人教選修4《原電池》教學(xué)設(shè)計(jì)?一、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)與技能目標(biāo)理解原電池的概念、工作原理及構(gòu)成條件。能夠正確判斷原電池的正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式。了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類及其工作原理。2.過(guò)程與方法目標(biāo)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、解決問(wèn)題的能力。經(jīng)歷原電池概念和原理的探究過(guò)程，體會(huì)科學(xué)探究的方法，提高科學(xué)探究能力。通過(guò)對(duì)原電池裝置的分析，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和抽象概括能力。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和創(chuàng)新精神。認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的重要性，樹立正確的能源觀。通過(guò)小組合作學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神。二、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)原電池的工作原理。原電池正負(fù)極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫。2.教學(xué)難點(diǎn)原電池工作原理的理解，尤其是電子和離子的移動(dòng)方向。電極反應(yīng)式的書寫，特別是復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫。三、教學(xué)方法1.實(shí)驗(yàn)探究法：通過(guò)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)原電池的形成過(guò)程，探究原電池的工作原理。2.講授法：講解原電池的基本概念、構(gòu)成條件、電極反應(yīng)式等知識(shí)，使學(xué)生系統(tǒng)地掌握本節(jié)課的重點(diǎn)內(nèi)容。3.討論法：組織學(xué)生討論原電池相關(guān)問(wèn)題，促進(jìn)學(xué)生之間的交流與合作，培養(yǎng)學(xué)生的思維能力和表達(dá)能力。4.多媒體輔助教學(xué)法：利用多媒體展示原電池的微觀過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等，幫助學(xué)生更好地理解抽象的化學(xué)概念和原理。四、教學(xué)過(guò)程（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）展示圖片：展示一些日常生活中常見(jiàn)的電池，如干電池、手機(jī)電池、汽車電瓶等。提問(wèn)：這些電池在我們的生活中有什么作用？它們是如何產(chǎn)生電能的呢？學(xué)生思考回答：電池為各種電器提供電能，方便人們的生活。但對(duì)于電池如何產(chǎn)生電能并不清楚。教師引導(dǎo)：今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置原電池，探究它的工作原理和構(gòu)成條件。（二）原電池的概念和工作原理（20分鐘）實(shí)驗(yàn)1：將鋅片插入稀硫酸中，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：鋅片表面有氣泡產(chǎn)生，鋅片逐漸溶解?；瘜W(xué)方程式：$Zn+H_2SO_4=ZnSO_4+H_2↑$實(shí)驗(yàn)2：將銅片插入稀硫酸中，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：銅片表面無(wú)明顯現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)3：將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，觀察現(xiàn)象?，F(xiàn)象：鋅片逐漸溶解。銅片表面有大量氣泡產(chǎn)生。電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。分析討論：為什么鋅片和銅片單獨(dú)插入稀硫酸中現(xiàn)象不同，而用導(dǎo)線連接后現(xiàn)象就不同了呢？電流表指針偏轉(zhuǎn)說(shuō)明了什么？電子是如何流動(dòng)的？離子又是如何移動(dòng)的？學(xué)生分組討論后回答：鋅比銅活潑，鋅能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，所以鋅片單獨(dú)插入時(shí)有氣泡產(chǎn)生，而銅片不反應(yīng)。用導(dǎo)線連接后，鋅失去的電子通過(guò)導(dǎo)線流向銅片，在銅片表面氫離子得到電子生成氫氣，所以銅片表面有氣泡。電流表指針偏轉(zhuǎn)說(shuō)明有電流產(chǎn)生，即有電能產(chǎn)生。電子從鋅片流出，經(jīng)導(dǎo)線流向銅片；溶液中的氫離子向銅片移動(dòng)，硫酸根離子向鋅片移動(dòng)。教師總結(jié)：原電池的概念：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。工作原理：在原電池中，較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，電子通過(guò)導(dǎo)線流向較不活潑的金屬，溶液中的陽(yáng)離子在較不活潑的金屬表面得到電子發(fā)生還原反應(yīng)。這樣，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。（三）原電池的構(gòu)成條件（15分鐘）引導(dǎo)思考：根據(jù)剛才的實(shí)驗(yàn)，分析構(gòu)成原電池需要哪些條件？學(xué)生思考回答：有兩種活潑性不同的金屬（或一種金屬和一種能導(dǎo)電的非金屬）作電極。電極需插入電解質(zhì)溶液中。形成閉合回路。教師總結(jié)：構(gòu)成原電池的條件：有兩個(gè)活潑性不同的電極。電極插入電解質(zhì)溶液中。電極間構(gòu)成閉合回路。能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：按照以下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，判斷是否能構(gòu)成原電池。裝置一：將鋅片和銅片分別插入稀硫酸中，用導(dǎo)線連接，但中間不接電流表。裝置二：將鋅片插入乙醇溶液中，銅片插入稀硫酸中，用導(dǎo)線連接并接電流表。裝置三：將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入蔗糖溶液中，并接電流表。學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象并記錄。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析：裝置一：鋅片和銅片分別插入稀硫酸中，無(wú)電流產(chǎn)生，不能構(gòu)成原電池，因?yàn)闆](méi)有形成閉合回路。裝置二：鋅片插入乙醇溶液中，銅片插入稀硫酸中，無(wú)電流產(chǎn)生，不能構(gòu)成原電池，因?yàn)橐掖际欠请娊赓|(zhì)，不能導(dǎo)電，不滿足構(gòu)成原電池的條件。裝置三：鋅片和銅片插入蔗糖溶液中，無(wú)電流產(chǎn)生，不能構(gòu)成原電池，因?yàn)檎崽鞘欠请娊赓|(zhì)，不滿足構(gòu)成原電池的條件。（四）原電池正負(fù)極的判斷及電極反應(yīng)式的書寫（20分鐘）正負(fù)極的判斷方法：根據(jù)電極材料：較活潑的金屬為負(fù)極，較不活潑的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極。根據(jù)電子流向：電子流出的一極為負(fù)極，電子流入的一極為正極。根據(jù)電流方向：電流流入的一極為負(fù)極，電流流出的一極為正極。根據(jù)電極反應(yīng)：發(fā)生氧化反應(yīng)的一極為負(fù)極，發(fā)生還原反應(yīng)的一極為正極。根據(jù)現(xiàn)象：電極溶解的一極為負(fù)極，有氣體產(chǎn)生或電極質(zhì)量增加的一極為正極。電極反應(yīng)式的書寫：以鋅銅原電池為例：負(fù)極反應(yīng)式：$Zn2e^=Zn^{2+}$（氧化反應(yīng)）正極反應(yīng)式：$2H^++2e^=H_2↑$（還原反應(yīng)）總反應(yīng)式：$Zn+2H^+=Zn^{2+}+H_2↑$書寫電極反應(yīng)式的步驟：首先判斷正負(fù)極。然后分析電極上發(fā)生的反應(yīng)。負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子，根據(jù)電解質(zhì)溶液的成分和電極產(chǎn)物，寫出負(fù)極反應(yīng)式。正極發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子，根據(jù)電解質(zhì)溶液的成分和電極產(chǎn)物，寫出正極反應(yīng)式。最后將正負(fù)極反應(yīng)式相加得到總反應(yīng)式。練習(xí)鞏固：給出一些原電池裝置，讓學(xué)生判斷正負(fù)極，并寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。如鎂鋁原電池（電解質(zhì)溶液為稀硫酸）、鐵銅原電池（電解質(zhì)溶液為硫酸銅溶液）等。（五）常見(jiàn)化學(xué)電源（15分鐘）展示圖片：展示干電池、鉛蓄電池、氫氧燃料電池等常見(jiàn)化學(xué)電源的圖片。講解：干電池：構(gòu)造：鋅筒作負(fù)極，石墨棒作正極，氯化銨糊作電解質(zhì)。電極反應(yīng)：負(fù)極：$Zn2e^=Zn^{2+}$正極：$2MnO_2+2NH_4^++2e^=Mn_2O_3+2NH_3+H_2O$特點(diǎn)：一次電池，放電后不能再充電使用。鉛蓄電池：構(gòu)造：鉛板作負(fù)極，二氧化鉛作正極，硫酸溶液作電解質(zhì)。電極反應(yīng)：負(fù)極：$Pb+SO_4^{2}2e^=PbSO_4$正極：$PbO_2+4H^++SO_4^{2}+2e^=PbSO_4+2H_2O$特點(diǎn)：二次電池，可充電循環(huán)使用。氫氧燃料電池：構(gòu)造：以多孔石墨為電極，電解質(zhì)溶液可為酸性、堿性或中性。電極反應(yīng)：酸性電解質(zhì)溶液：負(fù)極：$2H_24e^=4H^+$正極：$O_2+4H^++4e^=2H_2O$堿性電解質(zhì)溶液：負(fù)極：$2H_2+4OH^4e^=4H_2O$正極：$O_2+2H_2O+4e^=4OH^$特點(diǎn)：高效、環(huán)境友好的發(fā)電裝置，能量轉(zhuǎn)化率高。學(xué)生閱讀教材相關(guān)內(nèi)容，了解常見(jiàn)化學(xué)電源的工作原理和應(yīng)用。（六）課堂小結(jié)（5分鐘）引導(dǎo)學(xué)生回顧：本節(jié)課學(xué)習(xí)了哪些內(nèi)容？學(xué)生回答：原電池的概念、工作原理及構(gòu)成條件。原電池正負(fù)極的判斷方法及電極反應(yīng)式的書寫。常見(jiàn)化學(xué)電源的種類及其工作原理。教師總結(jié)：本節(jié)課我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究了原電池的工作原理，掌握了原電池的構(gòu)成條件、正負(fù)極的判斷方法和電極反應(yīng)式的書寫，了解了常見(jiàn)化學(xué)電源的種類及其工作原理。原電池是化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的重要裝置，在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。希望同學(xué)們課后能進(jìn)一步理解和鞏固所學(xué)知識(shí)，思考原電池在實(shí)際生活中的更多應(yīng)用。（七）布置作業(yè)（5分鐘）1.教材課后習(xí)題。2.設(shè)計(jì)一個(gè)原電池裝置，畫出裝置圖，標(biāo)明正負(fù)極、電解質(zhì)溶液，并寫出電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。五、教學(xué)反思通過(guò)本節(jié)課的教學(xué)，學(xué)生對(duì)原電池的概念、工作原理、構(gòu)成條件等知識(shí)有了較深入的理解，能夠正確判斷原電池的正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)式。在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究激發(fā)了