《第二節(jié)化學(xué)電源》教學(xué)設(shè)計(jì)(江蘇省市級(jí)優(yōu)課)-化學(xué)教案

《燃料電池電極反應(yīng)式的書寫》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)背景：高三復(fù)習(xí)，微專題訓(xùn)練?；貧w近五年江蘇高考試題，燃料電池電極反應(yīng)式的書寫是考查電化學(xué)知識(shí)點(diǎn)中非常重要的一環(huán)，和氧化還原反結(jié)合在一起考查學(xué)生的能力，“三大守恒定律”方法的綜合而又靈活的運(yùn)用在燃料電池電極反應(yīng)式的書寫中有著極其重要的作用。二、復(fù)習(xí)目標(biāo)：1.使學(xué)生了解燃料電池的概念，從燃料電池的種類繁多，體會(huì)科技的先進(jìn)程度2.掌握燃料電池電極反應(yīng)式書寫的一般步驟3.能利用“三大守恒定律”書寫燃料電池電極反應(yīng)式三、教學(xué)方式：學(xué)講計(jì)劃自主探究合作交流質(zhì)疑拓展結(jié)論展示歸納總結(jié)四、教學(xué)思路：電極反應(yīng)式的書寫向來是高考的重點(diǎn)、難點(diǎn)和熱點(diǎn)。學(xué)生也向來對于書寫電極反應(yīng)式非常畏懼，感覺很難掌握，其關(guān)鍵原因就是學(xué)生不會(huì)分析原電池的環(huán)境，缺乏根據(jù)環(huán)境來判斷產(chǎn)物的能力。本微課以燃料電池為例，深入淺出地介紹原電池電極反應(yīng)式書寫的一般步驟，并能在此基礎(chǔ)上能利用“三大守恒定律”書寫電極反應(yīng)式。通過學(xué)生自主探究、合作交流，同組成員間互講互評統(tǒng)一答案、結(jié)論展示、學(xué)生歸納、對比分析，讓學(xué)生順利掌握電極反應(yīng)式的書寫。該部分學(xué)習(xí)優(yōu)于高二基礎(chǔ)班教學(xué)的地主在于，一般的教學(xué)只講酸性堿性兩種液體電解質(zhì)，而面對高考很多新型燃料電池頻繁考查，本微課敢于拓展學(xué)生視野，從液體電解質(zhì)到固體電解質(zhì)，讓學(xué)生對電解質(zhì)環(huán)境決定產(chǎn)物有了更深的認(rèn)識(shí)?；顒?dòng)單設(shè)置了三個(gè)活動(dòng)，先讓學(xué)生掌握酸堿性介質(zhì)下電極反應(yīng)式的書寫，知道電極反應(yīng)式一定是離子方程式，初步掌握書寫電極反應(yīng)式的一般步驟，通過學(xué)生提問和教師的質(zhì)疑，自我剖析等諸多環(huán)節(jié)讓學(xué)生對原電池的工作原理有著更清晰的認(rèn)識(shí)?；顒?dòng)二活動(dòng)三對各類燃料電池進(jìn)行拓展，讓學(xué)生知道，一般的書寫方法還不足以應(yīng)對各種高考題，若把之當(dāng)成情境下的氧化還原離子方程式的書寫，能通過“三大守恒定律”靈活的書寫電極反應(yīng)式，速度和正確率都會(huì)明顯的提升?；顒?dòng)三的子活動(dòng)3是引伸的一個(gè)內(nèi)容，通過熔融的硝酸鹽燃料電池來鞏固本專題的書寫技巧和書寫方法。教師可強(qiáng)調(diào)，燃料電池電極反應(yīng)式的書寫，就是一個(gè)小型的工藝流程題，“誰進(jìn)誰出，進(jìn)出的目的是什么，并寫出相應(yīng)的方程式”永遠(yuǎn)是考查的目的之一。課堂反饋和課后練習(xí)題的設(shè)置，精選的典型例題，讓學(xué)生知道，電化學(xué)的考查，解決的辦法，只要寫出電極反應(yīng)式，一切問題都將迎刃而解，包括電化學(xué)的計(jì)算。五、活動(dòng)單的制作教學(xué)中的一個(gè)“抓手”--活動(dòng)單、集體備課和課堂教學(xué)的無縫對接?；顒?dòng)單或教案如下：沛縣二中化學(xué)學(xué)科活動(dòng)單備課組名稱：高三化學(xué)備課組授課教師：王成課題：微專題：燃料電池電極反應(yīng)式的書寫課型：復(fù)習(xí)課授課日期2017.04.19復(fù)習(xí)目標(biāo)：1、理解燃料電池的工作原理，知道離子的移動(dòng)方向。2、能夠正確書寫各類燃料電池的電極反應(yīng)式學(xué)習(xí)重難點(diǎn)：燃料電池在不同介質(zhì)中電極反應(yīng)式的書寫方法活動(dòng)方案活動(dòng)一：理解燃料電池的工作原理，掌握酸、堿性介質(zhì)燃料電池電極反應(yīng)式的書寫方法（1）能設(shè)計(jì)成原電池的反應(yīng)通常是放熱反應(yīng)，下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是A．C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H>0B．2H2(g)+O2(g)=2H2O(1)△H<0

C．NaOH(aq)+HC1(aq)=NaC1(aq)+H2O(1)△H<0

(2)根據(jù)下圖提示，以H2SO4溶液為電解質(zhì)溶液，依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)原電池?？偡磻?yīng)式：；正極反應(yīng)式：；負(fù)極反應(yīng)式：。（3）右圖為甲醇--氧氣燃料電池，KOH溶液為電解質(zhì)溶液?？偡磻?yīng)式（已知）：2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O正極（電極B）反應(yīng)式：；負(fù)極（電極A）反應(yīng)式：?；顒?dòng)二：掌握電解質(zhì)為熔融固體氧化物燃料電池電極反應(yīng)式的書寫方法固體氧化物燃料電池(SOFC)以固體氧化物作為電解質(zhì)。其工作原理如右圖所示正極：（填“電極a”或“電極b”）電解質(zhì)溶液傳導(dǎo)的是O2-,O2-移向極（填“正”或“負(fù)”）。若以C2H4作為燃料氣，其正極、負(fù)極、總反應(yīng)式分別為：總反應(yīng)式：；正極反應(yīng)式：；負(fù)極反應(yīng)式：?；顒?dòng)三：了解電解質(zhì)為熔融碳酸鹽燃料電池電極反應(yīng)式的書寫方法（1）熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率，因而受到重視，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)?，空氣與CO2的混合氣體為正極助燃?xì)?，制得?50℃下工作的燃料電池。根據(jù)題示，請完成有關(guān)的電極反應(yīng)式：總反應(yīng)式：；正極反應(yīng)式：；負(fù)極反應(yīng)式：2CO-4e-+2CO32-=4CO2

思考：如果沒有負(fù)極反應(yīng)式的提示，你能否快速利用“三大守恒定律”正確地寫出負(fù)極的電極反應(yīng)式呢？得失電子守恒：電荷守恒：原子守恒：（3）引伸NO2、O2和熔融KNO3可制作燃料電池，其原理如圖，該電池在使用過程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y，Y可循環(huán)使用。下列說法正確的是（）A．O2在石墨Ⅱ附近發(fā)生氧化反應(yīng)B．該電池放電時(shí)NO3－向石墨Ⅱ電極遷移C．石墨Ⅰ附近發(fā)生的反應(yīng)：3NO2+2e－

NO+2NO3－D．相同條件下，放電過程中消耗的NO2和O2的體積比為4∶1課堂反饋，鏈接真題，鞏固燃料電池電極反應(yīng)式的書寫方法。1．下圖為氫氧燃料電池原理示意圖，按照此圖的提示，下列敘述不正確的是（

）A．a(chǎn)電極是負(fù)極

B．b電極的電極反應(yīng)為：4OH--4e-==2H2O+O2↑C．氫氧燃料電池是一種具有應(yīng)用前景的綠色電源D．氫氧燃料電池是一種不需要將還原劑和氧化劑全部儲(chǔ)存電池內(nèi)的新型發(fā)電裝置2．一種新燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丁烷氣體；電解質(zhì)是摻雜氧化釔（Y2O3）的氧化鋯（ZrO2）晶體，在熔融狀態(tài)下能傳導(dǎo)O2-。下列對該燃料說法正確的是（）A．在熔融電解質(zhì)中，O2－由負(fù)極移向正極B．電池的總反應(yīng)是：2C4H10+13O2==8CO2+10H2OC．通入空氣的一極是負(fù)極，電極反應(yīng)為：O2+4e-=2O2-D．通入丁烷的一極是正極，電極反應(yīng)為：C4H10+26e-+13O2=4CO2+5H2O3.生物燃料電池（BFC）是以有機(jī)物為燃料，直接或間接利用酶作為催化劑的一類特殊的燃料電池，其