一、教學(xué)內(nèi)容概述

 

本章包括原電池、化學(xué)電源、電解池、金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)四部分內(nèi)容。

 

原電池內(nèi)容是學(xué)生在化學(xué)必修2中學(xué)習(xí)了由鋅片、銅片和稀硫酸溶液組成的簡單原電池，初步了解了原電池原理。在本章第一節(jié)中將學(xué)習(xí)帶有鹽橋的較復(fù)雜的原電池，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)原電池的構(gòu)成和反應(yīng)原理，了解設(shè)計(jì)原電池，選用正、負(fù)電極的原則。

 

化學(xué)電源內(nèi)容是學(xué)生在必修化學(xué)2中對(duì)于化學(xué)電池的原理和應(yīng)用已有了初步的了解的基礎(chǔ)上，本章在電池選用的標(biāo)準(zhǔn)，以及在一次電池、二次電池和燃料電池的反應(yīng)原理方面，均有所拓寬和加深。

 

電解池的內(nèi)容，教科書以CuCl2溶液的電解為例，介紹了電解的原理。由于課程標(biāo)準(zhǔn)不要求介紹電極電勢、分解電壓等概念，因此這里只是簡單地說明電解的產(chǎn)物，而不能定量地分析電解過程中什么離子能參與放電。在電解原理的應(yīng)用中，教科書簡單地介紹了電解飽和食鹽水制取燒堿、氯氣和氫氣。電鍍側(cè)重銅的電解精煉以及電冶金制取活潑金屬的知識(shí)，目的是拓寬學(xué)生的知識(shí)面，開拓他們的科學(xué)技術(shù)視野。

 

金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)內(nèi)容教科書著重闡述了金屬腐蝕造成的嚴(yán)重危害，指出金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕兩類。這里著重討論了電化學(xué)腐蝕的機(jī)制，闡述了析氫腐蝕和吸氧腐蝕的反應(yīng)原理，指出金屬電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)是金屬表面形成了微型原電池，使金屬失去電子而被氧化。同時(shí)指出，人們根據(jù)對(duì)金屬電化學(xué)腐蝕本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，發(fā)明了防護(hù)金屬電化學(xué)腐蝕的方法，并具體地介紹了犧牲陽極的陰極保護(hù)法和外加電流的陰極保護(hù)法。

 

本章知識(shí)的邏輯關(guān)系如下：

 

 

二、本章教學(xué)內(nèi)容在模塊內(nèi)容體系中的地位和作用

 

“化學(xué)反應(yīng)原理”模塊主要是面向?qū)�來學(xué)習(xí)理工科專業(yè)的學(xué)生，以及對(duì)化學(xué)反應(yīng)原理感興趣的學(xué)生。本模塊承擔(dān)著為選修本模塊學(xué)生提供較為完整和系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)，為學(xué)生理解和運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理奠定知識(shí)基礎(chǔ)。電化學(xué)是研究化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)換的裝置、過程和效率的科學(xué)，它的應(yīng)用十分廣泛，在分析、合成等領(lǐng)域應(yīng)用很廣，由此形成的工業(yè)也很多，如電解、電鍍、電冶金、電池制造等。通過向?qū)W生提供大量體現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)原理對(duì)社會(huì)發(fā)展貢獻(xiàn)的實(shí)例，加深學(xué)生對(duì)電化學(xué)反應(yīng)所遵循規(guī)律的了解；本章還設(shè)計(jì)了一些有趣的實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究活動(dòng)，這有利于學(xué)生增強(qiáng)探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣，提高學(xué)習(xí)社會(huì)的責(zé)任感，同時(shí)樹立學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的遠(yuǎn)大志向。

 

本章涉及許多化學(xué)核心知識(shí)，其中，有些知識(shí)在必修化學(xué)中沒有出現(xiàn)，如電解；有些內(nèi)容在必修課程中要求較低，如原電池反應(yīng)，化學(xué)必修2只要求學(xué)生知道電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。還有些知識(shí)在其它模塊中以不同的視角和研究方式呈現(xiàn)，如金屬的腐蝕和防護(hù)，不僅在本章中作為重要的一節(jié)內(nèi)容來研究，在《化學(xué)與生活》模塊中則從生活入手來學(xué)習(xí)，在《化學(xué)與技術(shù)》中是從金屬材料的使用和保護(hù)角度來學(xué)習(xí)。所以，本章知識(shí)在整個(gè)高中化學(xué)學(xué)習(xí)中占有十分重要的地位，是在必修化學(xué)的基礎(chǔ)上，幫助學(xué)生從氧化還原的本質(zhì)上，從化學(xué)反應(yīng)與能量的關(guān)系上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)和探索化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律及其應(yīng)用，構(gòu)建較為完整和系統(tǒng)的化學(xué)反應(yīng)原理知識(shí)體系。從生活實(shí)際入手，使學(xué)生在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)知識(shí)的同時(shí)，體驗(yàn)科學(xué)、社會(huì)、技術(shù)、環(huán)境之間的關(guān)系，初步樹立可持續(xù)發(fā)展的思想，為將來學(xué)習(xí)與化學(xué)相關(guān)專業(yè)課程奠定基礎(chǔ)。

 

三、教學(xué)目標(biāo)分析

 

（一）   關(guān)于本章必修模塊與選修模塊課標(biāo)、學(xué)習(xí)要求的對(duì)比分析

 

《必修課標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》

《必修模塊學(xué)習(xí)要求》

《選修課標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》

《選修模塊學(xué)習(xí)要求》

 

舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用。

1舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用。

體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程，了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。

1通過進(jìn)行化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的探究活動(dòng)，了解原電池工作原理，能正確書寫原電池的正、負(fù)極的電極反應(yīng)式及電池反應(yīng)方程式。

 

2知道電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置。

 

2通過電能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的探究活動(dòng)，了解電解池工作原理，能正確書寫電解池的陰、陽極的電極反應(yīng)式及電解反應(yīng)方程式。

 

3通過制作簡易原電池的實(shí)驗(yàn)，了解原電池的概念和原理。

 

認(rèn)識(shí)提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料和研制新型電池的重要性。

通過具體實(shí)例說明提高燃料燃燒效率的方法，能夠舉出一些清潔燃料和新型電池，體會(huì)提高燃料的燃燒效率、開發(fā)高能清潔燃料和研制新型電池的重要性 。

通過查閱資料了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理，認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義及其重要應(yīng)用。

1通過查閱資料等途徑了解常見化學(xué)電源的種類及工作原理，認(rèn)識(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的實(shí)際意義。

 

2知道電解在氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應(yīng)用。認(rèn)識(shí)電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的實(shí)際意義。

 

 

 

能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，認(rèn)識(shí)金屬腐蝕的危害，通過實(shí)驗(yàn)探究防止金屬腐蝕的措施。

1了解金屬腐蝕帶來的危害，認(rèn)識(shí)防止金屬腐蝕的重要意義。

 

2了解化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的涵義，理解電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件，能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因。

 

3認(rèn)識(shí)鋼鐵吸氧腐蝕和析氫腐蝕發(fā)生的條件及原理，會(huì)書寫電極反應(yīng)式和總反應(yīng)式。

 

4通過實(shí)驗(yàn)探究防止金屬腐蝕的措施，了解常見的防止金屬腐蝕的方法及其原理。

 

 

（二）本章教學(xué)目標(biāo)分析

 

在必修學(xué)習(xí)過程中，只要求學(xué)生知道電池是利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，不要求書寫電極反應(yīng)及總反應(yīng)方程式。在本章學(xué)習(xí)中則強(qiáng)調(diào)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程，了解原電池和電解池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式；從電化學(xué)反應(yīng)原理解決實(shí)際問題的角度引出金屬腐蝕與防護(hù)，要求學(xué)生理解電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件，認(rèn)識(shí)鋼鐵吸氧腐蝕和析氫腐蝕發(fā)生的條件及原理，通過實(shí)驗(yàn)探究防止金屬腐蝕的措施，了解常見的防止金屬腐蝕的方法及其原理；通過實(shí)驗(yàn)探究掌握電解池的工作原理，知道電解在氯堿工業(yè)、電鍍、電冶金方面的應(yīng)用。

 

1．知識(shí)與技能目標(biāo)

 

（1）了解原電池的工作原理，能寫出其電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。

 

（2）了解常見的化學(xué)電源的種類及其工作原理，知道它們在生產(chǎn)、生活和國防中的實(shí)際應(yīng)用。

 

（3）了解電解池的工作原理，知道電解在氯堿工業(yè)、電鍍、電冶金方面的應(yīng)用。

 

（4）能解釋金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，知道防護(hù)金屬腐蝕的方法。

 

2．過程與方法目標(biāo)

 

（1）通過進(jìn)行化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的探究活動(dòng)，體驗(yàn)原電池的工作原理，熟練書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。

 

（2）通過查閱資料等途徑了解常見化學(xué)電源的種類及工作原理，認(rèn)識(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能在生產(chǎn)生活中的實(shí)際意義。掌握三類電池的基本構(gòu)造、工作原理、性能和適用范圍。

 

（3）通過“電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)”探究，了解電解池工作原理，能正確判斷電解池的陰極和陽極，能正確書寫電解池的陰、陽極的電極反應(yīng)式及電解反應(yīng)方程式。知道電解原理在氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應(yīng)用。

 

（4）通過揭示金屬腐蝕的嚴(yán)重性和危害性，分析發(fā)生金屬腐蝕的原因，探討防止金屬腐蝕的思路和方法。

 

3．情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

 

     通過化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的學(xué)習(xí)，使學(xué)生從能量的角度比較深刻地了解化學(xué)科學(xué)對(duì)人類的貢獻(xiàn)，體會(huì)能量守恒的意義。在探究三種電池的基礎(chǔ)上，學(xué)會(huì)利用能源與創(chuàng)造新能源的思路和方法，提高環(huán)保意識(shí)和節(jié)能意識(shí)。通過電解原理在氯堿工業(yè)、精煉銅、電鍍、電冶金等方面的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)生社會(huì)責(zé)任感和公民意識(shí)。在實(shí)驗(yàn)探究與交流活動(dòng)中，訓(xùn)練學(xué)生的思維能力，以及分析處理信息的能力，學(xué)會(huì)合作與交流的能力。

 

四、重難點(diǎn)分析

 

學(xué)生在初中化學(xué)和必修模塊化學(xué)的學(xué)習(xí)中，已經(jīng)了解了化學(xué)反應(yīng)中能量的變化是舊化學(xué)鍵的斷裂和新化學(xué)鍵的生成，化學(xué)反應(yīng)的能量變化可以伴隨著釋放能量，也可以伴隨著吸收能量，化學(xué)反應(yīng)的能量可以與其他形式的能量相互轉(zhuǎn)化。本章是在學(xué)生原有知識(shí)的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)掌握電化學(xué)的工作原理，電極及電池方程式的書寫，應(yīng)用原理解決生活中的實(shí)際問題。難點(diǎn)是應(yīng)用氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)解決電極的確定及兩極的反應(yīng)。

 

本章教學(xué)重點(diǎn)：

 

1．進(jìn)一步了解原電池的工作原理，能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。

 

2．了解一次電池、二次電池和燃料電池的反應(yīng)原理、性能及其應(yīng)用。

 

3．電解原理及其應(yīng)用。

 

4．金屬的電化學(xué)腐蝕及金屬的電化學(xué)防護(hù)。

 

本章教學(xué)難點(diǎn)：

 

1．原電池的工作原理。

 

2．電解原理及其應(yīng)用。

 

3．金屬發(fā)生吸氧腐蝕的電化學(xué)原理。

 

五、教學(xué)方式與教學(xué)方法分析

 

（一）聯(lián)系生活實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)原理的興趣

 

“化學(xué)反應(yīng)原理”模塊的理論性很強(qiáng)，在教學(xué)中容易陷入從理論到理論的教學(xué)誤區(qū)，容易導(dǎo)致理論脫離實(shí)際，使學(xué)生逐漸喪失學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。所以在教學(xué)中要盡可能的從解決生活中的問題入手，如“為什么自行車會(huì)生銹”，“如何防止自行車等零件腐蝕”等，介紹金屬的腐蝕的原理及防腐措施；從生活中的電池入手，認(rèn)識(shí)三類電池，并學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)電池的優(yōu)劣，提高環(huán)保意識(shí)和生存意識(shí)。從而進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。

 

（二）靈活運(yùn)用多種教學(xué)方式，突出重點(diǎn)，突破難點(diǎn)

 

利用對(duì)比的方法分析氧化還原反應(yīng)在構(gòu)成原電池前后的異同，可深刻領(lǐng)會(huì)原電池的工作原理及反應(yīng)特征；通過類比的方法，推出燃料電池構(gòu)成及電極反應(yīng)和電池反應(yīng)；通過列表的方法對(duì)照分析原電池與電解池的異同點(diǎn)，如對(duì)半電池、鹽橋、電解池、吸氧腐蝕等。在難點(diǎn)突破上，可以采用實(shí)驗(yàn)探究的方法，視頻動(dòng)畫的方式，生活中的實(shí)際例子等方式，將知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀有機(jī)的結(jié)合起來。還可以通過小組實(shí)驗(yàn)、探究、討論的活動(dòng)方式，認(rèn)識(shí)和了解電化學(xué)反應(yīng)的發(fā)展歷程和前景，以及存在的問題。提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

 

（三）充分調(diào)動(dòng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的自主意識(shí)

 

以實(shí)驗(yàn)為載體，創(chuàng)設(shè)問題情境，將對(duì)原有知識(shí)的回顧與新知識(shí)的引入融為一體，將實(shí)驗(yàn)探究與思考交流交替進(jìn)行，凸現(xiàn)學(xué)生的主體作用。0

 

（四）充分利用信息資源，提高學(xué)生社會(huì)責(zé)任感

 

可通過播放一些有關(guān)氯堿工業(yè)、電鍍、電冶金工藝和各類電池的圖像，幫助學(xué)生對(duì)電化學(xué)的研究領(lǐng)域和工藝形成一些感性認(rèn)識(shí)；可利用教科書中提供的“鋅銀電池”“鋰電池”“微型燃料電池”等閱讀資料，幫助學(xué)生了解電池工業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀和前景；在教學(xué)中，我們還應(yīng)密切關(guān)注能源、環(huán)保方面的時(shí)事新聞，關(guān)注科技發(fā)展的動(dòng)態(tài)，以適時(shí)地為教學(xué)補(bǔ)充相關(guān)素材。

 

（五）研讀“課標(biāo)”，把握好教學(xué)知識(shí)內(nèi)容的深淺度

 

1．對(duì)于電解過程中陰、陽兩極上離子的放電順序，只要求學(xué)生通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和分析有一個(gè)粗略的了解。

 

2．要特別注意：教學(xué)中不要把陰、陽離子在電極上的放電順序絕對(duì)化。因?yàn)殛�、陽離子在兩極上的放電情況比較復(fù)雜，與離子性質(zhì)、溶液濃度、電流密度和電極材料等都有關(guān)系。

 

3．關(guān)于電解原理在氯堿工業(yè)、電解精煉銅和電冶金工業(yè)中金屬鈉的冶煉等方面的應(yīng)用僅限于主要原理介紹，對(duì)生產(chǎn)的主要設(shè)備只作一般性的了解，而對(duì)具體生產(chǎn)流程則不作要求。

 

 六、教學(xué)資源建議

 

（一）可有選擇地組織以下學(xué)生實(shí)踐活動(dòng)

 

1．前往超市、電器商店、汽車配件商店調(diào)查：

 

（1）電池的種類、型號(hào)、用途；

 

（2）選購電池的注意事項(xiàng)（質(zhì)量、產(chǎn)地、廠家、價(jià)格等）。

 

2．到圖書館或上網(wǎng)查閱有關(guān)資料：

 

（1）電池的發(fā)明及電池工業(yè)的發(fā)展史；

 

（2）目前幾種主要類型電池的供電原理（同時(shí)要注意將物理中電學(xué)知識(shí)與化學(xué)中的電化學(xué)知識(shí)相聯(lián)系）；

 

（3）電池的應(yīng)用范圍以及生產(chǎn)和銷售的市場走向；

 

（4）電池的生產(chǎn)和使用與環(huán)境問題；

 

（5）電池回收的價(jià)值以及目前在相關(guān)管理和技術(shù)操作中有待解決的問題。

 

3．可組織到生產(chǎn)電池的企業(yè)參觀考察。

 

4．圍繞著金屬腐蝕和防護(hù)組織社會(huì)調(diào)查等活動(dòng)。

 

（1）在當(dāng)?shù)�，金屬腐蝕的現(xiàn)狀及其危害；

 

（2）在當(dāng)?shù)�，人們�?duì)金屬腐蝕的嚴(yán)重性和危害性的認(rèn)識(shí)程度；

 

（3）通過觀察和資料收集，你了解哪些防治金屬腐蝕的方法？在社會(huì)上相關(guān)的科學(xué)技術(shù)有無新的進(jìn)展？

 

（二 ）在實(shí)踐活動(dòng)的基礎(chǔ)上，可組織學(xué)生探討以下問題

 

（1）如果你是一個(gè)電池制造業(yè)的管理者，你在開發(fā)新產(chǎn)品時(shí)將主要考慮哪些問題？

 

①對(duì)市場需求信息的準(zhǔn)確把握，以便了解新產(chǎn)品的市場開發(fā)前景和預(yù)期可能獲得利潤的大��；

②本企業(yè)研制、生產(chǎn)新產(chǎn)品的技術(shù)、資金、設(shè)備、人力等條件。

 

（2）如果你是一個(gè)研制電池的工程師，在開發(fā)新產(chǎn)品時(shí)將主要考慮哪些問題？需要了解新產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)和生產(chǎn)成本的最基本要求。例如：

 

①電池功率的大�。ㄟ@涉及活性物質(zhì)及相關(guān)電解質(zhì)溶液等填充物的選擇）；

 

②電池的使用環(huán)境（涉及電池使用的安全性以及對(duì)電池的外形、質(zhì)量大小和外包裝等方面的要求）；

 

③電池的連續(xù)工作時(shí)間或使用壽命（涉及活性物質(zhì)用量、電池的記憶效應(yīng)以及電池自放電率的大小等因素）；

 

④電池廢棄后，其內(nèi)容物可能對(duì)環(huán)境的影響以及回收價(jià)值等等。

 

（3）如果你擁有一個(gè)筆記本電腦，你希望電腦中的電池有哪些優(yōu)點(diǎn)？如電容量大，工作壽命長，充電時(shí)間短，體積小，質(zhì)量輕，性價(jià)比高等。引導(dǎo)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，立足于社會(huì)這個(gè)大背景之下，以更開闊的視野從管理、技術(shù)、環(huán)境和消費(fèi)等不同角度來分析實(shí)際問題。

 

七、學(xué)時(shí)建議

 

第1節(jié)    原電池                   1學(xué)時(shí)

 

第2節(jié)    化學(xué)電源                 1學(xué)時(shí)

 

第3節(jié)    電解池                   2學(xué)時(shí)

 

第4節(jié)    金屬的電化學(xué)腐蝕與防護(hù)   1學(xué)時(shí)

 

復(fù)習(xí)與機(jī)動(dòng)                         1學(xué)時(shí)

合計(jì)                               6學(xué)時(shí)

 

 

 

本文來自：逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaoer/75881.html

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