探索提升原电池的综合性能

寻求提高原始电池的整体性能重庆精制学校杨明华第一，使用教材印教版化学选择4 化学反应原理，第4章第2章化学电源二、实验设备类别名字专用设备多功能原电池原理实验组小型风扇药MnO2NH4Cl溶液NaCl溶液CuSO4溶液ZnSO4溶液酚酞试验稀硫酸设备活性炭Zn Cu片Fe片石墨片滤纸滴管小烧杯三、实验创新点/改进点“提高原电池总体性能”是多变量综合探索课题，需要设计多组、多维比较试验，因此需要对实验设备和实验活动进行设计。为此，本公司专门设计并制作了新的实验装置“原电池原理实验集”，解决了以下技术问题。容易安装，更换片状金属电极，容易观察电极反应的现象，电解质溶液的使用减少到1mL以内，容易添加电解质溶液，用同一装置将电极之间用盐桥连接起来。为了准确测量电池的短路电流或空载电压，可以随时切换，容易改变电解质种类或浓度，可以灵活改变电极之间的距离，将粉末药物作为电极反应物放置，可以将气体物质作为电极反应物装入或吸附。11以低电压和强电流(约0.6V，50mA)驱动小型电气设备工作，提高实验的趣味性。主要实验设备原型如下图所示(图1)设备原型图1为了满足相关实验的展开，还准备了多种附件，如下所示。盐桥板(图2)粉末电极箱(图3)隔膜电池盒(图4)上述实验集，操作简单，演示内容丰富，适合原电池实验教学推广，笔者亲自设计组装，在课堂教学和学生科技创新实验活动中配置一个组实验仪器，效果极佳。课堂教学(图5)四、实验原理/实验设计思路整个教学活动以主电池原理、氧化还原原理、化学反应率原理为基本实验原理，设计了电池产品的发展过程(即按“主电池盐桥湿电池电池充电电池燃料电池”的开发线索)和用途及性能特性，实验教学中设计了以下课程思想。五、实验教学目标(a)知识和技术目标：1.探讨原电池和电解槽的工作原理。2.掌握构成原电池的条件后，将设计简单的原电池。3.通过实验和分析，探讨了简单原电池的缺点和改进方案。4.知道原电池输出功率的能力与氧化还原反应原理、装置的材料选择、结构设计等有关。(b)进程和方法目标：1.通过实验探讨主电池装置的组成部分。2.经过对简单原电池装置的优化改进过程，了解科学探索的阶段，学习科学探索的基本方法，提高科学探索的能力，进一步理解科学探索的意义。3.通过探索活动培养学生的观察能力、分析能力和团队合作能力。4.对学生在探索活动中使用观察、分析、实验等多种手段获取信息，并使用比较、推理、归纳等方法加工信息。(c)情感态度和价值目标：1.在小组合作实验、学习、讨论的过程中，体验和合作探索的乐趣，感受化学世界的奇妙。2.实际上，增强了学习化学并将化学知识应用到生活中的意识。树立绿色化学理念，培养环境意识。(d)核心扫盲教育目标：1.证据推理和模型认知素养的发展2.科学探究与创新意识的培养3.科学精神与社会参与能力的培养六、实验教学内容(a)实验1:教师使用“原电池实验箱”、0.5 mol/L稀硫酸组装Cu|稀硫酸|Zn原电池，并更改电极距离以提高其性能，(b)实验2:学生用1 mol/L稀硫酸、Cu、Zn切片组装原电池，探讨电解质溶液浓度与电池性能的关系。(3)实验3:学生们用原电池实验板、0.5毫升/L稀硫酸利用金属和稀硫酸的取代反应原理，分别用Fe、Cu、石墨等作为阳极，用Zn作为阴极材料组装原电池，探索电极材料和电池性能的关系。(4)实验4:教师演示使用隔膜电池盒制作隔膜电池。学生们根据丹尼尔(盐桥)干电池的原理设计了“盐桥原电池”。可以使用“盐桥板”:这个盐桥板具有与盐桥相对应的特殊物质土豆泥和NaCl用隔板填充的大约两个电极槽。(5)实验5:教师指导学生用MnO2、Cu、Zn、NH4Cl制造酸性电池。(。酸性电池是其中之一。制作简单，价格低廉，性能实用！(6)实验6:老师示范用Zn、Cu、活性炭制造空气电池。空气电池是价格低廉、性能优秀、环保的电池。七、实验课程环教师语言活动引进陈述：同学们，自从博尔特发明了电池以后，电子技术的发展日新月异。(播放电子产品PPT照片)，各种移动电子设备都有一个重要部件：电池！请看视频： (播放视频)观看视频后，说出你的意见！问题：那么，有什么方法可以提高主电池的性能吗？知识审查问题：主电池反应的本质是什么？主电池的设备元素是什么？提出问题指南：学生，任何设备，根据.采用特定材料和合理结构构成整体。实验1演示实验1演示主电池实验组的使用方法，并演示如何通过改变电极之间的距离来测量电池的电压和电流性能。实验2，3a组学生完成实验2:1 mol/L用稀硫酸、Cu、Zn切片组装原始电池，探讨电解质溶液浓度与电池性能的关系。b组学生完成实验3:用0.5 mol/L稀硫酸利用金属和稀硫酸发生置换反应的原理，用提供的电极材料组装原电池，探索电极材料和电池性能的关系。思索123想法1:结合实验1、2、3的电极反应现象，根据上述原电池的结构和材料设计电池产品，是否满足其有效期？怎么了？想法2:为了改善电池产品的保质期，需要解决的主要问题是什么？学生实验配置4:根据丹尼尔斯(盐桥)电池的原理设计一个“盐桥原电池”想法3:普通盐桥能否满足我们现代社会对电池保质期的要求？演示实验4演示隔膜电池的制作。实施1学生实验配置5陈述：酸性电池是其中之一。制作简单，价格低廉，性能实用！现在，让我们制作一个“简化”的酸性电池吧？陈述：在“电池”的启发下，陆续发现了多种优秀的固体阳极反应物。播放“一般固体电极反应物电池”PPT页面，它具有较强的氧化性和稳定的性能.实施2演示氧腐蚀原理，使用活性炭提高空气电池性能。空气电池简介.探索摘要总结探索收获问题：好的。同学们，通过今天的学习和实验，你们有什么收获吗？都说吧！探索灵感电池行业发展现状简介陈述：同学们，这带动了电池产业的普及，电池产业的发展，中国的新能源战略，激励了更多电池技术的研究！“电压更高，电流更强”是研究电池的技术概念！但是，不仅要注意技术性能，还要注意电池产品的综合性能.结束语不要忘记，保护环境是技术生命，保护环境是我们更好的生活！希望更多的人去做：技术之手，环保之心八、实验效果评价为了实现三维目标，我的教学理念以化学电池的开发线索为中心，引导大家熟悉的各种电池的生成和创新过程，分析或展示其反应原理、电极材料、结构特征、技术特征，配合实验探索进行制作。最后还对废电池环境污染问题进行了讨论，提出了“提高电池产品综合性能”的创新发展方向。教育效果显着：(1)提高了学生的分析、推理、实践能力，同时进一步理解了原电池的原理。(2)培养学生“在实践过程中继续改进创新”的实验探索和创新意识。(3)学生对科学技术建立了辩证的理解。培养学生的科学精神和社会责任。为了充分调动实验教学中的学生参加实验活动，我精心设计了问题，主导学生创新。我每一个历史阶段都利用社会要求和技术现实，协助教育过程，指导学生改善各种化学电池的特性和创新的过程。教学理念高级：(1)以学生为主体，尝试学生能做的事，老师就放手，让学生动手；学生不亲自做的话，老师充分示范，积极指导。(2)设计缜密的团队合作探究活动，以便有序高效地开展学生的活动。(3)创新实验仪器