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化學之美美在生活(番茄電池)
2019/7/4 11:27:47 0人評論 465次瀏覽 分類:高效課堂

化學系列校本課程

《化學之美·美在生活》 

    【課程目標】 

    掌握與趣味實驗相關的化學知識:能融會貫通并了解化學知識與人類的密切聯系及其重要影響:學會運用多種手段查找資料,調查研究,運用比較、分類、歸納、概括等方法主動獲取信息。

    讓學生通過操作、體驗、交流,了解化學研究的方法;培養學生自主、合作、探究的學習方法;引導學生主動與他人進行交流與分享。

    讓學生學會辯證地看待世界,逐步建立正確的世界觀;培養學生學習化學的興趣,使其熱愛化學;培養學生求實、質疑的科學精神和社會責任感;樹立人和人、人和自然和諧發展的價值觀。

   【課程類型】學科內知識、學科內衍生探究性實驗

   【適用對象】高一高二的動手能力稍強的同學 

   【課程內容】

    I.課程的主題結構:3次

    Ⅱ.課程板塊:生活中的化學理論知識和生活中的簡單拓展實驗

    Ⅲ.程內容簡介

    教師形象生動地向學生描述背景資料,引發學生興趣,激發學生探究欲望。亦可提前給出課題,讓學生在進行趣味實驗之前通過多種手段查找資料,調查研究,運用比較、分類歸納、概括等方法主動獲取信息。趣味實驗的操作過程中教師作為組織者和引導者,應向學生提供某種情境,使其更快地融入學習中;而學生是活動的主體,被給予充足的時間和機會進行活動操作、體驗、交流,逐漸掌握化學研究的一般方法和自主、合作、探究的學習方法,并主動與他人進行交流與分享。對學生的評價不應只是單純的結果評價,而應以過程評價為主,或請學生圍繞趣味實驗寫一篇實驗報告和實驗后感,據此進行評價??緯痰淖鈧招Ч賞ü錳?、問卷等形式來獲得反饋。

【課程三·番茄電池】

背景資料

電池的發明:1799年,伏達用銅片、浸鹽水的紙片、鋅片依次重疊起來,創制了最早的獲得連續電流的伏達電堆。1800年,他公布了在1795至1796年間發現的電池原理。1801年,他為拿破侖一世演示了伏達電堆,拿破侖授予他金質獎章并封他為伯爵。

電池的發展與展望:1836年,丹尼爾電池誕生,進入20世紀后,研究重點轉向蓄電池,鎳-鎘電池迅速發展。隨著人們環保意識的提高,鋰離子電池大受歡迎。電池已成為人類社會必不可少的便捷能源。未來堿錳電池的研究主要集中在高功率、重負荷、放電性能與電池容量的提升以及儲存壽命的提高上。

水果電池的發電原理:兩種金屬片的電化學活性是不一樣的,其中更活潑的金屬片能置換出水果中的酸性物質的氫離子,而電流大小和果酸濃度與回路的長度有關。

實驗原理

番茄汁顯酸性,當在番茄里平行地插入銅片和鋅片時,形成原電池。兩種金屬片的電化學活性是不一樣的,由于鋅比銅活潑,容易失去電子,鋅被氧化成Zn2+進入溶液,電子由鋅片通過導線流向銅片,溶液中的H+從銅片獲得電子,被還原成氫原子,氫原子結合成氫分子從銅片上放出。因此在組成原電池的情況下,鋅不斷被腐蝕,失去的電子轉移到銅片上,氫離子在銅片上得電子,從而銅片上有氣泡產生(氫氣)。實驗觀察到的現象是二極管發光,表示有電流產生。

兩極發生如下反應:

負極:Zn-2e-=Zn2+

正極:2H++2e-=H2

探究操作

2個半熟的番茄,相隔一定距離,分別插入銅片和鋅片。用導線將銅片與鋅片及發光二極管相連,觀察現象。

實驗過程和結果交流

提出疑問并對實驗成敗進行總結。

課程評價

這個趣味實驗非常貼近生活,其原理雖然簡單卻與電化學相關知識聯系緊密。面向有一定化學基礎或立志于化學競賽或化學學習興趣濃厚的學生。該實驗可引導學生辯證地看待世界,讓學生明白任何失敗和成功都是有原因的,從而建立正確的世界觀,同時培養學生勇于探索、不畏艱辛的優良品質以及熱愛化學的情懷,培養學生求實、質疑的科學精神和社會責任感。

注:視后續時間安排可考慮開設

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