化学:2.2《化学能和电能》教学案(新人教版必修2)
化学:2.2《化学能和电能》教学案(新人教版必修2)第4页

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:

【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);

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( )

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( )

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、a>b>c>d B、a>c>d>b C、c>a>d>b D、b>d>c>a

【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。 教后记: