1、人教版选修4化学反应原理第四章 电化学基础 第一节 原电池 说课稿高级中学 张浩栋一、教学内容以人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书化学选修4第四章第一节原电池为教材依据，巩固已学原电池的基础知识，并进一步拓展相关概念和原理，使学生从一个更高的层次去认识和理解原电池。本课的教学力求体现新课程的教学理念，充分尊重学生的主体意识，调动学生学习的主动性，着眼提高学生的科学素养和人文素养。二、教学背景分析学习内容分析：在人教版教材必修2中已经重点介绍了铜锌原电池的工作原理和形成条件，并对实用电池进行了简单介绍。在选修4化学反应原理的第四章第一节中重点通过双液电池模型的构建，发展对原电池原理和形成条
2、件的认识。同时在第二节中应用深化发展的原电池原理和形成条件进一步理解实用电池、电化学腐蚀和防腐原理。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。从必修水平到选修水平，学生的知识和能力需要进行一次较大的跨越。在这一跨越过程中，合适的模型是学习和理解原电池原理的重要工具，选修教材中呈现的带盐桥的双液电池模型与必修阶段的锌铜单液模型承载的功能截然不同。如何寻找学生的“最近发展区”，完成跨越是在本节课教学中重点要解决的问题。学生情况分析：已有基础：对原电池原理有初步认识；具有一定的实验探究能力。局限认识：氧化剂
3、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，提高解决问题的能力。教学方式与教学手段说明：采用“实验探究模型建构理论分析”相结合的教学方式，学生通过实验活动，建构原电池模型，结合理论分析，不断深入认识原电池原理和形成条件，最终实现知识和能力上的跨越。三、本课教学目标设计知识与技能：深入了解原电池的工作原理。通过三次理论分析使学生对原电池的形成条件产生更完整的认识。学会书写电极反应式和电池总反应。能根据反应设计简单的原电池。过程与方法：学生通过橘子电池的实验活动，体验建构模型的过程。通过Zn-CuSO4电池的设计活动，感悟科学探究的思路和方法，进一步体会
4、控制变量在科学探究中的应用。情感态度与价值观：介绍电池发展史，激发学习兴趣，感受原电池原理应用于化学电源开发的关键作用。通过双液电池模型的建构，渗透对立统一的辩证唯物主义思想。教学重点：原电池工作原理和形成条件教学难点：氧化还原反应完全分开在两极发生(分池、分液)重难点的突破：四、教学过程与教学资源设计教学环节教师活动学生活动设计意图展示图片复习已知【引入】展示各种电池图片，电池的作用。【复习】铜锌原电池装置中正负极分别发生了什么反应？电流是如何产生的？【回顾复习】化学能转化为电能的装置。【复习】原电池工作原理：负极：氧化反应 失电子正极：还原反应 得电子电子从负极流向正极，阴离子从正极流向负
5、极，形成闭合回路。第一次理论分析，复习已经掌握的原电池原理和形成条件，为后面的深化发展提供基础。橘子实验提炼模型【连接】在必修中有一个家庭实验设计水果电池。【提出实验内容】现在给你提供了以下材料，请你设计橘子电池，观察实验现象并提炼出原电池模型。可供选择的材料：灵敏电流计、铜丝、锌条、导线、培养皿、橘子【小组实验】【方案展示，提炼模型】通过橘子实验的方案讨论，使学生从“单瓣”“两瓣”形象实验演化成“单池”“双池”的模型建构；从“膜”上升到“盐桥”的认识。第二次理论分析提出双池-盐桥模型，在模型分析中再次强调电流的形成过程，同时强调盐桥的作用。序号方案、现象方案1Zn片和Cu片同时插入一瓣橘子中
6、(有电流)方案2Zn片和Cu片分别插入未分开的两瓣橘子中(有电流)方案3Zn片和Cu片分别插入分开的两瓣橘子中(无电流)交流方案，汇总教师引导，学生主动建构模型，集体讨论修改：方案1： 方案2：【针对方案2提问】为何两瓣未分开的橘子也能产生电流？【针对方案3提问】为何两瓣分开的橘子不能产生电流？如何改进，产生电流？【教师演示两种解决方案】“连隧道”(用吸满果汁的导管连通)、“搭桥”(用浸有NaCl溶液的滤纸条连接)。【提问】这两种解决方案为何能产生电流？请提炼模型。【知识介绍】在化学实验中常用的盐桥是在U型管里装含有琼胶的饱和KCl溶液。【可能解释】因为两瓣中间的膜可以让离子通过，离子定向移动
7、形成闭合回路。【可能解释】未形成闭合回路。解决方法：将两瓣橘子贴在一起。还有可能会有将其浸入电解质溶液中。【可能解释】在“隧道”和“桥”中离子能够定向移动，构成闭合回路。【提炼模型】实验探究完善认识【连接】水果中含有电解质溶液，因此可以设计水果电池实现化学能转化电能的过程。如何将化学反应设计成原电池装置呢？【提出问题】现有反应ZnCuSO4ZnSO4Cu，如何设计成原电池装置？【组织学生交流，确定设计思路】先将氧化还原反应拆分，再根据反应确定电极材料和电解质溶液。【提出实验目的】按盐桥模型，根据ZnCuSO4ZnSO4Cu反应设计成原电池装置。【指导学生实验】注意电极材料的选择。注意电解质溶液
8、的选择。注意记录实验现象。联系已学知识，回忆根据化学反应设计成原电池装置的思路和方法。思路1：先选材料，后定反应。Zn是负极，发生氧化反应；Cu是正极，发生还原反应。思路2：先拆反应，后选材料。Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应 负极Cu2+2e-=Cu还原反应 正极可供使用的仪器和药品：灵敏电流计、铜片、锌片、导线、培养皿、ZnSO4溶液、NaCl溶液、CuSO4溶液、浸NaCl溶液的滤纸条(盐桥)。注意：及时清洗电极。【小组实验设计方案，并实施】通过方法讨论和交流，后面学生实验过程会有的放矢，防止漫无目的的实验。通过实验活动，感悟科学探究的思路和方法，进一步体会控制变量在科学探究中的应用。在
9、讨论交流方案的过程中，学生对实验现象的解释，深入认识原电池原理和形成条件，上升到完整认识。通过双液电池模型的建构，渗透对立统一的辩证唯物主义思想。【交流方案】【方案1】为何Zn表面会变黑？ 从能量转化的角度说明什么方案负极负极液正极正极液现象1ZnCuSO4CuCuSO4Zn表面变黑有电流产生2ZnZnSO4CuCuSO4Zn表面不变黑有电流产生3ZnNaClCuCuSO4Zn表面不变黑有电流产生问题？（分析现象）Zn接触到CuSO4溶液，会直接发生置换反应。说明Zn失去的电子并没有完全转化成电能，电能转化率较低。【方案2】为何会产生电流？（理论分析）因负极和正极已有提供电子和接受电子的物质，
10、两者存在电势差，有电子定向移动的趋势。当通过盐桥连接两极时，阴离子从正极溶液通过盐桥向负极移动，此时形成闭合回路，就形成了电流。【问题】负极液的作用？正极液的作用？（学生通过对比分析）负极液只起导电作用；正极液中Cu2+发生还原反应，且起导电作用。【总结交流】你对原电池原理的认识。回顾历史发展创新【介绍电池发展史】通过今天的实践活动，联系电池发展史，你有哪些感想？交流感受。介绍电池发展史，激发学习兴趣，感受原电池原理应用于化学电源开发的关键作用。板书设计： 第一节：原电池一、原电池的概念：直接将化学能转变成电能的装置。二、原电池的本质：氧化还原反应三、构成原电池的条件：1、两极：活性不同的两极电极材料（可以是两种活性不同的金属或金属与非金属）2、电解质溶液：要求电极材料在电解质溶液中能自发的发生氧化还原反应3、要形成一个闭合的回路。 简称“两极一液一线”