第二单元 化学反应中的能量教学设计

《原电池原理及其应用》教学设计

江苏省江阴市第一中学 张柳

这是一堂以合作探究为主的课，分两个阶段进行，先做培养皿系列实验，探究原电池的工作原理，再做苹果和盐水瓶系列实验，探究原电池的形成条件。整堂课，三句不离本行——纯粹一个牙医在给牙病患者治病的现场直播，不信，你往下瞧：

[创设情境]

动画展示“病例档案”：同学们，面向我们的并不是一位快乐的美眉！自从先后装了两颗假牙（分别是不锈钢和黄金假牙），“笑笑”女士心情一直不爽——头痛、失眠、心情烦躁。

[问题导入]

今天，我想请大家当一次医生，给她诊断一下，开个处方，让“笑笑”女士笑起来。

[初步假设]

想一想，病因估计出在哪里？（假牙）

[设计方案]

是不是这样呢？让我们模拟口腔中的环境：把培养皿想象成口腔，把稀硫酸想象成口腔溶液——唾液，用Zn和Cu代表两颗不同的假牙——不锈钢和黄金……通过下列实验来查找病因！

[实验探索一]

学生分组实验（两个同桌一组）

（1）在盛有稀硫酸的培养皿中同时加入锌粒和铜片，两者不接触，观察实验现象。

（2）用V型铜丝将锌粒与铜片连接起来，观察实验现象。

（3）本实验使用的电流计指针偏向与干电池的正、负极有何关系？

（4）用接有电流计的两根铜线分别接触锌粒和铜片，观察实验现象。

（5）若锌粒和铜片直接接触，有何现象？

[问题讨论一]

采用竞赛抢答形式，讨论结果以动画展示：在模拟实验中你看到了哪些现象？为什么产生这些现象？我们将全班分成6个小组（距离相近的8至10人一组），指定2位同学作评委，评委将对6个小组的表现打分，最后评出名次，给予奖励。

（1）在盛有稀硫酸的培养皿中同时加入Zn粒和Cu片，两者不接触，有何现象？写出有关的离子方程式。

（2）用V型铜丝将Zn粒与Cu片连接起来，又有何现象？写出Cu片和Zn粒上发生的电极反应式以及两式相加所得的总反应式。

（3）本实验使用的电流计，指针偏向哪边，哪边所连接的就是

极。

（4）用接有电流计的两根铜线分别接触Zn粒和Cu片，指针偏向与

相连的一边。说明

是负极，

是正极。想一想：电子流向与两个电极的活动性大小之间有什么关系？

（5）什么叫原电池？请看课本第98页有关内容。原电池中的反应有何特点？（从热效应、反应类型和在几处进行三个方面考虑）

（6）Zn与Cu用导线连接后，可在稀硫酸中构成原电池。若锌粒和铜片直接接触，有何现象？电子由

流向

。

[归纳总结]

板书：§4—4原电池原理及其应用（第一课时）

一、原电池

1、定义：把化学能转化成电能的装置

2、原理：放出能量的反应，氧化还原反应，在两处进行

[解决问题]

通过模拟实验，你认为“笑笑”女士的病因是什么？（两颗假牙在口腔溶液中构成了原电池，产生的电流刺激了脑神经，使该女士头痛、失眠、心情烦躁）

[问题导入]

动画展示“请你开处方”：作为一个医生，病因找到了，下面的任务就是开处方！想一想，怎样解除“笑笑”女士的痛苦？

[提出假设]

解除痛苦的根本方法就是让两颗假牙不构成原电池，不产生刺激脑神经的电流。

[设计方案]

假设上面一排牙齿（包括两颗假牙）可以随意移动，假设口腔溶液可以随意改变……请大家试着开处方（这些处方可能很离谱，但可以放飞想象的翅膀）。处方到底正确与否，还是实验说了算！

让我们再次模拟口腔中的环境：把苹果想象成口腔，把苹果汁想象成口腔溶液，小刀、铅笔、牙签、铜钉等任选其中的两种代表两颗假牙……通过下列实验来研究原电池形成条件，从而开出最佳处方！

[实验探索二]

学生分组实验（两个同桌一组）

（1）苹果汁呈酸性。在苹果上插小刀、铅笔、牙签、2个铜钉，任选其中的两种作电极，哪些能构成多少种原电池？

（2）把苹果上的五样物品拔下，用小刀对半切开苹果，一个插上小刀，一个插上铅笔，能否构成原电池？

[演示实验]

让两位学生上讲台演示盐水瓶系列实验：Fe棒与Cu棒分别在硫酸铜溶液、苯中能否构成原电池？

[问题讨论二]

采用竞赛抢答形式，讨论结果以动画展示：在模拟实验的各种情况中，哪些能构成原电池？哪些不能构成原电池？为什么？

（1）在苹果上插小刀、铅笔、牙签、2个铜钉，任选其中的两种作电极，哪些能构成原电池？指出正负极，说明原因。

（2）一半插上小刀，另一半插上铅笔，连接电流计，判断能否构成原电池？说明原因。

（3）Fe棒与Cu棒在CuSO4溶液中、Fe棒与Cu棒在苯中能否构成原电池？说明原因。

（4）通过自己的探索实验，你从中发现构成原电池的条件是什么？

[归纳总结]

板书：3、构成条件

（1）两个不同电极（活动性大的作负极）；（2）电解质溶液；（3）闭合回路；（4）发生氧化还原反应。

[解决问题]

根据原电池构成条件的实验探索，结合实际（如经济条件、美观要求、口腔实际环境等），你现在开的处方是什么？[（1）拔掉不锈钢假牙，换成金牙（呵呵，我有钱）或瓷质假牙；（2）拔掉金牙，换成不锈钢假牙或瓷质假牙（把金牙兑成钱，付掉治疗费还能小发一笔耶）；（3）拔除两颗假牙，全换成瓷质假牙（满嘴白牙，分不清真假，贼好看）……]

[学生质疑]

你从前面的探索实验中还发现了哪些新问题？提出来大家共同研究！提出一个疑问或发现一个有价值的问题，加5分，不要说没有发现哟！

[拓展应用]

动画展示“生病的自由女神”：女神像外壳是铜，内部支架是铁，中间油毛毡隔开。时间长了，那层油毛毡失去了隔离作用，大西洋海面夹带盐分的潮湿空气向女神不断吹来……是什么原因使美丽的女神像日渐锈蚀？……把你好的建议上网发给美国纽约市长吧！

[学法指导]

注意物理知识的渗透。原电池的电流强度与哪些因素有关？根据ε=I(R+r)，两个电极活泼性相差愈大，电动势越大；电解质溶液的离子浓度越大，内电阻越大。另外，电源符号“”能帮助理解原电池正负极的反应特点——正极不反应，所以长，负极因反应变短。

[反思评价]

本节课的学习过程：提出问题猜想假设设计方案实验探究问题讨论归纳总结解决问题拓展应用。这不仅是学习化学的基本方法，也是科学发现的基本途径。

[结分和奖励]

（1）请两位评委亮分，给出各小组的平均总分。（2）总分获第一名的小组是第3小组，祝贺你们！该组每人一张音乐贺卡，请打开贺卡，听，原电池给我们的生活带来了多少美妙的享受。

[布置作业]

（1）课本第103页第一题；（2）请你在家中拆一节干电池，并观察其结构。