原电池原理及其应用.doc

第四章 第四节 原电池原理及其应用台州市椒江一中 （318000） 姜 孟科学素养目标知识与技能目标1.知道原电池的概念2.理解原电池的原理3.掌握原电池的电极反应以及组成原电池的条件过程与方法目标1.通过小组讨论、合作交流、实验操作等方式探究原电池的原理，激发学生的探究欲望2.通过创设科学探究的情景，整合演示实验、学生分组实验、生活实践了解科学探究的一般过程情感态度与价值观目标1.培养学生重视实验的科学态度和对科学实验的兴趣，学习科学家的优秀品质。2.使学生在宽松环境下自主学习，体会到学习的乐趣。教学重、难点原电池的原理教学过程【创设问题情境】1780年意大利著名生物学家伽伐尼为给妻子治病，遵医嘱买了不少青蛙。当用解剖刀除去青蛙腿皮时，已死去的青蛙竟然发生的抽搐。他联想起以前做静电实验时不慎触电而使身体肌肉颤抖的情形，断定青蛙的抽搐可能是受到电击的结果。为了探索触电与青蛙腿抽搐的关系，伽伐尼做了三个实验。实验1 将避雷针与死青蛙相连，当打雷时，青蛙的大腿发生颤抖。实验2 用一枝铜钩插入死青蛙的脊髓中，再挂在铁栏杆上，当青蛙腿碰到铁栏杆时，就发生颤抖。实验3 将青蛙放到铜制的解剖盘里，当解剖刀接触蛙腿时，蛙腿发生抽搐他根据上述实验得出：青蛙腿抽搐与外电源无关；青蛙自身肌肉和神经里的“生物电”是导致抽搐的原因。1791年，伽伐尼发表了论肌肉中的生物电论文，引起广泛关注。善于质疑的意大利物理学家伏打，对伽伐尼的研究提出了两点疑问：死去的青蛙怎么还能产生“生物电”；为什么只有青蛙腿和铜器和铁器接触时才发生抽搐？于是，伏打开始了实验研究。实验1 将青蛙腿放在铜盘里，用解剖刀去接触，蛙腿抽搐实验2 将青蛙腿放在木盘里，用解剖刀去接触，蛙腿不动经过大量的实验，伏打推翻了伽伐尼的结论，认为蛙腿抽搐与否，不是与所谓的“生物电”有关，而是与金属有关。只要有两种活泼不同的金属同时接触蛙腿，蛙腿就会抽搐。伏打在用实验否定了肌肉或神经是蛙腿产生电流的物质后，联想到肌肉、神经和腿保存在类似生理盐水的溶液中，那么，与金属作用产生电流的物质是不是生理盐水呢？设计意图：给出伏打电池的发现史，挖掘化学教学史中的人文内涵，创设探究情景，激发学生的学习欲望。演示实验将铜片、锌片同时插入食盐溶液中，并用导线将两块金属片连接起来。过渡奇迹出现了，电流表指针发生了偏转。电流计指针发生了偏转，说明有电流产生，把这个装置叫做原电池铺垫引导：点燃的火柴将化学能转化为化学能，去点燃酒精灯，接着再问点燃的酒精灯是将什么能转化成什么能呢？学生回答：化学能转化为光能和热能？再拿出小朋友玩的莹光棒，接着问它又是什么能转化成什么能呢？是化学能转化成光能？那么，原电池的定义又如何下呢？设计意图：从学生熟悉常见的火柴的燃烧，酒精灯的燃烧，莹光棒的发光引导学生从能量转换角度去思考原电池的定义。养成联系生活的思维习惯。原电池：将化学能转化电能的装置为了探索原电池的反应原理，请做下列实验：学生实验锌片插入盛有稀硫酸杯子中观察现象板书：Zn2+ + 2H+ = Zn2+ + H2 将铜片、锌片平行插入硫酸中观察现象，再将锌片、铜片连接在一起观察锌片、铜片上有何现象。讨论（1） 铜片上有气泡吗？如果有，你推测它是什么气体？（2） H2是怎么来的？（3） 电子是哪种金属丢失的？（4） 锌失去的电子是否通过溶液流到铜片上的？板书：Zn -2e- = Zn2+ ；2H+ + 2e- = H2设计意图：化学实验能很好地培养学生的探究意识，通过铜片和锌片平行插入稀硫酸与靠在一起插入稀硫酸的现象的不同，让学生养成对比、找出不同现象的实验意识和思考意识。展示干电池，干电池根据原电池原理设计而成，根据生活经验我们知道，一端是正极，一端是负极。那么构成原电池的铜片和锌片哪个是正极，哪个是负极呢？让学生得出正负极的概念。负极：电子流出的一极正极：电子流入的一极设计意图：学生养成从熟悉的知识迁移到新知识的学习习惯。过渡：并且得出电流计向哪个方向偏转，哪个电极就是正极，为探索原电池的正负极埋下伏笔，接着问，怎么样的电极材料做负极，怎么样的电极材料做正极呢？ 演示实验将铁片、铜片、锌片、石墨分别插入稀硫酸中两两组合，接电流计形成原电池，通过诸多的电极材料，让学生得出：相对较活泼的金属做负极，不活泼的金属或非金属做正极。反过来我们能不能用原电池的反应原理来判断金属的活泼性呢？将a、b、c三种金属分别接入电流计，判断它们的活泼性。设计意图：通过感性认识的总结归纳上升到理性认识。并且能学以致用。下列哪几个装置能形成原电池？让学生归纳出组成原电池的条件：（1） 有活泼性不同的两个金属电极（或金属与能导电的非金属）（2） 电极插入电解质溶液（3） 内外电路沟通设计意图：通过对比分析得出形成原电池的条件，培养学生的分析能力和归纳能力铺垫过渡：再将铜片、锌片连电流计插入苹果、桔子、西红柿中，电流计偏转，如果将电极含入口中能偏转吗？人们应用原电池原理，制作了电池，如干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等，以满足不同的需要。在现在生产中和科学技术的发展中，电池发挥着越来越来重要的作用，大至火箭、人造卫星等，小至收音机、电脑、手机、电子表等都离不开电池。设问：原电池原理都能给人们带来好处吗？设计意图:进行STS教育。让学生诊断疾病：太平洋彼岸的格林太太是一位漂亮、开朗、乐观的妇女，她身体健康，脸上有着“永恒的微笑”。只是她在开怀大笑的时候，人们才可以发现她一口整齐而洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的这是格林太太富有的标志；另一颗是不锈钢做的这是一次车祸后留下的痕迹。令人百思不解的是，打从车祸以后，格林太太经常头痛，夜间失眠，心情烦躁尽管些有名医院动用了堪称世界一流的仪器，尽管一些国际知名的专家教授绞尽脑汁，但格林太太的病症未有丝毫的减轻，反而日趋严重试试看，请你给格林太太治病，开出一张处方。解释：原来这两种不同金属片含于口中，与唾液中的电解质接触，形成了“微电池”，这种微弱的电流连续地、长时间地剌激格林太太的神经末梢，打乱了神经系统的正常秩序，引起了一系列的变化。设计意图：通过对病例分析激发学生的学习兴趣，培养学生的分析能力。总结：锌铜紧靠，铜片冒泡;电流回路,电子半道,若是中性,_不冒。课后思考：在伽伐尼和伏打实验中，蛙腿抽搐因为活泼性不同的金属（如铁、铜）与生理盐水形成原电池，产生了电流，它们的反应原理是怎么样的？电极反应又如何来写呢？设计意图：让学生带着问题进入教室，同时带着疑问走出教室课后练习：1.将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸溶液中,下列各叙述正确性的是( )A.锌片做负极，锌发生还原反应 B.铜片做正极，铜