一、教学内容分析
本节课是以人教版必修教材《化学2》第二章第二节“化学能与电能”中的第一课时“化学能转化为电能”为教学内容进行设计的。新课标对本节课的要求是：“注重从生活经验和已有知识出发，联系日常生活中常见的各种电池，通过对实验现象的观察和分析，帮助学生更好地理解和掌握本节知识。”本节课内容的理论性比较强，涉及的化学原理与学生的生活经验有一定的联系。通过动手探究原电池的反应原理及构造，运用已有的知识认识和理解本节核心知识，使学生的知识结构得到重建，并让学生感受到从理论到实践的应用及化学与生活的紧密联系。
二、学生学习情况分析
学习本节课之前，学生已经对金属活动顺序、氧化还原反应实质、电解质的电离、离子反应及化学反应中能量变化等理论知识有一定的了解，并在物理学习中对于火力发电工作原理有所了解，这对学生学习本节知识有非常重要的指导作用，但学生缺乏微观原理分析能力及感性的实验体验。因此，本节设计为：“互动—实验探究”的学习方法，利用边讲边实验探究和多媒体，有效地帮助学生解决学习过程中可能遇到的问题和困惑。
三、设计思想
1.本节课教学设计的教育心理学原理是建构主义学习观：教师鼓励学生从事积极的实验活动和思维活动，在活动中学会如何思维，培养他们的创新能力，从而实现“知识是学生在活动中自我构建、自我发现的，而不是从外部传递给学生的”的认知目标。
2.以学生亲自设计、亲身体验水果电池为教学情景，并在一系列合作实验探究中，让学生将观察到的现象和实验原理相结合，运用化学知识分析、思考可能产生的物质及发生的变化以完成本节教学设计。
四、教学目标
1.知识与技能：认识化学能转化为电能，初步了解化学电池—原电池的反应原理。
2.过程与方法：通过观察分析、实验探究、合作讨论等活动形式，体验科学探究的乐趣，形成自主探究、合作学习的方式。
3.情感态度价值观：以“水果电池”为主线，首尾呼应，让学生感受科学探究的艰辛历程及分享探究成果的愉悦。
五、教学重点和难点
重点：初步认识原电池概念、反应原理的理解和电极反应式的书写；构成原电池的基本条件的探究。
难点：从电子转移角度理解原电池反应原理及化学能向电能转化的本质。
六、教学模式设计
为了凸显重点，突破难点，围绕“生活即化学、科学就在身边”的思想理念，采用“指导发现、探究教学”模式，以“问题情景—实验探究”为中心的课堂教学模式。教学内容及学习任务，都是通过学习小组对“问题情景”的讨论、探究、实验、评价完成的，突出课堂教学的实效性，充分体现新课程理念下“双主体互动式”教学模式的构建。
七、教学过程设计
创设情境：1.视频：将很多橙子分别插上铜片和锌片，用导线连接起来给手机充电。
思考：橙子手机电池利用了化学中的哪方面知识？（教师引导学生关注生活中的现象及蕴含的知识。）
交流讨论：学生思考、交流后得出结论——原电池。
2.提出问题：化学能否转化为电能？指导学生制作“水果电池”，帮助学生发现问题，提出问题，引入新课题。
（1）铜片、锌片同时插入水果（学生提前准备好的水果：苹果、橘子、橙子、西红柿等），并与发光二极管相连。观察发光二极管是否发亮？（2）铜片、锌片同时插入水果，并与灵敏电流计相连。观察灵敏电流计指针是否偏转？（3）用小刀将水果切割分开，使铜片和锌片分开，观察灵敏电流计指针是否偏转？再将水果合拢，观察灵敏电流计指针是否偏转？
思考：（1）上述实验过程中看到什么现象？你想到什么？（2）特定条件下的水果电池会产生电流，你还联想到什么？（3）再仔细想一想：电子从何而来？电子如何移动？水果味道怎样？离子如何移动？
交流讨论：学生讨论，提出自己的看法，在教师倾听的同时，引导学生讨论：当铜片和锌片用导线相连同时插入水果内部到底发生了什么变化，如何能直观地看到？由水果是酸的味道，引导学生自行设计实验，选择盛稀硫酸的烧杯替代水果，探究铜片和锌片用导线相连同时插入盛有稀硫酸的烧杯中能看到什么？
学生实验：（提醒学生观察并记录实验现象）（1）铜片和锌片的导线之间连接一个灵敏电流计，同时插入盛有稀硫酸的烧杯中。（2）用导线把铜片和锌片连接起来，同时插入盛有稀硫酸的烧杯中。（3）将一块铜片和一块锌片同时插入盛有稀硫酸的烧杯中（铜片和锌片不能互相接触）。
交流讨论：（1）实验1的灵敏电流计显示有电流通过，电流是如何产生的？电子从何而来？电子如何移动？（2）实验2和实验3的实验步骤有何差异？观察到的现象有何不同？为什么要这样设计？（3）为什么当锌片和铜片连接后同时插入稀硫酸中，在铜片上看到有气泡产生？溶液却都是无色的？锌片和铜片上可能各发生了什么反应？（4）1、2、3实验中锌片的质量将有何变化？溶液中C（H）如何变化？离子如何移动？
课件展示：播放微观和动画课件，让学生感受到现象与对应的微观变化的本质，通过交流讨论，让学生认识并理解锌与溶液中的氢离子之间是怎么发生氧化、还原反应的，怎样产生电流？了解化学能是如何通过化学反应转化为电能的。
因为电子的定向移动而产生了微电流，从本质上说，这种微电流是在化学反应（两级分别发生氧化反应、还原反应）的基础上产生的。这种装置是将化学能转化为电能的装置，叫做原电池。
归纳、板书：（1）原电池——化学能转化为电能的装置；（2）原电池的构成——用导线连接两块活泼性不同的金属极，同时插入电解质溶液中；（3）原电池的工作原理——两极分别发生氧化反应和还原反应
思考：原电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置，但是在原电池中，铜片并没有参加反应，那么，铜片的作用是什么呢？
交流讨论：电子在电压的作用下，才能发生定向移动形成电流。当锌片和铜片同时浸入电解质溶液时，由于两种金属的原子失电子能力不同，会在两者之间形成电势差，当用导线将锌片和铜片连接起来时，便会产生电流。
学生实验：（1）将锌片和铁片用导线相连同时插入盛有稀硫酸的烧杯中。（2）将锌片和石墨棒用导线相连同时插入盛有稀硫酸的烧杯中。
归纳小结：构成原电池的基本要素。
实践活动：请同学们利用水果电池让发光二极管亮起来。
（由于开始时学生用一个水果做电池连接发光二极管时不发亮，但连接灵敏电流计时指针偏转，说明一个水果电池产生的电流较小，不能对外做功，因此二极管不亮。为了呼应开头，激发学生的学习热情，使教学推向高潮，设计这一教学环节。）
（1）实验准备：用水果（西红柿、苹果、橙子、橘子等）和金属片制作电池，同时引导学生联系生活常识——两个干电池串联能使灯泡更亮的道理，设计将水果电池串联起来后让发光二极管亮起来。
（2）学生设计实验方案，教师参与活动并适时点拨，鼓励引导。
交流汇报：小组代表汇报设计的方案及实验成果，交流发现的问题及解决的方法。
实验评价：师生共同评价各小组活动情况，展示有创新的小组的实验成果。
提出问题：原电池原理在实际生产、生活中有什么具体应用？
探究：探究钢铁在潮湿空气中易腐蚀的原理：
新旧知识衔接：在《化学1》中已经接触过钢铁制品在潮湿空气里很容易生锈，今天用已学知识深入了解腐蚀的原理。
视频：播放多媒体课件，学生边看边思考边交流讨论，从原电池的角度探究金属发生电化学腐蚀的本质。
交流讨论：引导学生阅读《化学1》和《化学2》资料卡，正确书写电极反应式及总反应方程式。
迁移思考：在水闸、水下钢柱、船舰的尾部、船锚和锅炉内壁，通常将锌块镶嵌在钢铁的表面，为什么？
交流讨论：学生类比钢铁生锈腐蚀原理进行交流讨论，提出自己的看法，教师倾听的同时，指导完善。
讲授：由于锌比铁活泼，容易失去电子被氧化，变成Zn2+发生腐蚀，保护铁不受腐蚀。锌充当腐蚀的卫士，锌块不断地锈蚀而消瘦，以至于最终被新的锌块替换上去，却保护了它相邻的钢铁安居乐业，这是多么可贵的自我牺牲品格啊！
三维目标：
①通过实验探究初步认识一些常见的化学电源。
知识与技能：
②能从能量转化、装置、电极反应等方面区别充电和放电反应。
③初步了解化学电源在生产和生活中的应用。
过程与方法：
①学会运用观察、实验、查阅资料等多种方法获取信息。
②通过对几种新型实用电池的认识，提高自主学习化学的能力。
情感、态度
①将电池的知识应用于生产实际，使学生体会学以致用。
与价值观
②通过了解电池对社会的贡献，逐步形成可持续发展的思路。
教学重点：
各种电池的区别及优缺点
教学难点：
能量转化、装置、电极反应等方面区别充电和放电反应
教学方法：
分析比较法
教学准备：
多媒体课件、实验用品
教学过程：
第二课时
【复习】
请同学们利用铜和硝酸银的反应设计一个原电池，指出正负极，写出电极反应。
[引言] 干电池是我们常用的电池，干电池大家非常熟悉，其实干电池是化学电源的一种，化学电源就是利用原电池原理制造的具有实际应用价值的各种电池。它的内部构造大家清楚吗？它的放电原理是什么？下面让我们具体来了解化学电源。
化学电源就是利用原电池原理制造的具有实际应用价值的各种电池，简称电池。
二、发展中的化学电源
1、干电池
最早使用的，大家熟悉的干电池——锌锰电池。它是一种一次性电池，放电后不能充电（内部的氧化还原反应是不可逆的）。
[观察]干电池的外型，说出在日常生活中的用途，了解干电池的内部结构。
【图片和实物展示】
①干电池的构造：石墨棒、MnO2糊、NH4Cl糊、锌筒。
②电极反应：
正极：2NH4++ 2e- = 2NH3+H2 负极：Zn － 2e- → Zn2+
总反应：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2
2MnO2+H2=2MnO(OH) ZnCl2+4NH3=[Zn(NH3)4]Cl2
③优缺点：
优点：体积小，携带方便。
缺点：一次性电池，放电之后不能充电。锌皮被腐蚀而穿导致电解液外溢。废旧电池污染环境。
④改进：外壳套上金属筒或塑料筒的方法改成了防漏电池；将糊状NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上作了改进，制成了碱性锌锰电池，延长了电池的使用寿命。
[思考与交流] 干电池即使不使用，过一段时间也会失效，在购买、保存和使用干电池方面你有何经验和建议？
提示：购买后及时使用；电器暂时不用时，将电池及时取出；新旧电池不要混合使用；旧电池要集中处理等等。
[过渡]干电池虽然有体积小，携带方便等优点，但是一次性电池，放电之后不能充电，易造成污染。所以，可充电电池是一种实用价值更高的电池，现在广泛的应用于各种电器中。
【问题】
请同学们举例说明，哪些电器中使用了可充电电池。汽车用的电瓶是一种什么样的化学电源？
2、充电电池
充电电池又称为二次电池，它在放电时进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行（利用直流电进行充电），使电池恢复到放电前的状态。这样可以实现：化学能转换为电能（放电）、再由电能转变为化学能（充电）的循环。
（1）铅蓄电池
①结构：
[展示] 铅蓄电池（简称蓄电池）：
②电池反应（放电）：
正极：PbO2 + 4H+ + SO42- + 2e- → PbSO4 + 2H2O
负极：Pb + SO42- - 2e- → PbSO4
总反应：PbO2 + 4H+ + SO42- + Pb ==2PbSO4 + 2H2O
③优缺点
优点：可以循环使用，更加经济实用。
缺点：由于电池制造工艺等方面存在不足，实际上冲放电电池的冲放电次数仍有限制，且使用是否得当，对电池的工作状态及寿命影响很大。
应用：最早使用的充电电池是铅蓄电池。目前，汽车上使用的电瓶大多仍是铅蓄电池。
（2）镍镉电池
由于现代社会对耗电量高的便携式电器需求很大，所以化学家研制了新型的封闭式体积小的充电电池——镍镉电池。
①电池反应（放电）：
正极：2NiO(OH) + 2H2O + 2e- → 2Ni(OH)2 + 2OH-
负极：Cd + OH- - 2e- → Cd(OH)2
总反应：Cd + 2NiOOH + 2H2O = Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2
②优缺点：
优点：体积小携带方便，可镍镉电池以反复充电500次以上。
缺点：镉是致癌物质，废弃的镍镉电池如不回收，会严重污染环境，这制约了镍镉电池的发展。镍氢电池的面世初步解决了这个问题。
应用：广泛用于收录机、无线对讲机、电子闪光灯、电动剃须刀等。
（3）锂离子电池
目前，手机常见电池类别有：Ni-MH（镍氢电池）、Li-ion（锂电池）、LiB（液体锂离子电池）、LiP（聚合物锂离子电池）。
优点：重量小，绿色环保。
缺点：能量储存少，使用时间短。
应用：笔记本电脑、移动电话、数码照相机、摄像机等等。
【思考与交流】
课本43页
【过渡】
燃料燃烧是一种剧烈的氧化还原反应，通过燃烧释放的热能再转化为电能（如火力发电），其能量转化率不高。我们来学习一种新型电池—燃料电池。
3、燃料电池
【分析】
燃料电池就是利用原电池的工作原理将燃料和氧化剂（如O2）反应所放出的化学能直接转化为电能的一种高效、对环境友好的装置。燃料电池的能量转化率理论上可以高达85%~90%（现在实际利用率已达到40%~60%）。
①燃料电池组成：
燃料：氢气、甲烷（天然气）、甲醇、乙醇、汽油等。
氧化剂：氧气、空气等。
电极：石墨
电解质：硫酸或KOH溶液
【思考与交流】
从组成上看，燃料电池与普通干电池和可充电电池有何不同？
燃料电池与普通干电池和可充电电池比较：普通干电池和可充电电池反应物储存于电池内部，燃料电池反应物不是储存于电池内部，由外部设备提供。电池装置只是反应器。
②电极反应：以氢氧燃料电池为例：
电解质：H2SO4
负极：2H2－4e- ＝4H+； 正极：O2＋ 4H+＋4e-＝ 2H2O
总反应：2H2＋O2＝2H2O
电解质：KOH
正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-；负极：2H2 + 4OH- － 4e- → 4H2O
总反应：2H2 + O2 == 2H2O
③优点：燃料可以从外部源源不断的输入，能量利用率高，减少废电池的污染，电池反应产物对环境没有污染。
〖过渡〗其实最好最清洁、最经济、最实用的能源是太阳，我们可以探究以下太阳能的利用。
〖板书设计〗
二、发展中的化学电源
1、干电池（锌锰电池）
2、充电电池：（1）铅蓄电池 （2）镍镉电池 （3）锂离子电池
3、燃料电池
知识与技能：
1、通过实验探究原电池中发生的反应，认识化学能转化为电能的基本原理。
2、学会分析、推理、归纳和总结的逻辑思维方法，提高发现问题、分析问题和解决问题的能力。
3、通过实验和小组合作学习，体验科学探究过程。
4、了解各类电池在生产、生活实际中的应用，认识化学的价值。增强环保意识。
过程与放法：
1、经历对化学能与电能转化的化学实验，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法。
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。
情感态度价值观：
1、发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦。
2、赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献。
教学重难点：
1、认识化学能转化为电能的基本原理
2、了解各类电池在生产、生活实际中的应用
教学过程
创设问题情景
电能是现代社会最清洁、也是最重要的二次能源，人类生产、生活的各个方面都离不开它。而火力发电又在电能生产中占有相当大的比重，是电能最主要的来源。
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提问
燃烧的本质是什么？火力发电中能量的转化方式是怎样的？火力发电又有哪些优
点和缺点呢？
学生讨论、分析
激疑
针对火力发电的缺点，能否通过某些方式将化学能直接转化为电能呢？
分组实验探究
锌铜原电池原理
实验1：把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里。
实验2：用导线将锌片和铜片连起来。
实验3：在导线中接入一个灵敏电流计。
将实验中观察到的现象和自己的结论记录下来。
学生交流、讨论
1、实验1和实验2中的现象有何不同？是什么原因造成的？
2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，铜片表面有气泡产生，你认为这种气体可能是什么？锌片和铜片上可能分别发生什么反应？如何证明？
3、灵敏电流计的指针发生偏转，说明有电流通过，你如何解释这一现象？该装置的正负极分别是什么？请你再设计一个实验证明之。
教师讲解
原电池的定义；锌铜原电池的工作原理；电极反应式及电池总反应式的书写。
设疑
通过刚才的实验我们可以体会到，化学能在原电池装置中可以直接转化为电能，
那么，符合什么条件的装置才能构成原电池呢？
分组实验探究
原电池的构成条件。
学生讨论归纳
原电池的构成条件：
1、两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电极。
2、电解质溶液。
3、构成闭合回路。
4、能发生自发的氧化还原反应。
反思与评价
在刚才的分组实验中，同伴或其他组的同学的哪些做法对你有启发？你又提出了
哪些好的思路？根据提供的仪器、药品，你现在还能设计出其它的原电池装置吗？
课后作业 制作水果电池
小结
通过前面的两组分组实验，我们了解了原电池的工作原理和构成条件，同学们对于通过实验来进行化学研究的思路、方法也一定有了更深的体会。为了满足生产、生活、科学研究等各方面的需要，科学家尤其是化学家根据原电池原理设计出了许许多多形状各异、用途不同的实用电池，极大地方便了我们的生活，也有力地促进了科学的发展。
那么，你所知道的电池有哪些呢？
学生举例
教师引导学生分析
常见电池的组成和工作原理。
巩固练习
相同条件下，纯锌粒和粗锌粒与同浓度的稀硫酸反应的速率一样吗？为什么？假如要求你设计实验来证明你的观点，你的实验方案是怎样的？证据和结论又是什么？
补充练习
1、根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是：
A镁B石墨C铝D铅
2、X、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极，X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为：（）
AXYZBXZYCYXZDYZX
3、电工操作规程中规定不能把铜导线与铝导线连接在一起，其中的化学原理是──────
──────。
4、市场上出售的热敷袋中含有铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等，热敷袋启
用前，用塑料袋和空气隔绝，启用时打开塑料袋，轻轻揉搓就会放出热量。试回答下列
问题：
（1）热敷袋产生热量的来源是
（2）炭粉的主要作用是
（3）加入NaCl的作用是
5、生活中，有些金属制品在使用一段时间后会失去表面的光泽，严重的会变得锈迹斑斑影响使用，尤其是钢铁制品在潮湿的空气里很容易生锈，你知道这是什么原因吗？试结合生活实际讨论防止钢铁生锈的方法。
答案：1.BD2.C余略
教学反思：
【微语】真正的成功不是超越别人，而是不断超越过去的自己。
温馨提示：