4.1原电池 教学设计 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

教学设计 课题 以电潜海——原电池的工作原理 课型 新授课☑ 章/单元复习课□ 专题复习课□ 习题/试卷讲评课□ 学科实践活动课□ 其他□ 教学内容分析 本课时是在必修学习单液电池的基础上完善电池模型（从装置和原理两个维度），为后续原电池的分析，金属的腐蚀与防腐提供理论模型。通过实验探究，寻找证据，从宏观到微观进行分析，完善原电池从单液到双液，再到膜电池的模型，发展学生宏观辨识与微观探析，证据推理与模型认知的化学学科素养。 学习者分析 学生已经认识了化学能可以向电能转化，从氧化还原的角度初步认识了原电池的工作原理及构成条件，但是对化学微观过程的抽象认识能力有限，可能存在一些错误认知：如反应物必须接触才能产生电流、离子导体必须参与反应、电极材料与电极反应物的作用相同。需要进一步理解氧化还原反应的特殊意义和实用价值；从实验、装置等具体的直观层次上升到抽象、概括的模型层次认识原电池。 学习目标确定 1. 通过数字化实验对单液原电池不足之处进行分析，发现问题并提出解决方案，体会科学探究的步骤，在问题驱动和实验探究中优化模型，培养实验探究与创新意识的化学核心素养； 2. 通过数字化实验，深化原电池模型，掌握应用模型设计原电池的方法，培养宏观辨识与微观探析，证据推理与模型认知的化学核心素养； 3.对比单双液电池电流数据分析盐桥对原电池内阻的影响，了解膜电池的优势，培养学生证据推理与模型认知，科学态度与社会责任。 学习重点难点 原电池模型的优化 学习评价设计 1. 通过对双液铜锌原电池的探究实验设计方案的交流和点评，诊断并发展学生实验探究水平。 2. 通过自主设计原电池，从实验现象（宏观）、微粒间相互作用（微观）的视角，诊断并发展学生基于证据推理化学能转变为电能的本质与规律。 3.能够从盐桥内离子移动距离和离子运动通道两个方面理解盐桥对原电池内阻的影响，了解膜电池的优势，诊断并发展学生宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知的水平。 学习活动设计 教师活动 学生活动 环节一：回顾单液原电池原理 教师活动1 资料卡片：三种载人潜水器体积、重量、水下作业时间等； 问题1：载人潜水器在水下工作12小时，谁为其提供能量？ 问题2：能否组装出单液铜锌原电池，分析其工作原理，总结构成条件。 教师活动2 播放单液原电池的数字实验视频。 问题1：观察电流—时间，温度—时间曲线变化趋势，结合单液原电池实验现象，分析曲线变化的原因。 问题2：单液原电池的缺陷。 问题3：单液原电池存在的问题如何改进？ 学生活动1 组装单液原电池复习工作原理及构成条件。 学生活动2 1：分析电流—时间，温度—时间曲线变化趋势，得到实验结论：单液电池不能产生持续稳定的电流。化学能不能完全转化为电能。 2：分析电流随时间下降，温度随时间升高的原因，找到单液电池的缺陷。电极与电解质溶液直接接触反应。 3：改进单液原电池缺陷的方案：将电极与电解质溶液隔离，用盐桥进行连接。 活动意图说明：通过教学情境引导学生组装单液原电池，回顾其工作原理和构成条件，评价学生对原电池的原有认识水平，通过分析单液电池数据曲线，发展学生证据推理与模型认知的化学素养、宏观辨识与微观探析的能力。 环节二：探究双液原电池原理 教师活动3 播放双液原电池数字化实验视频。 问题1：分析双液原电池问什么会产生电流？总结双液原电池的工作原理及构成条件。 问题2：盐桥的作用？ 学生活动3 1：分析双液原电池的工作原理，总结构成条件，构建双液原电池模型。 2：分析盐桥的作用，提出双液原电池必须满足的条件是：电极，电极反应、电子导体、离子导体，明白盐桥是离子导体不参与反应。 活动意图说明：通过对学生提出的实验方案进行验证，为学生提供理论依据，让学生在单液原电池模型的基础上分析双液双电池的工作原理，进行学生之间的评价，发展学生宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识的化学学科素养。 环节三：改进双液原电池——膜电池 教师活动4 展示单液、双液双电池电流—时间曲线。 问题1：对比电流的大小和变化趋势，找到双液原电池的弊端。 问题2：分析双液原电池电流小的原因？ 问题3：如何改进盐桥？ 学生提出的实验方案进行验证，为学生提供理论依据，让学生在单液原电池模型的基础上分析双液双电池的 教师活动5 展示锌银电池、锂离子电池。 问题1：分析膜电池的结构，请写出电极反应方程式。 学生活动4 1：对比曲线，分析双液原电池的弊端。 2：思考双液电池电流小的原因。 3：讨论如何改进盐桥。 学生活动5 分析膜电池的结构，书写电极反应方程式。 活动意图说明；通过对比分析单液、双液电池中电流随时间的变化，发现双液双电池的利弊，改进盐桥，减小内阻，从而更加理解现实中的膜电池，建立膜电池的模型，利用模型进行分析，发展学生证据推理与模型认知的化学学科素养与科学探究与创新意识。 板书设计 作业与拓展学习设计 1.根据原电池工作原理，将下列氧化还原反应设计成原电池：2Fe3+ + 2I-= 2Fe2+ + I2要求： （1）分别写出氧化反应和还原反应。 （2）根据原电池构成要素，选择合适的物质或材料，并画出原电池的工作原理示意图。 2．铜锌原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是(　　) A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋ B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu C．在外电路中，电子从铜极流向锌极 D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液 3.高密度储能电池锌溴电池如图所示，总反应为Zn+Br2=ZnBr2。下列说法错误的是(　　) A．电极M为正极 B．负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+ C．随着放电的进行，ZnBr2溶液的浓度减小 D．每转移2mole-，理论上有1mol Zn2+通过离子交换膜 特色学习资源分析、技术手段应用说明 本节课采用数字实验教学，利用曲线让学生更加直观的感受到单、双液电池电流随时间的变化，从而感受单、双液电池的利弊，更好的构建模型，分析模型。 教学反思与改进 本节课预期目标是完成从单液电池到双液电池，再到膜电池模型的优化，以及对原电池构成条件的分析和总结，从而发展学生宏观辨识与微观探析，科学探究与创新意识，证据推理与模型认知等化学学科素养，但在实际教学过程中通过试题评价发现学生模型的构建和优化可以顺利实现，在原电池构成条件上还没有全面的认识，需要在第二课时利用模型对常见化学电源进行分析时，进行总结和归纳。从而让学生对原电池的构成条件的认识得到充分的发展，进一步发展学生变化观念与平衡思想的化学学科素养。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$