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新人教版高中化学必修二:《化学反应与电能》第1课时教案

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第二章 物质的反应与能量

第二节 化学能与电能 

课时

探究目标

一、知识技能

1.理解化学能与电能之间转化的实质。

2.掌握化学能是能量的一种形式,它同样可以转化为其他形式的能量。

二、过程与方法

通过反应物之间电子的转移的探究,理解原电池的形成是氧化还原反应的本质的拓展和运用。

三、情感价值观

感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题,形成较为客观、正确的能源观,提高开发高能清洁燃料的意识。

探究重点

初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

探究难点

通过对原电池实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。

探究过程

【实验探究引入课题】

实  验  步  骤

现         象

1、锌片插入稀硫酸

 

2、铜片插入稀硫酸

 

3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸

 

【问题探究】

1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?

2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?

3、锌片的质量有无变化?溶液中c (H+)如何变化?

4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?

5、电子流动的方向如何?

【引入】

电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?这就让我们用化学知识揭开电池这个谜。

【板书】 第二节 化学能与电能

【板书】一、化学能与电能的相互转化

【板书】1、燃煤发电的过程

 

 

 

【板书】2、燃烧的本质──氧化还原反应

【分析】氧化还原反应的本质是氧化剂与还原剂之间发生电子转移的过程,电子转移引起化学键的重新组合,伴随着体系能量的变化。要使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转化为电能,就要设计一种装置,使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。如果要把可产生的电能以化学能的形式储存起来,这就是我们这节课要研究的重要知识点──原电池,这种装置可以将氧化还原反应的能量储存起来,类似于水库的蓄能。

【板书】3、原电池原电池实验探究

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【学生探究】探究实验,填写下列表格。

 

现      象

铜  片

 

锌  片

 

电流表

 

【学与问】根据你所了解的电学知识,你知道电子是怎样流动的吗?你如何判定装置的正、负极?

【动画模拟】原电池的微观原理

【分析】当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时,由于锌比铜活泼,容易失去电子,锌被氧化成Zn2+而进入溶液,电子由锌片通过导线流向铜片,溶液中的H+从铜片获得电子被还原成氢原子,氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。这一变化过程可以表示如下:

锌片:Zn - 2e- = Zn2+ (氧化反应)

铜片:2H+ + 2e- = H2↑ (还原反应)

总反应:Zn+2H+ = Zn2+ + H2↑ 

【板书】(1)原电池的定义──将化学能转变为电能的装置叫做原电池。

【板书】(2)原电池的电极

负极:发生氧化反应,电子流出(流向正极)的一极。

正极:发生还原反应,电子流入(来自负极)的一极。

【学生探究活动】根据铜锌原电池,填写下表:

电极

电极材料

电极反应

反应类型

得失电子的粒子

电子流动方向

负极

 

 

 

 

 

正极

 

 

 

 

 

总反应:________________________________________________________

【学生探究练习】动画模拟

引出组成原电池需要的条件

【板书】(3)组成原电池的条件

①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。

②电极材料均插入电解质溶液中(能自发进行氧化还原反应)。

③两极相连形成闭合电路。【板书】(4)原电池的原理:较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)流向较不活泼的金属(正极)。

【实践活动】课本P.37根据构成原电池的条件可知:利用水果如苹果、柑橘、柠檬或番茄等都可以制作原电池。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

【练习巩固】

布置作业

1、在原电池和电解池的电极上所发生的反应,同属氧化反应或同属还原反应的是(    

A 原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应

B 原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应

C 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应

D 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应

2、用电解水的方法分析水的组成时,需加入一些物质以增强水的导电性,一般不宜加

入的物质是                                                              

A   Na2SO4       B  NaCl        C  CuSO4      D   KOH

3 、已知金属M中混有金属P,电解精炼MP以单质形式沉积于阳极下面的泥中,M

N组成原电池,M为正极,则M NP三中金属活动性顺序为:                    

A    P>M>N         B  N>P>M        C  P>M>N        D N>M>P

4、下列关于铜电极的叙述中错误的是:                                       

A   铜锌原电池中铜是正极。   B 用电解法精炼铜时,铜做正极。

C  在镀件上镀铜时,可用金属铜作阳极

D 电解稀硫酸制氢气、氧气时,铜作阳极。

5、如图所示,A为一张浸透淀粉碘化钾溶液并滴有酚酞试剂的滤纸,ab 为两张紧贴

滤纸上的Pt片,并用导线与直流电源 MN相连,通电后,a  

周围观察无色溶液变为蓝色。

(1) 电源哪一极是正极?

(2) b周围可观察到什么现象?为什么?

 

答案:1.BC 2.BC 3.D 4.D 5.(1)M (2)溶液变成红色,因为b极周围H+减少,导致pH增大。

【小结】

化学电池的反应本质是──氧化还原反应


 

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