课 题 化学能与电能课 时总第 课时

三 维

目 标知识与技能学生通过实验探究认识原电池的工作原理和原电池的构成条件，初步形成原电池的概念。

过程与方法学生通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程，理解科学探究的意义，理解科学探究的基本过程和方法，初步养成科学探究的能力。

情感态度与价值观学生通过探究化学能转化为电能的奥秘，提高学习化学的兴趣和热情，体验科学探究的艰辛与喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。

教 学 重 点原电池的构成条件

教 学 难 点原电池的工作原理

教 学 过 程 设 计(教 法、学 法、课 练、作 业)

一、课前预习

1、分析火力发电的利弊

2、氧化还原反应的实质

3、原电池的概念，工作原理和本质

4、原电池的构成条件

二、讲授新课

【问题探讨】在火力发电的过程中，能量是怎样进行转换的?

【学生分组讨论得出结论】在火力发电过程中，经历了一系列的能量转换：

电能

发电机

机械能

热能

蒸汽

化学能

燃烧

【问题探讨】在火力发电过程中，化学能要经过一系列能量转换环节才能转化为电能，由于转换环节多，能源利用率低，造成能源极度浪费。那么能否将化学能直接转化为电能，提高能量的利用率?

【设置阶梯式问题，对学生进行探究思路引导】

问题1：氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能转化为热能，再经过一系列能量转换环节才能转化为电能。那么要使氧化还原反应释放的能量不经过热能，而直接转化为电能，所要解决的第一问题是什么?(电子的定向移动形成电流)

问题2：若将氧化反应和还原反应分开在不同区域进行，那么，怎样架设桥梁使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域，同时形成电流?

问题3：怎样知道所架设的桥梁中有电子流过?如何从电学角度考虑仪器选择和组装问题?

【学生活动】学生组成课题学习小组进行讨论，交流，初步了解科学探究步骤，建立科学探究模型，并试着设计实验方案进行探究。

【科学探究】如何将化学能直接转化为电能?

【学生组成课堂学习小组，设计实验探究方案，分组实验，进行实验探究，观察实验现象并记录，小组成员交流探讨】

实验序号实验1

实验步骤在小烧杯(50ml)加入一定量稀硫酸和一块锌片

实验现象

用化学方程式解释现象

思考问题寻找答案问题1：反应中哪种物质失去电子?哪种物质得到电子?

问题2：Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中的H+的?

问题3：怎样想办法使Zn和H+分开，不让H+直接在Zn表面得电子?

列出你对问题3的看法

实验序号实验2

实验步骤在实验1再插入铜片，观察一段时间，使铜片与锌片接触，观察现象。

实验现象

用化学方程式解释现象

思考问题寻找答案问题1：反应中哪种物质失去电子?哪种物质得到电子?

问题2：Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中的H+的?

问题3：H+得到的电子是Cu失去的吗?Cu在这一过程中起什么作用?

问题4：怎样想办法让这种电子的转移变成电流?

列出你对问题4的看法

实验序号实验3

实验步骤将锌片和铜片用导线连接，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。

实验现象

用化学方程式解释现象

思考问题寻找答案问题1：反应中哪种物质失去电子?哪种物质得到电子?

问题2：电子从Zn到溶液中H+经历了哪种途径?

问题3：导线在这个过程中起到什么作用?

问题4：你怎样才能知道导线中有电子流过?怎样才能知道导线中电子流动方向?

组内交流

列出想法

实验序号实验4

实验步骤将锌片和铜片用导线连接，插入盛有稀硫酸的烧杯中，在导线之间接入灵敏电流计，观察现象。

实验现象

用化学方程式解释现象

思考问题寻找答案问题1：反应中哪种物质失去电子?哪种物质得到电子?

问题2：电子从Zn到溶液中H+经历了哪种途径?

问题3：电流计在这个过程中起什么作用?

组内交流

列出想法

【学生通过上述实验方案进行探究，并对实验结果进行探讨交流，得出结论】要将化学能直接转化为电能，必须将氧化反应和还原反应在不同区域进行，同时架设桥梁，使电子从还原剂区域转移到氧化剂区域，形成电流，这样将化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

【学生活动】分析在Zn-Cu原电池中锌片和两个区域得失电子情况，并试着用式子表示出来。

锌片：Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应)

铜片：2H++2e-=H2(还原反应)

总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2

【教师引导，学生归纳，共同得出结论】

原电池中的电极名称：

负极：电子流出的一极(如上述原电池中的锌片);

正极：电子流入的一极(如上述原电池中的铜片);

Zn

Cu

H+

Zn2+

G

H2SO4

电极反应式：表示负极、正极得失电子的情况的式子。

【过渡】上面我们通过实验探究了原电池的工作原理，初步形成了原电池的概念，那么，原电池式由哪些部分组成的?即：原电池的构成条件是什么?

【科学探究】原电池的构成条件。

【探究目标】根据已有的氧化还原反应知识和电学知识，利用已有的实验用品，设计一套原电池装置，探究原电池的构成条件。

主要用品：铜片、锌片各两块，稀硫酸、导线、电流计。

【设置阶梯式问题，对学生进行探究思路引导】

问题1：如果两极材料相同和不相同时，将会产生什么现象?

问题2：如果两个电极在同一容器和不同容器中，将会产生什么现象?

【归纳总结】构成原电池的条件：

1、具有能自发发生的氧化还原反应;

2、有两个用导线相连的活动性不同的电极;

3、有电解质溶液或熔融的电解质;

4、电极和电解质溶液形成闭合回路。

【思考交流】在铜锌原电池中，如果用的是纯锌，则在锌片表面几乎观察不到气泡，而在实验中我们所用的是粗锌(含有碳)，在锌片和铜片表面多有气泡产生，你现在能解释这种现象吗?

【课堂练习】

1如下图所示的装置能够组成原电池且产生电流的是( )

G

G

G

G

稀硫酸

A

稀硫酸

B

硫酸铜溶液

C

乙醇水溶液

D

铜

银

铜

锌

铜

锌

锌

铜

2、下列烧杯中盛有的都是稀硫酸，其中在铜电极能产生气泡的是( )

锌

铜

银

铜

银

铜

锌

铜

A B C D

3、把啊a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极;c、d相连时，外电路的电流由d到c;a、c相连时，c极上产生大量气泡;b、d相连时，d极逐渐溶解，则四种金属的活动性由强到弱的顺序为( )

A、acd B、adb C、cdb D、bca

【作业布置】导学练 P24 1～8题

【板书设计】

第二节 化学能与电能

一、原电池

将化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

二、原电池的工作原理

三、原电池中的电极名称：

负极：电子流出的一极

正极：电子流入的一极

四、构成原电池的条件：

1、具有能自发发生的氧化还原反应;

2、有两个用导线相连的活动性不同的电极;

3、有电解质溶液或熔融的电解质;

4、电极和电解质溶液形成闭合回路。

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