5　原电池教学设计　邱新德.doc

原电池教学设计化学 组 邱新德（姓名）1设计思路通过水电站发电过程中能量，引发学生对能量转换的思考；通过比较锌、铜两种金属活泼性的不同，比较能量的高低，确认电子的流向；通过电子的流向，确认电极上发生的氧化、还原反应。2教学过程（1）让学生感触化学锌与稀硫酸反应的能量变化2H+（aq）Zn（s）= H2（g） + Zn2+（aq）； H=153.88kJ/mol学生实验在试管中先加入锌粒，再加入5mL稀硫酸。一分钟后，触摸试管外壁。让学生感觉试管已经有些烫手，证明反应可以放出较多的能量。（2）能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中其总量不变。展示三峡大坝图片，高峡是指水位很高，此时水的势能很大。三峡大坝将水能变成了电能!这就是一个能量守恒的例子，大坝并没有产生新的能量，而是将大坝里的水具有的一部分能量通过相应的装置，转变成了电能。（3）正像三峡大坝将水的能量转变成电能一样，锌与稀硫酸反应放出的能量也能转变成电能，也要通过一定的方式。（4）为什么需要电池？在许多用电不方便的地方，电池可以提供电能。这里就是要让学生对电池能“提供能量”树立牢固的印象。（5）为什么电池里的“电”会很快被用完？电池就是通过物质发生化学时释放的化学能转变成电能，当电池中的用来提供能量的物质消耗完了的时候，反应也就停止了，没有了能量，电池也就没“电”了。通过对电池是一个有限的能量源的确认，让学生明确电池的能量来源是“物质变化”所产生的。（6）需要一个什么样的装置？只需要把一块锌片和一块铜片，放进盛有稀硫酸的烧杯里，就可以构成原电池了。演示实验电流计中指针偏转，说明已经有电流。（7）在这个装置中，反应放出的能量为什么会转变成电能？结合前面的图片，了解水电站的工作简单原理：A.具有较高的能量的水(筑坝)B.能量以一定的方式转换(水带动发电机)对照右图来看这个可以产生电流的装置：金属锌中的电子能量比铜的电子的能量高，所以锌的电子可以通过导线“冲向”铜。就像像坝上的水沿管道冲向坝下。但是只是能量高是不够的。坝上的水流到坝下并不能发电。流向铜片的电子如果还在铜片中，那么后面的电子就不会源源不断地流过来。这样，电路中就不会有电流的。流向铜片的电子的能量其实就像坝上的水，与流到坝下的水能量是一样的。因此铜片上的电子能量与锌片上的电子一样，可以与溶液中的H+结合，形成了H2： 2H+ +2e =H2氢气从铜片表面逸出。溶液中H+的可以不断结合由锌片“流”过来的电子，这样，锌的电子也就源源不断地流向了铜。因此，导线中也就形成了电流。这样，电子就完成了图二中从到的定向移动，在两个电极间的导线中产生电流。溶液中的H+不断向铜片移动，锌片上的锌原子失去了电子，变成了Zn2+进入了溶液中，填补H+被消耗形成的电荷“空缺”。溶液中由于Zn2+和H+的定向移动，也就形成了电流。阳离子完成了图二中从到的定向移动，在溶液中产生了电流。整个电路就可以形成一定强度的电流（在电路中，电子移动的方向与离子移动的方向是相反的，但电流的方向是一致的）。（8）电极与氧化、还原反应。导线中的导电是由电子完成的，溶液中的导电是由离子完成的。导线中的电子是无法直接从电极进入溶液中完成导电任务的，溶液的离子也是无法进入电极的，那么，外电路导线的电子导电与溶液中的离子导电要进行“转变”。这样，就会有一个在正极上电子接收的过程，也同时有一个在负极上电子给出的过程。有了这样一个电子的转移过程，必然会有一个氧化还原反应的发生。电极是转变导电方式的场所，当然也是发生氧化还原反应的场所。在上述装置中，铜片上的“外来”电子必须 “传递”给溶液的离子，氢离子得到电子，在铜片上（正极）就一定发生还原反应。同样，锌把电子给到外电路，锌原子失去电子，因此，在锌片上（负极）一定发生氧化反应。总 反 应: 2H+ Zn = H2 + Zn2+ 负极反应: Zn 2e = Zn2+ 正极反应: 2H+ 2e = H2 如果没有氧化还原反应，就不会有电子的转移；没有电子转移，就没有电流的产生。从这里可以得到一个结论：并不是所有放出能量的化学反应都可以用来作为电池的能量来源，而必须是氧化还原反应。因为只有氧化还原反应才有电子转移，才能满足电池中的由电子导电到离子导电的转