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化学之美美在生活(番茄电池)
2019/7/4 11:27:47 0人评论 585次浏览 分类:高效课堂

化学系列校本课程

《化学之美·美在生活》 

    【课程目标】 

    掌握与趣味实验相关的化学知识:能融会贯通并了解化学知识与人类的密切联系及其重要影响:学会运用多种手段查找资料,调查研究,运用比较、分类、归纳、概括等方法主动获取信息。

    让学生通过操作、体验、交流,了解化学研究的方法;培养学生自主、合作、探究的学习方法;引导学生主动与他人进行交流与分享。

    让学生学会辩证地看待世界,逐步建立正确的世界观;培养学生学习化学的兴趣,使其热爱化学;培养学生求实、质疑的科学精神和社会责任感;树立人和人、人和自然和谐发展的价值观。

   【课程类型】学科内知识、学科内衍生探究性实验

   【适用对象】高一高二的动手能力稍强的同学 

   【课程内容】

    I.课程的主题结构:3次

    Ⅱ.课程板块:生活中的化学理论知识和生活中的简单拓展实验

    Ⅲ.程内容简介

    教师形象生动地向学生描述背景资料,引发学生兴趣,激发学生探究欲望。亦可提前给出课题,让学生在进行趣味实验之前通过多种手段查找资料,调查研究,运用比较、分类归纳、概括等方法主动获取信息。趣味实验的操作过程中教师作为组织者和引导者,应向学生提供某种情境,使其更快地融入学习中;而学生是活动的主体,被给予充足的时间和机会进行活动操作、体验、交流,逐渐掌握化学研究的一般方法和自主、合作、探究的学习方法,并主动与他人进行交流与分享。对学生的评价不应只是单纯的结果评价,而应以过程评价为主,或请学生围绕趣味实验写一篇实验报告和实验后感,据此进行评价。课程的最终效果可通过访谈、问卷等形式来获得反馈。

【课程三·番茄电池】

背景资料

电池的发明:1799年,伏达用铜片、浸盐水的纸片、锌片依次重叠起来,创制了最早的获得连续电流的伏达电堆。1800年,他公布了在1795至1796年间发现的电池原理。1801年,他为拿破仑一世演示了伏达电堆,拿破仑授予他金质奖章并封他为伯爵。

电池的发展与展望:1836年,丹尼尔电池诞生,进入20世纪后,研究重点转向蓄电池,镍-镉电池迅速发展。随着人们环保意识的提高,锂离子电池大受欢迎。电池已成为人类社会必不可少的便捷能源。未来碱锰电池的研究主要集中在高功率、重负荷、放电性能与电池容量的提升以及储存寿命的提高上。

水果电池的发电原理:两种金属片的电化学活性是不一样的,其中更活泼的金属片能置换出水果中的酸性物质的氢离子,而电流大小和果酸浓度与回路的长度有关。

实验原理

番茄汁显酸性,当在番茄里平行地插入铜片和锌片时,形成原电池。两种金属片的电化学活性是不一样的,由于锌比铜活泼,容易失去电子,锌被氧化成Zn2+进入溶液,电子由锌片通过导线流向铜片,溶液中的H+从铜片获得电子,被还原成氢原子,氢原子结合成氢分子从铜片上放出。因此在组成原电池的情况下,锌不断被腐蚀,失去的电子转移到铜片上,氢离子在铜片上得电子,从而铜片上有气泡产生(氢气)。实验观察到的现象是二极管发光,表示有电流产生。

两极发生如下反应:

负极:Zn-2e-=Zn2+

正极:2H++2e-=H2

探究操作

2个半熟的番茄,相隔一定距离,分别插入铜片和锌片。用导线将铜片与锌片及发光二极管相连,观察现象。

实验过程和结果交流

提出疑问并对实验成败进行总结。

课程评价

这个趣味实验非常贴近生活,其原理虽然简单却与电化学相关知识联系紧密。面向有一定化学基础或立志于化学竞赛或化学学习兴趣浓厚的学生。该实验可引导学生辩证地看待世界,让学生明白任何失败和成功都是有原因的,从而建立正确的世界观,同时培养学生勇于探索、不畏艰辛的优良品质以及热爱化学的情怀,培养学生求实、质疑的科学精神和社会责任感。

注:视后续时间安排可考虑开设

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