化学与能源教案

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1、化学能与电能[教学目标]1、知识技能目标通过实验和科学探究形成原电池概念，初步了解原电池的组成，理解其工作原理培养学生实验操作能力、观察能力、科学探究精神和分析、归纳能力2、情感目标培养学生自主探索创新精神和交流合作学习的协作精神[重点难点]1、初步了解原电池组成，理解其工作原理2、通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件[教学方法]实验，探究，讨论[教学过程][引入]投影资料：1、奇妙的青蛙腿——伽伐尼电流　伽伐尼是意大利的解剖学和医学教授。有一天，他的妻子用蛙腿做菜肴。她把剥去皮的青蛙随手放在起电机旁的金属板上。并取了一把解剖刀，解剖刀很

2、偶然地触及到了青蛙的腿神经，这时起电机刚好飞过一个火花，青蛙腿猛地抽搐了一下。妻子惊讶地叫了起来，引起了伽伐尼的注意，于是他立即重复了这个实验。起先，他用铜丝与铁窗连着，在雨天和晴天做实验，他发现无论是晴天还是雨天，青蛙腿都发生了痉挛。他又以严谨的科学态度，选择不同的条件，在不同的日子做了这类实验。在1791年发表的《论在肌肉运动中的电力》一文中他说到：“我选择不同的日子，不同的时间，用各种不同的金属多次重复，总是得到相同的结果，只是在使用某些金属时，收缩更加强烈而已。”2、金属的“怪味”瑞士学者苏尔泽早在1750年就谈到过类似的发现。他将银片和铅片的一端互相接触，另一端

3、用舌头夹住，舌头则感到有点麻木和酸味。他想到，这可能是两种金属接触时，金属中的微小粒子发生震动而引起舌头神经的兴奋，产生的感觉。为此苏尔泽做了另一个实验来进一步研究这个现象。他将一个盛水的锡杯子放在银台上，舌头接触杯子内的水，并没有酸味的感觉；但当用手接触银台时，舌头就明显地感觉到酸味，这时已构成电流回路。[教师]可惜的是，苏尔泽并未继续研究这种现象，而伽伐尼却做到了。因此，伽伐尼的成功告诉我们，成功只属于那些有准备的头脑。[投影]意大利的物理学家伏打，根据伽伐尼电流产生的原理，设计出第一块电池——伏打电池[提问]我们目前使用的电能从何而来？[投影]2001年我国发电总量

4、构成图火力发电，水力发电，核能发电等……[投影]火电站工作原理示意图[提问]火力发电过程中，能量如何转化？化石燃料燃烧——加热水蒸气——推动蒸汽机——带动发电机化学能热能机械能电能（氧化还原反应）[总结]燃煤发电是从煤的化学能开始的一系列能量转化过程，燃烧是使化学能转化成电能的关键[教师]目前大规模使用的火力发电有何优点，有何缺点？[学生思考]火力发电的优点：投资较少，建厂快，技术成熟，安全性能较高，原料较充分。火力发电的弊病：对环境污染较重，所需原料是有限的不可再生的化石燃料，能源利用率低。[设问]能不能找到一种装置，把化学能直接转化为电能呢？[过渡]燃烧是氧化还原反应

5、，也是放热反应。除燃烧外，还有哪些反应既是氧化还原反应又是放热反应呢？[学生]金属与水或酸反应生成氢气，某些化合反应[提问]是否能描述出铝片与盐酸反应的现象？[学生]铝片表面被腐蚀，表面有气泡放出，溶液温度升高[教师]锌片与稀硫酸的反应也是氧化还原反应，放出的能量大部分转化为热能，使溶液温度升高，现在我们一起来把这个反应放出的能量转化为电能。[实验]①将Zn片和Cu片分别插入稀硫酸中②将Zn片和Cu片平行插入稀硫酸中③将Zn片和Cu片用导线相连插入稀硫酸中④将Zn片和Cu片用导线与电流表相连插入稀硫酸中⑤将Zn片和Cu片的导线互换，重复实验④[教师]请大家完成这5组实验并

6、观察现象[学生]实验现象①Zn片表面产生气泡，Cu片表面无现象②Zn片表面产生气泡，Cu片表面依然无气泡③Zn片表面无气泡(或少量气泡)，Cu片表面产生气泡④Zn片表面无气泡(或少量气泡)，Cu片表面产生气泡，电流表指针偏转⑤Zn片表面无气泡(或少量气泡)，Cu片表面产生气泡，电流表指针偏转，方向与④相同[教师]为何③、④、⑤三组实验出现了与前两组不相同的现象？[投影]Zn片：表面被腐蚀现象Cu片：表面出现气泡电流表：指针有偏转Zn片：Zn-2e-＝Zn2+　　　　氧化反应原因Cu片：2H+＋2e-＝H2↑　　还原反应电流表：有电流通过（方向Cu→Zn）[教师]为什么电流

7、会从Cu流向Zn？[讲述]锌片和铜片在稀硫酸中失电子能力不同，当两端存在电势差时，便形成了电流[提问]在这个过程中，消耗了什么物质？又产生了什么？[学生]消耗了Zn和H+，产生了电流[教师]对，在这个过程中，化学物质被消耗了，这些化学物质具有的化学能就转化成了电流具有的电能装置[投影]化学物质电流化学能电能原电池原电池：将化学能转化成电能的装置[教师]刚才我们设计出了一个简单的原电池，那么原电池的构成，究竟需要哪些条件？[实验]完成下列四组实验并观察现象①、两块Zn片和电流表用导线相连插入番茄②、Cu片和Zn片和电流表用导线相