4.1 原电池 教学设计 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

高中化学 人教版（2019）选择性必修1 第四章 化学反应与电能 第一节 原电池 第一节 原电池 教学内容分析 1、教材分析 本节课内容是以必修第二册第六章“化学能与能量”为基础，进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对原电池中闭合电路形成过程的分析，引出半电池、盐桥、内电路、外电路和电流衰减等概念，帮助学生对电化学的研究和应用范围形成一个概貌性的认识。 2、学情分析 学生在必修第二册中学习了由锌、铜和稀硫酸溶液组成的简单原电池，初步了解了原电池原理。本节课将学习带有盐桥的较复杂的原电池，进一步认识原电池的构成和反应原理。盐桥原电池对学生而言不是一个普通的技术改进问题，而是一次思维模式的一个质的突破，盐桥原电池将氧化还原反应分隔在两个不同的区域进行，通过特定的装置实现电子的定向移动，形成持续、稳定的电流，提高原电池电流稳定性。本节课的学习为学生认识原电池工作原理和原电池原理的实用性开发奠定基础。 教学目标 1、通过原电池实验，认识原电池构成的基本要素，能设计简单的原电池。 2、在分析锌铜原电池的过程中，逐步建立原电池的系统分析思路，能建构原电池思维模型并运用思维模型分析其工作原理。 3、了解电池的发展史，能从能量视角、守恒视角和带电粒子运动视角分析电池的研发和利用，学习科学家严谨求实的科学态度，培养责任意识和创新精神。 教学重点： 原电池构成的基本要素，原电池的工作原理 教学难点： 原电池思维模型的建构 教学流程： ( 提升 对电池的认识 ， 培养学生 责任意识和创新精 神 ) ( 建构原电池思维模型并运用思维模型分析其原理 ) ( 设计简单的原电池，建立原电池的系统分析思路 ) ( 回顾原电池，认识原电池构成的基本要素 ) ( 环节 4：应用拓展，总结提升 ) ( 环节 3：优化电池，构建模型 ) ( 环节 1：创设情境，温故知新 ) ( 环节 2：设计电池，分析原理 ) 教学过程： 教学活动 学生活动 设计意图 【情景引入】播放电池发展史视频，引发学生思考。 观看视频，思考。 创设情境，激发学生兴趣和求知欲。 【知识回顾】 1.什么是原电池？ 2.构成原电池需要哪些条件？ 回忆必修第二册所学原电池相关知识。 复习相关知识，温故知新。 为设计和组装原电池奠定基础。 一、设计原电池，探究单液原电池的不足 【活动1】根据反应Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu设计锌铜原电池，探究锌铜单液原电池的不足。 请用下列仪器和药品设计并组装一个锌铜原电池。 仪器：铜片、锌片、烧杯、 灵敏电流表、导线等。 药品：CuSO4溶液 （1）在学案上画出装置图，并分析工作原理。 （2）根据设计的装置图组装原电池并完成实验观察并记录现象，填写下表。 电流表读数/mA 锌片 铜片 实验现象 20s 30s 40s 结论 【归纳】 该原电池存在的缺点： 【思考与交流】 该电池电流衰减的原因是什么？ 如果要得到持续、稳定的电流，该如何改进？ 小组讨论，设计出简单的锌铜原电池。 分析锌铜原电池的工作原理。 组装实验装置 观察实验现象 小组讨论、交流，分析锌铜单液原电池存在的不足，思考改进的措施。 通过设计简单锌铜原电池，帮助学生掌握原电池的工作原理。 构建单液原电池思维模型。 通过组装锌铜原电池，培养学生的动手能力和观察能力。 通过问题讨论与交流，归纳总结简单锌铜原电池的缺陷，在观察讨论中体现宏观辨识和微观探析的核心素养。 二、改进原电池，提升电流稳定性 【活动2】请对上述原电池装置作适当改进，设计出一个能够产生持续、稳定电流的锌铜原电池装置。 （1）组装原电池并完成实验，观察实验现象并填写下表。 电流表读数/mA 锌片 铜片 实验现象 20s 30s 40s 结论 （2）在学案上画出装置图，分析盐桥原电池的工作原理。 【归纳】从电流的大小与稳定性角度比较单双液原电池的优缺点 【思考与交流】 使用盐桥为什么电流强度变小？ 如何改进，增大电流强度？ 能否设计实验验证？ 小组讨论、交流原电池的改进方案。 组装原电池验证改进方案。 观察实验现象，分析装置的改进效果。 归纳总结盐桥原电池的工作原理。 小组讨论、交流，分析锌铜双液原电池存在的不足，思考改进的措施。 构建双液原电池思维模型。 让学生体验问题探究过程，培养学生发现问题，分析问题，解决问题的能力；提升学生证据推理和模型认知的核心素养。 三、优化原电池，增大电流强度 【视频演示实验】锌铜隔膜电池 电流表读数 实验现象 【教师活动】介绍离子交换膜及隔膜电池工作原理。 【应用】趣味实验 组装隔膜电池让挂钟转动起来。