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用及其對(duì)人類文明發(fā)展的貢獻(xiàn)。 3.能舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其運(yùn)用,認(rèn)識(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能對(duì)現(xiàn)代化的重大意義,初步了解化學(xué)電池的化學(xué)反應(yīng)基礎(chǔ)(氧化還原反應(yīng))及研制新型電池的重要性。 教學(xué)重難點(diǎn): 通過對(duì)原電池實(shí)驗(yàn)的探究,引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價(jià)值。 教學(xué)過程: 【引言】 大家都知道現(xiàn)今生活中電與我們生活的密切程度,可以說現(xiàn)在要是沒了電我們現(xiàn)在的大生活將是一個(gè)什么樣的狀態(tài)。近兩年電力由于我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展現(xiàn)今還處于緊缺的狀態(tài),那么大家回想一下,我們獲取電能的主要方式又是什么? 我們從教材的我國電力總量構(gòu)成圖中可以看到,火力發(fā)電仍然將近81%,再來想一下,這種發(fā)電的原理又是什么?(學(xué)生討論) 結(jié)論:化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能,再來分析:在轉(zhuǎn)化過程中:設(shè)備的投入,機(jī)械效率等問題。提出新問題:能否實(shí)現(xiàn)從:化學(xué)能→電能的直接實(shí)現(xiàn)? 【新課】第二節(jié) 化學(xué)能與電能 一、 化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化 問題探討:1、氧化還原反應(yīng)的實(shí)質(zhì) 2、把氧化劑和還原劑分開,使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)在兩個(gè)不同區(qū)域進(jìn)行。 3、如何截獲電子? 4、從電學(xué)角度考慮儀器選擇和組裝問題 學(xué)生活動(dòng):組成課堂學(xué)習(xí)小組進(jìn)行討論,建立思維模型。 [實(shí)驗(yàn)]學(xué)生自己組織實(shí)驗(yàn) 【實(shí)驗(yàn)2-4】 實(shí)驗(yàn)過程: 實(shí)驗(yàn)序號(hào) ① 步驟要求 在一支試管中加入少量稀硫酸和一小粒純鋅粒 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 鋅粒表面有氣魄產(chǎn)生 用離子方 程式解釋 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 2H+ + Zn = H2↑+Zn2+ 思考問題 尋找答案 1.反應(yīng)中,哪種物質(zhì)失電子?哪種物質(zhì)得電子? 2. Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中H+的? 3.想什么辦法使Zn與H+分開,不讓H+直接在Zn表面得電子? 列出你對(duì) 問題3的 想 法 實(shí)驗(yàn)序號(hào) ② 步驟要求 在另一支試管中加入少量稀硫酸和一小粒純鋅粒,再將一根粗銅絲插入試管,觀察一會(huì)兒,使銅絲與鋅粒接觸,觀察現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 未接觸時(shí)新表面有氣泡,銅絲無明顯現(xiàn)象,接觸后銅絲表面有氣泡 用化學(xué)方 程式解 釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 鋅片 Zn - 2e-= Zn2+ (氧化反應(yīng)) 銅片 2H+ +2e- = H2↑(還原反應(yīng)) 思考問題尋找答案 1.反應(yīng)中,哪種物質(zhì)失電子?哪種物質(zhì)得電子? 2. Zn是通過什么途徑將電子轉(zhuǎn)移給溶液中H+的? 3. H+得到的電子是Cu失去的嗎?Cu在這個(gè)過程中起什么作用? 4.想什么辦法讓這種電子的轉(zhuǎn)移變成電流? 列出你對(duì) 問題4的 想 法 實(shí)驗(yàn)序號(hào) ③ 步驟要求 將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接,平行插入盛有稀硫酸的燒杯中,觀察現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 寫化學(xué)方程 式或解釋 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 鋅片 Zn - 2e-= Zn2+ (氧化反應(yīng)) 銅片 2H+ +2e- = H2↑(還原反應(yīng)) 思考問題 尋找答案 1.反應(yīng)中,哪種物質(zhì)失電子?哪種物質(zhì)得電子? 2.電子從Zn到溶液中H+經(jīng)歷了哪些途徑? 3.導(dǎo)線在這個(gè)過程中起什么作用? 4.你怎樣才能知道導(dǎo)線中有電子流過?怎樣才能知道導(dǎo)線中電子流動(dòng)方向? 組內(nèi)交流 列出想法 實(shí)驗(yàn)序號(hào) ④ 步驟 要求 將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接,在導(dǎo)線中間接入一個(gè)電流計(jì)(或發(fā)光二極管),平行插入盛有稀硫酸的燒杯中,觀察現(xiàn)象。將鋅片和銅片用導(dǎo)線反接電流計(jì)再做實(shí)驗(yàn),觀察現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn) 現(xiàn)象 鋅粒表面無氣泡逐漸溶解,銅片表面有氣泡,二極管發(fā)光或電流計(jì)偏轉(zhuǎn) 解釋實(shí) 驗(yàn)現(xiàn)象 鋅發(fā)生氧化反應(yīng),還原反應(yīng)在銅表面發(fā)生,有電流產(chǎn)生(形成原電池) 思考問題 尋找答案 1.反應(yīng)中,哪種物質(zhì)失電子?哪種物質(zhì)得電子? 2.電子從Zn到溶液中H+經(jīng)歷了哪些途徑? 3.電流計(jì)在這個(gè)過程中起什么作用? 4.你認(rèn)為這個(gè)過程中能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系是怎樣的? 組內(nèi)交流 列出想法 【科學(xué)探究】原電池的構(gòu)成條件探究。 [活動(dòng)形式]學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。 [實(shí)驗(yàn)類型]對(duì)比實(shí)驗(yàn)。 1.組織學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)用品,如Zn、Cu、石墨棒、Fe、稀硫酸、乙醇、CuSO4溶液、ZnSO4溶液,導(dǎo)線、西紅柿(或其他水果)、電流計(jì)等自己設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)。 2.讓學(xué)生設(shè)計(jì)表格整理實(shí)驗(yàn)信息,然后將化學(xué)事實(shí)用化學(xué)式表達(dá)出來。 3.活動(dòng)總結(jié)匯報(bào)。 原電池構(gòu)成部分對(duì)比一 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋或?qū)懟瘜W(xué)方程式 電流計(jì) 稀硫酸 Zn 溶解無氣泡 Zn - 2e-= Zn2+ 偏轉(zhuǎn)較大 石墨 氣泡 2H+ +2e- = H2↑ 稀硫酸 Cu 無明顯現(xiàn)象 反應(yīng)不能自發(fā)進(jìn)行 偏轉(zhuǎn)較小 石墨 原電池構(gòu)成部分對(duì)比二 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋或?qū)懟瘜W(xué)方程式 電流計(jì) 稀硫酸 Zn 溶解無氣泡 Zn - 2e-= Zn2+ 偏轉(zhuǎn) Fe 氣泡 2H+ +2e- = H2↑ 乙醇 Zn 無現(xiàn)象 無偏轉(zhuǎn) Fe 無現(xiàn)象 原電池構(gòu)成部分對(duì)比三 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋或?qū)懟瘜W(xué)方程式 電流計(jì) 稀硫酸 Zn 溶解氣泡 Zn - 2e-= Zn2+ 無偏轉(zhuǎn) Zn 溶解氣泡 Zn - 2e-= Zn2+ 稀硫酸 Zn 溶解 Zn - 2e-= Zn2+ 偏轉(zhuǎn) Fe 氣破 2H+ +2e- = H2↑ 原電池構(gòu)成部分對(duì)比四 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 解釋或?qū)懟瘜W(xué)方程式 電流計(jì) 插在一個(gè) 西紅柿中 Zn 偏轉(zhuǎn) Cu 插在兩個(gè) 西紅柿中 Zn 無偏轉(zhuǎn) Cu 二、原電池及電極反應(yīng) 1.歸納、概括形成原電池概念:將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。 2.總結(jié)歸納原電池的構(gòu)成條件:① 有兩種活動(dòng)性不同的金屬(或非金屬單質(zhì))作電極。 ② 電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 ③ 兩極相連形成閉合電路。 3.原電池化學(xué)反應(yīng)本質(zhì): 較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng),電子從較活潑的金屬(負(fù)極)通過外電路流向較不活潑的金屬(正極)化學(xué)能→電能 【作業(yè)】每個(gè)同學(xué)利用家庭條件,自制一個(gè)簡單的原電池 第二課時(shí) [提問復(fù)習(xí)]組成原電池的條件是什么?檢查學(xué)生自制電池情況 [引言]大家現(xiàn)在知道了,從理論上講任何氧化還原反應(yīng),都可以將氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開而從中獲取電流,但是從技術(shù)上而言這一理想又有很大的距離。人們應(yīng)用原電池原理,制作了多種電池,如干電池、蓄電池、充電電池、高能電池等,以滿足不同的需要請(qǐng)同學(xué)們說說你所知道的電池的用途。 [板書] 二、化學(xué)電源 1.干電池 2.鉛蓄電池 [展示]干電池和鉛蓄電池實(shí)物。 (由學(xué)生和教師分別講述這兩種電池的構(gòu)造和用途) [閱讀]課本中3鋰電池4新型燃料電池(由學(xué)生自學(xué)完成) [板書]3.鋰電池 4.新型燃料電池:氫氧燃料電池、鋁、空氣燃料電池 [課件]展示當(dāng)代新型電池,培養(yǎng)學(xué)生能夠的進(jìn)取心理 [練習(xí)]1.表面鍍有保護(hù)金屬層的鐵片,當(dāng)鍍層有破損時(shí)比普通鐵片更易腐蝕的是()。 A.白鐵(鍍鋅鐵) B.馬口鐵(鍍錫鐵) C.鍍鎳鐵D.鍍銅鐵 2.下圖各容器中盛有海水,鐵在其中被腐蝕時(shí)由快到慢的順序是 A.④>②>①>③ B②>①>③>④ C.④>②>③>① D.③>②>④>① 3.通常在輪船的尾部和在船殼的水線以下部分,裝有一定數(shù)量的鋅塊,請(qǐng)解釋原因。 三、問題交流 【學(xué)與問1】 在電學(xué)中,電流的方向與電子流動(dòng)方向相反。輸出電流的一極是電源的正極,而流入電流的一極是電源的負(fù)極。在原電池中,電子從原電池的負(fù)極流出,經(jīng)過導(dǎo)線流入原電池的正極。關(guān)于原電池的兩極的名稱和判斷,在課堂探究實(shí)驗(yàn)中引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合電學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)。經(jīng)過對(duì)幾種原電池的研究后,總結(jié)出原電池兩極的判斷方法:活潑金屬→發(fā)生氧化反應(yīng)→向外線路提供電子→原電池的負(fù)極;不活潑金屬(或石墨)→發(fā)生還原反應(yīng)→接受外線路提供的電子→原電池的正極。 【學(xué)與問2】 鋅錳干電池與我們的生活聯(lián)系十分密切,幾乎每個(gè)學(xué)生在生活中都使用過鋅錳干電池。大多數(shù)學(xué)生都經(jīng)歷過或聽說過由于鋅錳干電池的使用不當(dāng)而造成的損失,關(guān)于鋅錳干電池在使用時(shí)的注意事項(xiàng)可以通過學(xué)生討論,匯集一些實(shí)例進(jìn)行分析,最后總結(jié)出鋅錳干電池的使用方法和保存時(shí)應(yīng)注意的問題。 【思考與交流】 對(duì)于原電池的組成條件,要讓學(xué)生在課堂中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究對(duì)比分析,在嘗試了幾種組合實(shí)驗(yàn)后自己總結(jié)出來。原電池的組成條件可以簡單的概括為:兩極一液一連線。具體是: ① 有兩種活動(dòng)性不同的金屬(或非金屬單質(zhì))作電極。 ② 電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 ③ 兩極相連形成閉合電路。 四、習(xí)題參考 1.化學(xué)電池是把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。其反應(yīng)的基礎(chǔ)是氧化還原反應(yīng)。 2.一次性干電池中的氧化還原反應(yīng)是不可逆的,放完電之后就不能再使用。而蓄電池中的氧化還原反應(yīng)是可逆的,它在放電時(shí)所進(jìn)行的氧化還原反應(yīng),在充電時(shí)可以逆向進(jìn)行,使生成物恢復(fù)原狀。 3.從電極材料判斷:活潑金屬作負(fù)極,不活潑金屬(或石墨)作正極。從發(fā)生的反應(yīng)判斷:發(fā)生氧化反應(yīng)的電極是負(fù)極,發(fā)生還原反應(yīng)的電極是正極。 4.家用電器的普及和種類的增加,使得電池的使用量隨之劇增。廢電池混在垃圾中,不僅污染環(huán)境,而且造成浪費(fèi)。據(jù)報(bào)道,全國的電池年消耗量為30億只,因疏于回收而丟失銅740噸,鋅1.6萬噸,錳粉9.7萬噸。另外,普通干電池里含有鎘和汞兩種元素,這兩種元素若污染了土壤和水源,進(jìn)入人類的食物鏈,就會(huì)發(fā)生“水俁病”(汞中毒)和“痛痛病”(鎘中毒),這兩種工業(yè)公害病,都在日本發(fā)生過,造成很多人死亡。 為防止悲劇重演,我們應(yīng)該把廢舊電池與其他垃圾分開,集中回收。許多國家都很重視廢舊電池的回收,如德國的很多商店要求顧客在購買電池時(shí),同時(shí)要把廢舊電池交回商店;日本的分類垃圾箱里有一種專門放廢舊電池的黃色垃圾箱,垃圾箱的投入口有三個(gè),分別標(biāo)有普通電池、紐扣電池和其他電池。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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