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高中化学微课教学设计 氢氧燃料电池电极反应式书写

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 氢氧燃料电池电极反应式书写教学设计
学科:高中化学
课程 :苏教版选修教材《化学反应原理》专题一《化学反应与能量变化》
使用年级:普通高中 高二年级
适用对象:普通全日制高中 高二年级理科生
教学背景:
电化学原理在生产、生活及科学研究中应用十分广泛。例如,小到手电筒,大到人造卫星,均需要依靠化学电源提供电能。因此,引导学生认识化学能与电能的相互转化的原理和所遵循的规律,可以促使学生深刻认识身边的电化学现象。电化学的内容学生在《化学2》中已经学过,《化学2》中将重点放在引导学生观察原电池的现象,通过现象认识生产生活中一些有关电化学的实例,并不要求掌握较难的电极反应式。而选修教材则着重介绍了原电池放电过程的电子转移以及电极反应方程式的书写。
教学目标:
1、使学生了解燃料电池的概念
2、掌握电极反应式书写的一般步骤
3、体会电极反应式书写的关键,即关注电解质环境
4、从燃料电池的种类繁多,体会科技的先进程度
教学思路:
电极反应方程式的书写向来是高考的重点、难点和热点。学生也向来对于书写电极反应式非常畏惧,感觉很难掌握,其关键原因就是学生不会分析原电池的环境,缺乏根据环境来判断产物的能力。本微课以氢氧燃料电池为例,深入浅出地介绍了原电池电极反应式书写的一般步骤。通过教师演示,学生归纳,对比分析,让学生顺利掌握电极反应式的书写。该部分教学优于一般教学的地方在于,一般的教学只讲酸性碱性两种液体电解质的情况。但是现在的高考很多新型的氢氧燃料电池频繁,本微课敢于拓展学生视野,从液体电解质拓展到了固体电解质,让学生对电解质环境决定产物有了更深的认识。
先演示碱性溶液条件下的电极反应式的书写过程,通过教学让学生对电极反应式的书写有大致的了解。通过回忆刚才的书写过程,总结出电极反应式书写的一般过程。再将步骤应用到酸性条件下电极反应式的书写中,强化对电极反应式书写步骤的记忆。最后对氢氧燃料电池的电解质种类进行拓展,从液体电解质拓展到固体电解质,让学生体会电解质不同,反应方程式也要随之变化,理解电解反应式书写的关键就是关注电解质环境。
其实,电极反应式的书写训练的不仅仅是一种知识,更是一种能力,分析不同环境进而得出不同结论的能力,所以对学生能力的培养有极大的好处。除此之外,本微课运用了多种教学手段,使学生在学习中学会迁移、学会对比、学会思考。最后留给学生思考的问题,可以开阔学生的视野、增长学生的见识。通过对氢氧燃料电池的介绍还可以让学生感受科技的发展,激发学生学习的兴趣。
教学过程:
一、 介绍氢氧燃料电池
本节课是以氢氧燃料电池为例,介绍原电池电极反应式的书写步骤。所以首先,教师先对燃料电池、氢氧燃料电池进行介绍,让学生对它们有最基本的了解,也可以拓展学生的视野。
二、 以碱性条件下的氢氧燃料电池为例,介绍电极反应式书写的一般步骤
第一步:根据原电池的总反应式,确定被氧化的氢气为负极反应物,被还原的氧气为正极反应物。
第二步:氢气失电子转化为+1价的H,由于环境为碱性,可以判断氢气氧化后的产物为水。氧气得电子转化为-2价的O,由于考虑到电荷守恒,可以判断氧气还原后的产物为OH-。
第三步:通过反应物和产物的电荷守恒以及质量守恒进行配平。
第四步:将正负极电子转移个数配成相等,相加后看是否能得到总反应式来进行正误判断。
板书:负极:2H2+4OH--4e- =4H2O
正极:O2+2H2O+4e- =4OH-
三、 总结电极反应式书写一般步骤
通过刚才的教学,学生已经对电极反应式的书写有大致的了解。引导学生回忆刚才的书写过程,总结出电极反应式书写的一般过程。
第一步 判断原电池的正负极反应物;
第二步 根据电解质环境书写产物;
第三步 根据电子得失情况和电荷守恒配平反应式;
第四步 检查。
四、 电极反应式书写步骤的应用
将氢氧燃料电池的电解质环境改为酸性环境。改条件下的电极反应式书写就与刚才碱性条件下的书写有所不同。书写不同条件下的反应,让学生体会电解质不同,反应方程式也要随之变化,理解电解反应式书写的关键就是关注电解质环境。
板书:负极:2H2-4e-=4H+
正极:O2+4H++4e-=2H2O
五、 视野拓展――将电解质改为固体电解质
从高考题中引入电解质的改变。

让学生通过固体电解质环境下氢氧燃料电池的书写更进一步理解环境决定产物的重要性,也可以留给学生课后更多的思考。

教学总结:
电极反应方程式的书写是原电池部分中极为重要的教学部分,这部分的考点在高考中的要求很高,通过教师演示,学生总结方法,然后再应用的过程,能够加深学生对书写步骤的印象。通过对比不同电解质条件下电极反应式的书写,能够让学生更深刻体会条件对于产物形式的重要决定作用。本堂微课,能很好的解决电极反应式的书写问题。本堂微课,能很好的解决电极反应式的书写问题。在训练中,学生能够增强分析问题的能力,开阔视野,提高对比能力和迁移能力。

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