高中化学“原电池”教学设计的30年变迁课件.pptx

原电池”教学设计的30年变迁 1 “原电池”教学研究的历史变迁701篇60篇教学设计 1 “原电池”教学研究的历史变迁8篇实验相关 1 “原电池”教学研究的历史变迁三重表征实验改进问题辨析课堂模式教学设计微课开发情境创设学科逻辑 1 “原电池”教学研究的历史变迁辨析问题：四条件问题、自发反应设计电池、电子流动与离子移动等实验改进：锌电极处理、微功耗用电器使用、盐桥创新问题等情境创设：电池的化学史、格林太太的假牙、异常实验激疑课堂模式：精讲精析型、实验探究型、问题冲突型、认知轨迹型 2 “原电池”教学设计的研究史阶段理论1990年前情境创设1995年多媒体2000年探究教学2005年学科观念2010年认知轨迹2014年后 2“原电池”教学设计的研究史1989年 2“原电池”教学设计的研究史1989年 2“原电池”教学设计的研究史2001年 2“原电池”教学设计的研究史2007年 2“原电池”教学设计的研究史2010年创意情境：北京十二中赵虹华的橘子及瓣膜设计创意盐桥：安徽马辉的多条滤纸条及干电池解剖创意冲突：大检流计-偏转角度-擦拭锌电极-温度计 2“原电池”教学设计的研究史2012年 2“原电池”教学设计的研究史2012年 2“原电池”教学设计的研究史2014年 2“原电池”教学设计的研究史2015年 2“原电池”教学设计的研究史2016年对电子定向移动的解释：电势差（一个势字）对外电路电子移动问题：整体传递，非单个奔跑对溶液中离子移动的解释：玻尔兹曼分布律 2“原电池”教学设计的研究史2016年 3 厘清“原电池”教学的几个问题电极材料与电极反应物（活性物质）电解质溶液或熔融电解质或固体电解质自发的氧化还原反应（自发的非氧化还原反应浓差）闭合回路（有学者指出：干电池、锂电池等）3.1 原电池构成条件问题 3 厘清“原电池”教学的几个问题3.2 必修2学习后产生的相异构想内容内容相异构想例证相异构想例证原电池本质认为通过原电池可实现铜与稀硫酸反应（无氧）电子转移电子可以在导线或溶液中转移；电子“跑”到正极离子转移阴离子向正极移动单液原电池认识认识到不高效，原因不清晰电解质溶液作用只是提供自由移动的离子氧化剂、还原剂反应区 必须接触，否则不能形成原电池能量转变原电池形成后，化学能几乎都转化为电能 3 厘清“原电池”教学的几个问题3.3 双液原电池中盐桥的认知琼脂替代品：果冻、滤纸条等盐桥中的阴阳离子的移动问题电解质溶液中的离子会穿越吗？盐桥中用金属导线代替会没有电流？4.1 戴乐老师之原电池（选修）4 赏析两节江苏老师的“原电池”案例戴乐老师的原电池视频片段创意三通（盐桥）能量核心-探究主线4.2 江敏老师之原电池（选修）4 赏析两节江苏老师的“原电池”案例当装置中产生电流时，还发生了什么？当装置中产生电流时，还发生了什么？实验3 等质量的Mg条，用铜丝夹持分别，以两种方式与15mL 2mol/L H2SO4溶液反应烧杯烧杯A中的温度高于烧杯中的温度高于烧杯B中的温度中的温度 注：A中用铜丝夹持Mg条，有利于与酸的接触和反应 ABAAAABBBB反应前反应后 实验室制取实验室制取H2反应的再认识反应的再认识 将Zn粒投入到2 mL 4 mol/L的盐酸溶液中，观察反应的现象 溶液温度升高溶液温度升高 有气体产生有气体产生Zn+2H+=Zn2+H2氧化还原反应 2e-(显性显性)Zn溶解溶解(隐性隐性)(新的感知新的感知)(理性认识理性认识)电子的转移电子的转移电子的转移电子的转移 电流电流有序有序有序有序-电能电能能量转化过程中的遗憾能量转化过程中的遗憾 Zn粒表面的气体因为形成闭合电路而消失了吗？Zn表面气体出现，表明原电池能量转化效率的降低完美论H+e-Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+Zn2+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+Zn2+Zn2+Zn2+H+H+H+H+H+H+Zn2+Zn2+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+H+提高能量转化效率的基本方法之一提高能量转化效率的基本方法之一 ZnZnSO4 CuH2SO4Zn2+H+当初步解决原电池工作时的能量转化效率以后，人们关注的下一个问题将是?KCl 提高电池容量的办法提高电池容量的办法 电池的规模 由小到大 伏打电堆 电池的体积 由大到小的变化 负极材料直接相关应用论Ca Na 提高电池比容量的办法提高电池比容量的办法 思考：思考：等质量的短周期金属单质，分别与足量的酸反应，放出H2的质量由多到少的排列顺序是 Be Li Al Mg 每转移每转移每转移每转移1mole1mole-所需金属的质量所需金属的质量所需金属的质量所需金属的质量FeNiZn Pb H2 Ca Na 化学电源研发、应用之路化学电源研发、应用之路 BeFeNiZn Pb 1836年1859年1890年1899年1992年H2 2000年Li Al Mg2010年中国基本金属产量统计金属年产量（吨）精炼铜4793000吨电解铝15650000吨锌5265000吨铅4316000吨镍214086吨镁830000吨负极材料选择受资源和技术等因素影响负极材料选择受资源和技术等因素影响 Ca Na 化学电源的发展趋势化学电源的发展趋势 Be Li Al Mg FeNiZn Pb H2 比容量大效率高 放电速率快 正极材料和电解质溶液的研究 金属-空气电池化学电源的起点技术改进资源丰富占据巨大市场份额性价比高无记忆效应ZnPb H2 燃料电池未来新能源的方向吸纳：保持饥饿状态吸纳：保持饥饿状态发现：保持敏锐眼光发现：保持敏锐眼光批判：保持怀疑精神批判：保持怀疑精神反思：不断审视自己反思：不断审视自己理想化学教师的状态谢谢聆听。