第一篇:高中化學 第四章 第一節 原電池(第2課時)學案 新人教版選修4
第四章電化學基礎 第一節 原電池
一、學習目標:
1、學習原電池的工作原理。
2、能寫出其電極反應和電池反應方程式。
二、課時安排:共1課時
三、課前自主學習內容:
(一)原電池原理
1、原電池形成的條件
(1)兩個活潑性 的電極,二者(如相互接觸)或 相連,插入 中。
(2)形成 回路。
(3)總反應為能自發發生的 反應。
2、正極、負極的判斷
3、電極反應式的書寫和電荷移動方向(1)電極反應式的書寫(以下圖為例)負極:,電極反應式:。正極:,電極反應式:。電池反應方程式:。
(2)電荷移動方向
電子由 釋放,經 沿導線流入,電解質溶液中的
離子移向正極,在其表面得電子被 ; 失電子,形成一個閉合回路。(3)鹽橋的作用:。
四、課堂合作探究目標:
1、原電池形成的條件
2、正極、負極的判斷
3、電極反應式的書寫和電荷移動方向
第二篇:高中化學《原電池》教案2 新人教版選修4
第一節 原電池
教學目標: 知識與技能:
1、了解原電池原理;
2、掌握原電池正、負極的判斷及構成原電池的條件;
3、理解銅鋅原電池的原理與結構,初步學會制作水果電池。過程與方法:
1、培養學生的探究精神和依據實驗事實得出結論的科學方法;
2、培養學生的觀察能力;
3、培養學生的實驗設計能力。情感態度與價值觀:
感悟研制新型電池的重要性以及化學電源可能會引起的環境問題,初步形成較為客觀、正確的能源觀,增強學生的環保意識。教學重點:原電池原理 教學難點:原電池設計 實驗準備:
鐵片、鋅片、銅片、稀硫酸、電流計、帶夾子的導線若干、燒杯、試管、酒精、橘子、小燈泡、碳棒、CuSO4溶液。課時安排:1課時 教學方法:
利用演示實驗,啟發學生的思維 實驗——思考——討論——總結 教學過程:
[引言]我們已經知道,鐵是比較活潑的金屬,能溶于稀硫酸;而銅是不活潑的金屬,不能溶于稀硫酸,下面我們先來觀察兩組實驗現象。
[實驗演示]①把鐵片與銅片分別插入盛有銹硫酸的燒杯中;
②把鐵片與銅片用導線連接后,插入盛有稀硫酸的燒杯中,讓學生觀察回答現象。[學生回答]在燒杯中分別插入一根鐵片或銅片后,鐵片上有氣泡產生,而銅片上沒有;
把鐵片與銅片連接后放入燒杯,銅片上有氣泡放出,而鐵片逐漸溶解,但無氣泡。
[討論]為什么銅片上會有氣泡生成? [學生回答]H在銅片上得到了電子。
[設問]同學們推測的非常正確,但我們必須清楚,H在銅片上得到的電子是銅本身提供的還是從鐵絲上傳過來的呢?這又是為什么呢?這一節我們就來揭穿其中的奧妙。[板書]第一節 原電池
[實驗探究]下面請同學們做如下實驗:
①將鋅片與銅片平行插入盛有稀硫酸的燒杯里; ②用導線把鋅片和銅片連接起來;
③在導線中間接入一個電流計,讓學生認真觀察,回答實驗現象。[學生回答]①鋅片逐漸溶解,且鋅片上有氣泡產生,銅片上無氣泡產生; ②銅片上有氣泡,而鋅片上沒有氣泡,但鋅片仍在溶解; ③電流計的指針發生偏轉。
[教師]很好,電流計的指針發生偏轉,說明導線中有電流通過。那么電流是如何產生的呢?我們來思考下面幾個問題: [投影]①形成電流的條件是什么?
②在該體系中,電子從哪里來,到哪里去?
③鋅片和銅片用導線連接后,插入稀硫酸中,Cu片上為什么有氣泡產生? ④鋅片的質量有無變化?溶液中c(H)如何變化?
⑤從能量變化的角度分析這是什么裝置?寫出鋅片和銅片上變化的離子方程式。(分小組回答后教師板書補充)
[講述]以上實驗早在1799年就被意大利物理學家伏打捕捉并加以研究,于是發明了世界上第一個原電池——伏打電池。
[板書]
1、原電池:將化學能轉化為電能的裝置
[過渡]那么原電池的正負極如何確定呢?首先同學們想一想常見的干電池哪一極是負極,哪一極是正極?
[學生回答]干電池是鋅筒為負極,有銅帽的碳棒為正極。
[講述]根據物理上的規定,電子流出的極是 極,電子流入的極是 極,那么正負極發生了什么反應?電子流向與電流方向是否一致?
+
++ 2
[講述]由以上分析可以看出,原電池是通過氧化反應和還原反應分別在兩極進行來實現化學能到電能的轉化的。請同學們寫出剛才用銅、鋅和稀硫酸組成的原電池的兩極反應式和電池的總反應方程式。
[學生練習]負極:Zn—2e=Zn 正極:2H+2e=H2↑
總反應方程式:Zn+H= Zn+ H2↑ 請同學們討論一下裝置是否為原電池?
+
2+
—
2+
+
—
[引導]通過電流計指針偏轉情況分析以上裝置哪些可形成原電池,并結合所給裝置圖來分析組成原電池的條件和原理。(學生討論后回答教師板書)[板書]原電池的形成條件
(1)有活潑性不同的兩種金屬(或一種是非金屬導體,如石墨)作電極;
(2)要有電解質溶液;
(3)要形成閉合回路。
[投影練習]下列裝置能形成原電池的是()
答案:CD [講述]具備了以上條件,就能構成原電池。我們可用梨、西紅柿、鐵絲、鋁絲、鉛筆等構成原電池,我們不妨自己試驗一下。[思考]什么類型的化學反應可設計成原電池?
[小結]常溫下可自發進行的氧化還原反應能設計成原電池。[練習]給出下列物質可設計出幾組原電池? Zn、Cu、C稀硫酸、AgNO3溶液
教學反思:
本節課充分利用實驗,改教為導,變學為思,不僅可以加深學生對原電池的理解,而且可以促進學生主動思維,自求理解從而培養學生分析問題、解決問題的能力,活躍了課堂氣氛,收到了較好的效果。
這是一節典型的實驗探究課。通過實驗產生一個奇怪的問題:銅的表面竟然出現了氣泡,學生非常樂于思考這樣的難題。他們絞盡腦汁,提出五花八門的“合理”假設:銅片不純;硫酸中有雜質,雜質與Cu反應;鋅失去的電子跑到銅上。當對這些假設進行討論時,有贊成有反對,贊成派會陳述贊成的理由,反對派會提供反駁的證據,課堂氣氛熱烈,學生思維處于亢奮。經過一番交鋒后,同學們的意見趨于一種最合理的假設,此時再放手讓學生通過實驗驗證假設,學生情緒回落平靜,個個靜靜地思考,一絲不茍地做實驗。實驗結果驗證了假設的正確性。再通過問題串,步步引領學生揭開電流產生的秘密。
第三篇:選修4 第四章 第一節《原電池》教學反思范文
選修4 第四章 第一節《原電池》教學反思
本節課是人們教育出版社普通高中課程標準實驗教科書選修4《化學反應原理》第四章第一節的內容,主要研究化學能與電能之間的一種轉換裝置——原電池。學習本節課知識,讓體驗化學能與電能相互轉化的探究過程;使學生進一步了解原電池的工作原理和構成原電池的條件;能夠寫出電極反應式和電池反應方程式。通過分組實驗培養學生觀察能力與分析思維能力。通過實驗引導學生以問題為中心的學習方法。學會發現問題、解決問題的方法。加深理解實踐→認識→再實踐→再認識的辨證唯物主義的思維方法。通過現實分析激發學生的學習興趣與投身科學追求真理的積極情感。體驗科學探究的艱辛與愉悅,增強為人類的文明進步學習化學的責任感和使命感。
本節課的教學設計,在好的方面,我認為有以下四個特點:
一、目標定位,全面、合理、科學。
依據課程標準要求和原電池在化學選修4中的地位及作用,我本著全面、全員、全程的育人宗旨,力求實現通過化學教學,促使學生學會“從知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀”三個維度確定本節課教學目標,即通過本節課的教學使學生了解原電池的組成及工作原理,能寫出電極反應和電池反應方程式,在原有知識的基礎上進一步改進原電池。
通過探究實驗培養學生觀察能力與分析問題的能力,并體會化學能與電能的相互轉化過程,通過反應物之間電子的轉移的回顧,理解原電池的形成是氧化還原反應的本質的拓展和運用;通過探究實驗活動,培養學生自主探索創新精神和同學間的交流合作學習的協作精神,并通過實驗不斷體現出由實踐→認識→再實踐→再認識的認知過程,通過原電池的探究實驗,體驗科學探究的艱辛與愉悅,增強為人類的文明進步學習化學的責任感和使命感,同時激發學生的學習興趣與投身科學追求真理的積極情感。
二、教學策略 引導學生探究式學習
原電池在高一化學必修2已經初步學習過,本節課是其知識的延續和加深,所以重點在于如何改進原電池。在課前的微視頻中,我用很少的時間去幫助學生回憶原電池的知識,然后開展探究性實驗將學生分成四組,通過提供材料,讓學生設計實驗,本節課以實驗事實設疑,又以實驗事實釋疑,讓學生從直觀、生動的實驗中發現問題,找到學生的知識生長點,進一步引導學生進行推理和分析,再通過實驗驗證分析的結果,從而展開教學,學生在活動中主動建構知識結構,豐富對電化學的認識。
三、教學資源
發揮媒體輔助功能,本課時多媒體課件制作精美,給人以美的享受,借助現代媒體生動直觀地展開原電池原理,并利用多媒體的微觀動畫演示了雙液原電池中鹽橋的作用,有利于學生突破原電池原理這一教學難點。
四、教學流程的安排
為了更有效地突出重點,突破難點,遵循“教師為主導、學生為主體、問題為主線、思維為核心、能力為根本”的五為主原則,我將教學過程設計為按一定梯次遞進的活動序列,力求最大限度地體現:設計問題化,過程活動化,活動練習化,練習要點化,要點目標化,目標課標化的課程要求。從學生感興趣的生活中的實例入手,以活動為載體,以問題為主線,引導學生在實踐中觀察,在觀察中思考,在思考中探索,在探索中發現,在發現中收獲,在收獲中創新,在創新中升華。
本節課按照設計思想基本達成目標,但教學過程中還存在以下困惑:
1、整節課節奏較快,時間把握不適度,仔細回想課堂時間是有限的,一些沒有必要的環節可以刪去。比如說,課件上有的文字不必在黑板上板書。
2、學生在進行探究實驗后,應該把學生的實驗報告收上來給予點評,肯定學生的學習成果。
3、本節課由于是分組實驗,有一個小組實驗現象不明顯,電流表指針不偏轉,究其原因是鹽橋制作不合格。在以后的實驗課之前應做好充分的準備。
4、類似于這種探究實驗課,將學生分組討論、探究固然能激發學生的學習興趣,但是課堂秩序較難維持,時間較難把握,應該在課前做好縝密的計劃。
以上是我上完這節課的所思所想,不到之處請各位同仁指正,共同探討符合新課程的教學方法,理解新課程的教學理念?;ハ鄬W習,共同進步。
第四篇:人教版高中化學選修4《化學反應原理》教案:4.1 原電池
§4.1 原電池
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
§4.1 原電池
一、原電池實驗探究
(1)原電池概念:學能轉化為電能的裝置叫做原電池。
在原電池裝置中只能發生怎樣的化學變化?
+2+ Zn+2H=Zn+H2↑
為什么會產生電流呢?
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:
2+ 負極(Zn):Zn-2e=Zn(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
+2+ 總反應是:Zn+2H=Zn+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1mol/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?
2+2+請將氧化還原反應 Zn + Cu = Cu + Zn設計成電池:
硫s硫酸銅
硫酸
硫酸銅
此電池的優點:能產生持續、穩定的電流。其中,用到了鹽橋 什么是鹽橋?
鹽橋中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍,膠凍的作用是防止管中溶液流出。鹽橋的作用是什么?
可使由它連接的兩溶液保持電中性,否則鋅鹽溶液會由于鋅溶解成為Zn2+而帶上正電,銅鹽溶液會由于銅的析出減少了Cu2+而帶上了負電。
鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉移,使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續進行。
導線的作用是傳遞電子,溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內電路。
三、原電池的工作原理:
正極反應:得到電子(還原反應)負極反應:失去電子(氧化反應)總反應:正極反應+負極反應
想一想:如何書寫復雜反應的電極反應式? 較繁電極反應式=總反應式-簡單電極反應式
例:熔融鹽燃料電池具有高的放電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合0物作電解質,CO為負極燃氣,空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣,已制得在650C下工作的燃料電池,試完成有關的電極反應式: ? 負極反應式為:2CO+2CO3-4e-=4CO2
2-正極反應式為:2CO2+O2+4e-=2CO3 電池總反應式:2CO+O2=2CO2
四、原電池中的幾個判斷 1.正極負極的判斷:
正極:活潑的一極 負極:不活潑的一極 思考:這方法一定正確嗎? 2.電流方向與電子流向的判斷
電流方向:正→負 電子流向:負→正 電解質溶液中離子運動方向的判斷
陽離子:向正極區移動 陰離子:向負極區移動 練習:下列哪些裝置能構成原電池?
練習:
某原電池的總反應的離子方程式為:
3+2+ 2Fe+Fe == 3Fe,不能實現該反應的原電池組成是()
A、正極為銅,負極為鐵,電解質溶液為FeCl3溶液 B、正極為碳,負極為鐵,電解質溶液為Fe(NO3)3溶液 C、正極為鐵,負極為鋅,電解質溶液為Fe2(SO4)3溶液 D、正極為銀,負極為鐵,電解質溶液為CuSO4溶液 練習:
宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池,其電池反應為2H2+O2=2H2O,電解質溶液為KOH,反應保持在高溫下,使H2O蒸發,正確敘述正確的是:()A.H2為正極,O2為負極
-B.電極反應(正極):O2+2H2O+4e-=4OH
-C.電極反應(負極):2H2+4OH=4H2O-4e-D.負極發生氧化反應,正極發生還原反應 練習:
下列關于原電池的敘述正確的是()
A、構成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬 B、原電池是將化學能轉變為電能的裝置
C、原電池中電子流出的一極是負極,該極被還原 D、原電池放電時,電流的方向是從負極到正極
第五篇:第2課時 法拉第電磁感應定律 教學案(
第2課時
法拉第電磁感應定律
教學案(備課人
方小紅 2011、12、26)
一、考綱指要
1. 法拉第電磁感應定律。(Ⅱ)
2. 導體切割磁感線時的感應電動勢,右手定則.(Ⅱ)3. 自感現象(Ⅰ)4. 日光燈(Ⅰ)
二、命題落點
1.正確理解感應電動勢與磁通量的變化率的關系。2.應用右手定則判斷切割磁感線導體電勢高低。3.切割長度變化時感應電動勢的計算
4.磁感應強度隨時間變化時感應電動勢的計算。
三、教學過程
1、感應電動勢大小的計算——法拉第電磁感應定律(1)??n??(感應電動勢計算的普遍規律,無論B變化、S變化,還是B、S都變化)?t(2)產生感應電動勢的那部分導體相當于電源.(3)產生感應電動勢的若干情景
①部分導體在勻強磁場中的平動切割 —— E?Blv?
平動切割
B
?轉動切割 旋轉切②部分導體在勻強磁場中的勻速轉動切割 —— E?12Bl? 2
2③矩形線框在勻強磁場中的勻速旋轉切割——Em?nBS?(轉1/4周E?④磁感應強度B的變化——E?nS?nBS?)
?B ?t⑤磁感強度B和面積S都變化——運用法拉第電磁感應定律求解. 典型例題
【例1】單匝矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動,轉軸垂直于磁場,若線圈所圍面積里磁通量隨時間變化的規律如圖3所示
A.線圈中O時刻感應電動勢最大
B.線圈中D時刻感應電動勢為零 C.線圈中D時刻感應電動勢最大
D.線圈中O至D時間內平均感電動勢為0.4V 【例2】如圖7所示,平行金屬導軌的間距為d,一端跨接一阻值為R的電阻,勻強磁場的磁感應強度為B,方向垂直于平行軌道所在平面。一根長直金屬棒與軌道成60°角放置,且接觸良好,則當金屬棒以垂直于棒的恒定速度v沿金屬軌道滑行時,其它電阻不計,電阻R中的電流強度為
【例3】如圖17-13所示,有一夾角為θ的金屬角架,角架所圍區域內存在勻強磁場中,磁場的磁感強度為B,方向與角架所在平面垂直,一段直導線ab,從角頂c貼著角架以速度v向右勻速運動,求:(1)t時刻角架的瞬時感應電動勢;(2)t時間內角架的平均感應電動勢?
自我提高:
1、AB兩閉合線圈為同樣導線繞成且均為10匝,半徑rA=2rB,內有如圖10所示的有理想邊界的勻強磁場,若磁場均勻減小,則A、B環中的感應電動勢之比εA∶εB=____,產生的感應電流之比IA∶IB=____。
2、如圖14,邊長l=20cm的正方形線框abcd共有10匝,靠著墻角放著,線框平面與地面的夾角α=30°。該區域有磁感應強度B=0.2T、水平向右的勻強磁場?,F將cd邊向右一拉,ab邊經0.1s著地。在這個過程中線框中產生的感應電動勢為多少?
課后作業
1.下列幾種說法中正確的是:
A、線圈中的磁通量變化越大,線圈中產生的感應電動勢一定越大 B、穿過線圈的磁通量越大,線圈中的感應電動勢越大 C、線圈放在磁場越強的位置,線圈中的感應電動勢越大 D、線圈中的磁通量變化越快,線圈中產生的感應電動勢越大
2、穿過一個電阻為R=1?的單匝閉合線圈的磁通量始終每秒鐘均勻的減少2Wb,則:
A、線圈中的感應電動勢每秒鐘減少2V B、線圈中的感應電動勢是2V C、線圈中的感應電流每秒鐘減少2A D、線圈中的電流是2A
3、在理解法拉第電磁感應定律線不平行),下面敘述正確的為:
A、對給定線圈,感應電動勢的大小跟磁通量的變化率成正比
?E?n??t?B?SE?nsE?nB?t的基礎上(線圈平面與磁感?t,及改寫形勢B、對給定的線圈,感應電動勢的大小跟磁感應強度的變化 ?B成正比
?SC、對給定匝數的線圈和磁場,感應電動勢的大小跟面積的平均變化率?t成正比
D、題目給的三種計算電動勢的形式,所計算感應電動勢的大小都是?t時間內的平均值
4.與x軸夾角為30°的勻強磁場磁感強度為B(圖1),一根長l的金屬棒在此磁場中運動時始終與z軸平行,以下哪些情況可在棒中得到方向相同、大小為Blv的電動勢
A.以2v速率向+x軸方向運動
B.以速率v垂直磁場方向運動
5.如圖2,垂直矩形金屬框的勻強磁場磁感強度為B。導體棒ab垂直線框兩長邊擱在框上,ab長為l。在△t時間內,ab向右勻速滑過距離d,則
6、有一個n匝線圈面積為S,在?t時間內垂直線圈平面的磁感應強度變化了?B,則這段時間內穿過n匝線圈的磁通量的變化量為,磁通量的變化率為,穿過一匝線圈的磁通量的變化量為,磁通量的變化率為。
7、如圖4所示,前后兩次將磁鐵插入閉合線圈的相同位置,第一次用時0.2S,第二次用時1S;則前后兩次線圈中產生的感應電動勢之比。
8、一架飛機以900Km/h的速度沿水平方向飛行,該處地磁場的豎直分量 為0.5×10T,飛機的雙翼共長12m,則機翼兩端間的感應電動勢為________V-4