“化学反应的利用”教学设计

“化学反应的利用”包含两部分内容:利用化学反应制备新物质,化学反应为人类提供能源。分2课时进行。1教学目标(1)知识与技能①掌握实验室制备氯气的原理和尾气处理方法,了解制备装置及收集方法。②了解原电池的工作原理。(2)过程与方法通过“活动.探究-氯气的制取和原电池的工作原理”学会运用实验、观察获取信息并分析推理。(3)情感态度价值观通过教材等途径为学生提供丰富的材料,开拓视野,使学生从多个角度体会化学科学与人类文明和社会发展的密切关系,提升对研究化学反应应用价值的认识。2教学流程教师活动学生活动设计意图就上一问题作答,引出化学能→电能;布置探究任务-利用所给仪器和试剂进行实验,解决下列问题:(1)化学能能否转化为电能?你组装的装置实现了吗?(2)在装置中你还有什么新发现?依据所给用品与试剂(干电池、导线、电流计、锌板、铜板、稀硫酸、反应器)进行探究性实验并观察实验现象(1)通过让学生分组设计完成实验,为学生提供合作学习机会提高实验技能及观察能力;(2)在探究学习活动中体验科学发现的过程,尝试探究成功的快乐对学生实验进行评价用Flash课件展示原电池工作原理小结原电池工作原理分析现象,探究原电池工作原理(组内讨...     

金属电化学腐蚀的实验探究

金属的电化学腐蚀是高二化学新教材(人教版)“原电池原理及其应用”一节的教学难点,教师按照传统的教学方法向学生讲清楚钢铁在潮湿空气里形成原电池时正、负极发生的反应并不容易。笔者在教学实践中采用实验探究式教学,把课堂教学与研究性学习结合起来,引导学生通过自主活动来探究金属电化学腐蚀的一些规律,既有助于理解、巩固化学知识,又能培养学生的实践能力和探究精神。     

利用手持技术探究原电池“电极反转”双模型的反应机理

基于手持技术表征原电池基准态与极端态工作原理的差异性,继而探究铁和铝分别与铜在浓硝酸中构成的2种极端态原电池在发生电极反转时硝酸浓度的临界值。通过双模型对比实验,帮助学生更加直观、准确、深入地建构原电池模型,同时丰富学生对元素周期律、金属活动性以及氧化还原反应等关联性知识的认知与理解。     

促进能量观功能化的教学策略研究——以高中必修“原电池”教学为例

分析了必修阶段原电池教学内容对促进学生能量观发展的价值,提出理解原电池原理和建构原电池装置的一般思路和方法是实现能量观功能化的前提条件。阐述了在原电池新授课阶段,通过优选原电池教学模型,采取学生探究设计原电池,建构原电池认识模型等教学策略,促进学生观念的建构与功能化。     

利用数字化手持技术探究“电解池阳极与原电池负极金属腐蚀速率”的大小

引入数字化手持技术设计6个实验,将金属腐蚀速率问题转换为金属腐蚀过程气体产生速率问题,进而转换为一定时间内密闭体系压强变化问题。实验关键是用气压传感器测定一定时间密闭体系气压变化,得到压强-时间曲线,根据曲线斜率分析反应速率,进而解决"金属腐蚀速率"问题。同时,还从"宏观-曲线-微观-符号"四重表征角度深入分析实验,有助于学生深入理解实验过程与反应原理。本实验研究结论是:(1)同一电解质溶液中,电解原理引起的腐蚀速率大于原电池原理引起的腐蚀速率;(2)对同种电解质溶液,在一定浓度范围内,电解质溶液浓度越大,腐蚀越快。     

对选修教材《化学反应原理》上3个电化学实验的探究

1锌铜原电池中的盐桥在中学化学选修教材《化学反应原理》的原电池实验中,锌半电池和铜半电池是用盐桥连接起来的。这是中学生第一次接触盐桥。在此,学生难免产生一些疑问,下面就学生提出的2个有关盐桥的问题进行实验探究。(1)在原电池工作时,除了盐桥中的K 、Cl-向两极溶液中扩散外,电极溶液中的离子是否也相互扩散?下面以电池Zn(s)│ZnSO4(0.2 mol/L)‖KCl饱和溶液‖CuSO4(0.2 mol/L)│Cu(s)为例,进行实验探究(在实验中,把装满了KCl饱和溶液,用棉花堵住管口的U形管作盐桥)。实其验电记池录装置如图所示[1]:电路中电流强度维持在5.3…     

大学无机化学中“原电池”的启发探究式教学实践*

介绍了大学无机化学课堂中“原电池”部分的教学实践。通过启发-探究式教学模式,启发学生把常见的氧化还原反应,经过不断的设问和探究,最终设计成原电池,实现了通过原电池装置来证实氧化还原反应发生了电子传递的教学目的。学生在教师的启发下探究、分析、推导、创新和修正,使学生清晰地认识到知识的前后逻辑关系,对氧化还原反应概念、原电池装置有更深刻的理解,培养了学生的科学辩证思维能力。     

发展学生化学学科核心素养的“化学能与电能”教学*——小车为什么会跑起来

“化学能与电能”是高中化学必修阶段的核心内容,是发展学生化学学科核心素养的重要知识载体。围绕“小车为什么会跑起来”的真实问题,利用铜锌原电池驱动小车的实验现象,引导学生分析原电池的工作原理,探究原电池的构成条件,充分发展学生的化学学科核心素养。     

一堂实验探究式创新课--原电池原理及其应用(第一课时)

1　学习目标　　 (1 )理解原电池原理 ,电极反应 ,构成条件。(2 )启发学生认识科学探索的基本过程。(3)培养自主学习 ,积极探究、合作创造的精神和能力。(4)渗透其他学科知识 ,加强学科联系。(5)学习科学家的科学态度和优秀品质。2　学习用品　　 (1 )学生自备材料 :耳机 (随身听附件 )、干电池(随身听电池 )、石墨棒 (用 3号废旧电池的电极 )。(2 )其他用品 :多媒体设备 ;白萝卜 (或其他蔬菜)、桔子 (或其他水果 )、铁丝、铜丝、锌片、铜片、导线、电流计、小灯泡、稀H2 SO4、烧杯等。3　学习过程　　 [展示 ]一个桔子和一个白萝卜　　 […     

基于炭黑和磁铁改进硫酸亚铁铵的制备实验及综合利用

介绍了一个硫酸亚铁铵制备的改进实验。在该方法中，通过往铁屑与稀硫酸的反应中加入炭黑构成原电池，将原来与稀硫酸的反应时间由1 h时间缩短为20 min。常压过滤前使用磁铁预处理，仅需8 min完成常压过滤得到硫酸亚铁溶液。通过实验的改进，解决原实验中耗时长、实验效率低的问题。并且加入的碳黑回收后能够迅速去除有机污染物，扩充了该改进实验的综合利用价值。学生通过该实验，能理解制备复盐的原理，以及原电池在工程生产中提高反应速率的作用，也能认识到工程设计中“价值最大化”，增强工程意识。     

中学生实验图式的建构——以原电池形成条件实验为例

原电池形成条件的系列探究实验在课堂教学设计和实验改进方面的研究都比较成熟,但对探究实验所引发的学习心理历程的审视与解读却相对薄弱。基于认知科学视角,剖析了关于原电池形成条件的实验图式的构成要素,描述了其认知建构历程,并提出教学建议。     

吸氧腐蚀的实验创新设计

使用被氯化钠溶液浸湿的2片滤纸包住锌片和铜片,连接好电流表构成原电池,使学生能够直观地看到吸氧腐蚀的现象,推测出原电池正负极的电极反应原理,从而进一步理解课本中的铁的吸氧腐蚀是由于铁钉中含有碳等杂质与铁形成的微电池的电化学腐蚀原理。     

探究锌与硫酸亚铁置换反应中无气泡产生的演示实验方案

初中化学教材中Zn置换Fe²⁺中Fe的演示实验中产生的大量气泡干扰学生对置换反应的认知学习。造成该现象的原因主要有：(1)Zn置换出Fe后形成Zn-Fe原电池引起的析氢腐蚀;(2)Fe的析氢过电势较Zn低,因此Zn置换出的Fe掺杂后,使得析氢过电势降低产生大量的气泡。基于此,采取控制反应条件,抑制反应中气泡的产生、放大Zn置换Fe的现象。通过调整反应时Fe²⁺的浓度、pH从而调整Zn-Fe原电池的数量以及析氢过电势,对该教学演示实验条件进行探究。结果表明当FeSO₄的浓度为0.54 mol/L、pH=3.58,Fe³⁺的浓度在KSCN检测不出的条件下,可以观察到Zn置换出的Fe附着在Zn的表面且能被磁铁吸引,同时观察不到气泡的产生。     

深入原电池原理本质促进学生观念和能力的发展

在调查分析高三学生对原电池原理的理解及应用状况的基础上,论述了从电极电势及平衡移动的角度理解原电池中产生持续电流的原因,有助于学生能量观的建构及学生能力的发展。以高三原电池复习教学为例,阐述了促进学生理解学科知识本质的探究活动的设计。     

以情境-实验-问题突破传统——“二氧化硅和信息材料”的教学

针对"二氧化硅和信息材料"这部分内容在传统教学过程中存在缺乏合适的实验探究活动、教学情境素材对学生的吸引力不强、对高纯硅制备的反应原理分析不够深入等问题，通过创设真实而富有价值的问题情境（手机芯片），设计纳米二氧化硅与氢氧化钠溶液反应等实验探究活动，设计帮助学生深度理解高纯硅制备原理的问题等一系列措施进行相应的教学改进，并在此基础上展开教学实践。     

整合多重表征 促进概念深度理解——以“原电池”为例

有效整合多重表征,是促进学生科学概念深度理解的一种有效策略。本研究整合了科学教育领域中的3个多重表征框架的内容,对高中必修模块的“原电池”进行了教学设计。首先引导学生依次学习原电池的宏观装置、微观原理和电极符号,初步建构原电池概念,之后基于氢氧燃料电池关联表征,让学生建构原电池的装置原理二维模型图,理解原电池概念,最后依托生活中的纽扣电池应用二维模型图实现表征转换,解决实际问题,实现对原电池概念的深度理解。     

“原电池的工作原理”教学设计及课堂实录

对“原电池的工作原理”进行了教材分析、学情分析,在必修2学习的基础上,结合生活实际设计了4个教学环节：通过生活中的原电池和必修知识的复习,引出原电池原理;通过铜锌原电池的设计、分析,掌握单液原电池原理;从原电池的能量转化效率出发,学习双液原电池原理;利用原电池的形成条件,设计原电池。     

氧气传感器的原理及其在不同气体环境中使用的注意事项

在“模拟雷雨条件下氮气和氧气反应的数字化实验探究”中，使用氧气传感器，出现“不降反升”的问题。查阅氧气传感器的型号，经过对其原理进行分析，得出其实质是利用原电池反应。为验证其反应原理，将氧气传感器分别放置在氯气和二氧化氮气体中测量并绘制数值变化曲线，对数值进行分析，提出使用氧气传感器时的注意事项。     

基于学习条件的原电池教学策略

将原电池相关知识分为3部分:反应原理、原电池装置和工作原理,并根据加涅的学习结果分类理论和学习条件的理论,探讨了这3部分知识学习的内部条件和外部条件,在总结原电池学习过程中出现的常见问题的基础上,提出了基于学习条件的原电池教学策略。     

手持技术数字化实验探究夹心式膜电池的创新改进*

借助手持技术,用阳离子交换膜代替盐桥,滤纸代替烧杯,将双液铜锌原电池改进为高效化、微型化的夹心式阳离子交换膜原电池。通过实验探究、微观分析得出阳膜电池具有电流示数大且较稳定、装置简易、操作方便、药品用量小、绿色无污染等优点。本实验不仅揭示膜电池的工作原理、还原高考膜电池实验、构建化学电源的基本模型,还贴近生活,提高学生的自主实验探究能力,培养学生宏观辨识与微观探析、科学探究与创新意识的核心素养。