人教版高中化学选修四《化学反应原理》

第四章                   电化学基础

              第一节      原电池（一课时）

一、教材分析

1、教材地位和作用

《化学反应原理》第一章着重研究了化学反应与热能的关系，而第四章电化学基础着重研究化学反应与电能的关系，二者都属于热力学研究范畴。

原电池作为电化学的基础，应用十分广泛。利用其原理可制成多种电池，在工农业生产，以及日常生活等方面都有广泛的用途。另一个重要意义是从本质上弄清金属的腐蚀，找到金属防护的方法，认识防止金属腐蚀的重要意义。

2、课标分析

    ①新课程标准对电极电势等概念不作要求，在理论方面控制了知识深度。

    ②氧化还原理论和金属活动性顺序，以及物理学中的电学知识，已对有关问题进行一些定性的介绍和分析。

    ③本节课重在对原电池中正、负电极的判断，设计原电池时对正、负电极材料和电解质溶液的选择以及对电极反应产物的判断等。

3、教学重点和教学难点

教学重点：进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式。

教学难点：原电池的工作原理。

解决办法：①学生共同探讨设计实验方案，体验探究过程。

          ②通过数字实验室电流传感器作图和多媒体动画展示使学生直观感受原电池的工作原理以及盐桥的作用。

          ③结合实验现象强化原电池的电极、电池反应方程式的书写。

4.教学目标

知识与技能目标：

进一步了解原电池的工作原理，写出电极反应方程式。

过程与方法目标:

①通过原电池实验的观察和分析，体会化学反应原理的形成过程。

②通过原电池实验的探究，学会解决问题的方法。

情感态度与价值观目标：

①通过学习原电池联系社会、生活与实践增强学生的学习兴趣。

②通过课堂探究活动，培养学生的探究能力，与人合作、交流的能力。

5.教学内容的处理

在处理教学内容时，把教学内容分为一下几个步骤：

①在必修2 “化学能与电能”的基础上以铜锌原电池为例，进一步强调原电池的组成和原理。

②学生讨论且设计实验方案，体验实验的乐趣。教师通过电子白版转换多媒体动画和电流传感器作图，提出问题引导学生探究并讲解原理。

③学生通过实验探究结果量化对比、讨论并归纳总结出原电池中盐桥的重要性及其作用。

④结合实验现象的分析，学生熟练掌握原电池的电极、电池反应方程式的书写。

二、教学方法和教学手段的选择

教学方法：实验探究式教学法

教学策略：采用学生“自主—合作—探究”的学习模式。以学生为中心，通过学生小组讨论，自己动手设计实验，体验合作探究的乐趣。

教学手段：利用数字实验室电流传感器及多媒体动画等辅助教学，量化电流强度及演示原电池盐桥中离子的移动方向，使学生更直观的掌握电化学原理。

设计意图：

1、通过学生亲自探讨原电池，并运用现代数字实验室及多媒体动画展示等直观手段，动静结合，宏观与微观结合，化抽象为具体，形象生动，突出重点，突破难点。

2、让学生自主观察归纳总结，培养学生的思维能力和语言表达能力，充分发挥学生的主体地位和教师的主导地位。

三、学生学情分析和学法指导

1.学情分析

对学生原有的认知结构的分析：

①通过对原电池的学习，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。

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。

2、学法指导

①合作探究法

开展合作探究活动、发展学生的探究能力、体验合作、共同探究、提高学习技能。

②教师问题引导法

针对学生探究实验中现象，提出问题，启发学生探究思维。

③多媒体演示法

运用电子实验室电流传感器作图、多媒体演示原电池中盐桥中粒子的移动方向，增加直观感激发学生学习的兴趣。

四、教学过程及设计构思

（一）实验引课

 教师演示实验，引入课题，质疑问题。、

设计意图：①考察学生对必修2所学原电池工作原理的掌握程度。
          ②为本节课探究实验创造情景。
          ③实验引课增强学生的学习兴趣和求知欲望。

（二）问题导课

1、上述实验装置构成原电池了吗？

2、为什么无电流通过？

3、怎样才能使得装置有电流产生？

学生分组讨论提出假设和解决的方法

设计意图：①通过课堂探究活动，培养学生的探究能力，与人合作、交流的能力。

          ②通过讨论判断，强化学生对已有知识体系的掌握和灵活运用，以提出解决方案。

根据现象强化电极、电池反应方程式的书写

现象1：电流传感器显示有电流通过，并指示电子是由锌片流向铜片，在铜片表面有红色的铜析出。

结论1：发生了原电池反应，且其中锌为原电池的负极，铜为正极。

负极：    Zn－2e-＝Zn²⁺       正极：   Cu²⁺ + 2e-＝Cu

总反应： Zn + Cu²⁺＝Zn²⁺ + Cu

现象2：随着时间的延续，电流越来越小，直至无电流通过。同时锌片表面逐渐被铜全部覆盖。

（二）问题导课

1、为什么随着时间的延续，电流逐渐减小，最后没有电流呢？

2、怎样才能产生持续稳定的电流呢？

  

根据现象强化电极、电池反应方程式的书写

电极反应： Zn - 2e-=Zn²⁺    （负极）

           Cu²⁺ + 2e-=Cu   （正极） 

电池总反应： Zn + Cu²⁺ = Cu + Zn²⁺

盐桥：通常是KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻。

盐桥的作用：①使整个装置构成闭合回路。    ②平衡电荷。    

（三）课堂小结（学生概括）

1、总结形成原电池的条件

2、原电池中电子、电流以及阴阳离子的移动方向

3、电极反应方程式的书写

设计意图：发挥学生的主体作用。

（四）板书设计

教师简明扼要书写课堂探究主题流程，

学生根据实验现象板书电极、电池反应方程式。

设计意图：强化电极、电池反应方程式的书写。

（五）练习检测

下列哪些装置能构成原电池？写出能构成原电池装置的电极、电池反应方程式。　　　　　

 (六)时间安排

1、实验引课用时：五分钟

2、第一次讨论：八分钟

3、第一次分组实验：五分钟

4、学生板书电极反应式，电池反应方程式：二分钟

5、第二次讨论：八分钟

6、第二次分组实验：五分钟

7、学生问题反馈：二分钟

8、学生课堂小结和问题交流：五分钟

9、练习检测：五分钟

（七）课后体会和反思

1、通过本节课的学习，学生的积极性被充分调动起来，学生做探究实验的热情很高，发挥了他们的聪明才智，体现了学生的主体地位。但是在操作过程中，学生的实验技能还需加强。        

2、化学是一门以实验为基础的学科，如果让学生多接触实验，那么他们对知识的接受能力有很大的提升。

3、为在今后的课堂中更充分地调动学生的积极性，挖掘学生的参与热情，在教学设计上可勇于打破思维定势，开拓思维，寻求解决问题的最佳方法。