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高二化學選修教案
教案是教師為順利而有效地開展教學活動,根據課程標準,教學大綱和教科書要求及學生的實際情況,以課時或課題為單位,對教學內容、教學步驟、教學方法等進行的具體設計和安排的一種實用性教學文書。下面是高二化學選修教案,請參考!
高二化學選修教案
一、探究目標
體驗化學能與電能相互轉化的探究過程
二、探究重點
初步認識原電池概念、原理、組成及應用。
三、探究難點
通過對原電池實驗的研究,引導學生從電子轉移角度理解化學能向電能轉化的本質,以及這種轉化的綜合利用價值。
四、教學過程
【引入】
電能是現代社會中應用最廣泛,使用最方便、污染最小的一種二次能源,又稱電力。例如,日常生活中使用的手提電腦、手機、相機、攝像機……這一切都依賴于電池的應用。那么,電池是怎樣把化學能轉變為電能的呢?我們這節課來一起復習一下有關原電池的相關內容。
【板書】4.1 原電池
一、原電池實驗探究
講:銅片、鋅片、硫酸都是同學們很熟悉的物質,利用這三種物質我們再現了1799年意大利物理學家----伏打留給我們的歷史閃光點!
【實驗探究】(銅鋅原電池)
實 驗 步 驟現 象
1、鋅片插入稀硫酸
2、銅片插入稀硫酸
3、鋅片和銅片上端連接在一起插入稀硫酸
【問題探究】
1、鋅片和銅片分別插入稀硫酸中有什么現象發生?
2、鋅片和銅片用導線連接后插入稀硫酸中,現象又怎樣?為什么?
3、鋅片的質量有無變化?溶液中c (H+)如何變化?
4、鋅片和銅片上變化的反應式怎樣書寫?
5、電子流動的方向如何?
講:我們發現檢流計指針偏轉,說明產生了電流,這樣的裝置架起了化學能轉化為電能的橋梁,這就是生活中提供電能的所有電池的開山鼻祖----原電池。
【板書】(1)原電池概念:學能轉化為電能的裝置叫做原電池。
問:在原電池裝置中只能發生怎樣的化學變化?
學生: Zn+2H+=Zn2++H2↑
講:為什么會產生電流呢?
答:其實鋅和稀硫酸反應是氧化還原反應,有電子的轉移,但氧化劑和還原劑熱運動相遇發生有效碰撞電子轉移時,由于分子熱運動無一定的方向,因此電子轉移不會形成電流,而通常以熱能的形式表現出來,激烈的時候還伴隨有光、聲等其他的形式的能量。顯然從理論上講,一個能自發進行的氧化還原反應,若能設法使氧化與還原分開進行,讓電子的不規則轉移變成定向移動,便能形成電流。所以原電池的實質就是將氧化還原的電子轉移變成電子的定向移動形成電流。
(2)實質:將一定的氧化還原反應的電子轉移變成電子的定向移動。即將化學能轉化成電能的形式釋放。
問:那么這個過程是怎樣實現的呢?我們來看原電池原理的`工作原理。
(3)原理:(負氧正還)
問:在鋅銅原電池中哪種物質失電子?哪種物質得到電子?
學生:活潑金屬鋅失電子,氫離子得到電子
問:導線上有電流產生,即有電子的定向移動,那么電子從鋅流向銅,還是銅流向鋅?
學生:鋅流向銅
講:當銅上有電子富集時,又是誰得到了電子?
學生:溶液中的氫離子
講:整個放電過程是:鋅上的電子通過導線流向用電器,從銅流回原電池,形成電流,同時氫離子在正極上得到電子放出氫氣,這就解釋了為什么銅片上產生了氣泡的原因。
講:我們知道電流的方向和電子運動的方向正好相反,所以電流的方向是從銅到鋅,在電學上我們知道電流是從正極流向負極的,所以,鋅銅原電池中,正負極分別是什么?
學生:負極(Zn) 正極(Cu)
實驗:我們用干電池驗證一下我們分析的正負極是否正確!
講:我們一般用離子反應方程式表示原電池正負極的工作原理,又叫電極方程式或電極反應。一般先寫負極,所以可表示為:
負極(Zn):Zn-2e=Zn2+ (氧化)
正極(Cu):2H++2e=H2↑(還原)
講:其中負極上發生的是氧化反應,正極上發生的是還原反應,即負氧正還。
注意:電極方程式要①注明正負極和電極材料 ②滿足所有守衡
總反應是:Zn+2H+=Zn2++H2↑
講:原來一個自發的氧化還原反應通過一定的裝置讓氧化劑和還原劑不規則的電子轉移變成電子的定向移動就形成了原電池。
轉折:可以看出一個完整的原電池包括正負兩個電極和電解質溶液,及導線。那么銅鋅原電池中的正負極和硫酸電解質能否換成其他的物質呢?
學生:當然能,生活中有形形色色的電池。
過渡:也就是構成原電池要具備怎樣的條件?
二、原電池的構成條件
1、活潑性不同的兩電極
2、電解質溶液
3、形成閉合回路(導線連接或直接接觸且電極插入電解質溶液
4、自發的氧化還原反應(本質條件)
思考:鋅銅原電池的正負極可換成哪些物質?保證鋅銅原電池原理不變,正負極可換成哪些物質?( C、Fe、 Sn、 Pb、 Ag、 Pt、 Au等)
問:鋅銅原電池中硫酸能換成硫酸鈉嗎?
判斷是否構成原電池,是的寫出原電池原理。
(1)鎂鋁/硫酸;鋁碳/氫氧化鈉;鋅碳/硝酸銀 ;鐵銅在硫酸中短路;鋅銅/水;鋅鐵/乙醇;硅碳/氫氧化鈉
(2)[鋅銅/硫酸(無導線);碳碳/氫氧化鈉] 若一個碳棒產生氣體11.2升,另一個產生氣體5.6升,判斷原電池正負極并求鋅片溶解了多少克?設原硫酸的濃度是1l/L,體積為3L,求此時氫離子濃度。
(3)銀圈和鐵圈用細線連在一起懸在水中,滴入硫酸銅,問是否平衡?(銀圈下沉)
(4)Zn/ZnSO4//Cu/CuSO4鹽橋(充滿用飽和氯化鈉浸泡的瓊脂)
(5)鐵和銅一起用導線相連插入濃硝酸中
鎂和鋁一起用導線相連插入氫氧化鈉中
思考:如何根據氧化還原反應原理來設計原電池呢?
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