原电池原理及其应用2

1、第四节 原电池原理及其应用第一课时教学案例授课人：武海丽教材分析 本节内容是电化学中的重要知识。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。第一课时的主要内容有：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。原电池原理和组成条件是本节课的重点，原电池原理是本节课的难点。本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的探究教学思想内涵。首先，新课引入的两个演示实验为探究教学创设了问题情景，当学生观察到“铜片上产生气泡”这一反常的实验现象，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；紧接着，通过（ 4-15 ）演示实验为学生提供“实证性”材料，学生根据实验现象，经过严

2、密的逻辑推理，得出相关结论；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个讨论题，让学生自己归纳“组成原电池的条件”。同时，课本后面的“家庭小实验 - 水果电池”，习题中的“用铜、银和硝酸溶液设计一个原电池”都是本课时探究教学内容的应用和延伸。当然，为了更好地实施探究教学，还需对本节教材内容作必要的处理和补充。教学目标1.知识目标：理解原电池原理，掌握构成原电池的条件，会进行简单的原电池设计。2.情感目标：培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度，培养学生的团队协作精神。3.能力目标：培养学生观察能力、实验能力、实验设计能力、语言表达能力。培养学生正向思维、逆向思维、发散思维能力。设计思

3、路 指导思想：以学生为主体，让学生自主地参与知识的获得过程，并给学生充分的表达自己想法的机会。学生初次接触电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望。要充分利用学生的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。 在教学内容的安排上，按照从易到难，从实践到理论再到实践的顺序，首先通过一组实验，引入课题。在实验 - 观察 - 讨论 - 推测 - 验证的过程中，学习和理解原电池的概念和原理。在此基础上，通过实验探索和讨论组成原电池的条件。最后，让学生自己设计一个原电池以检验学生对所学知识的实际应用能力。 根据学生的知识结构、心

4、理特点和教学内容的实际需要，采取了启发、讨论、实验探究等教学方法，并结合多媒体进行教学。教学准备1. 对学生进行分组：四人为一个小组2. 实验准备：每组一个灵敏电流计，两片铜片、两片锌片、一根石墨电极、一节干电池、两杯相同浓度的硫酸、一杯硫酸铜溶液、一杯无水乙醇、一杯水、一颗葡萄（或小西红柿等水果）。3. 制作铜锌原电池工作原理的模拟动画4. 场地：有多媒体放映设备的教室教学过程（课堂实录）【引入】我们的生活中离不开各种电池。大到宇宙火箭、人造卫星，小到照相机、手机，都要用到各种各样的电池。如：干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等。其实，这些电池都是应用原电池的原理制成的。那么到底什么是原电池

5、？它的工作原理怎样？今天我们就想通过一些实验一起来研究一下原电池的原理。【板书】第四节原电池原理及其应用【实验指导】介绍实验桌上的物品，指导学生做以下三个实验： 1. 将锌片插入稀硫酸中 2. 将铜片插入稀硫酸中 3. 将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中 （说明实验注意事项，要求同学认真观察现象，并思考原因）【学生活动】实验并观察现象【学生回答】 1. 锌片上有气泡，因为锌能和稀硫酸反应放出氢气。 2. 铜片上没有气泡，因为铜不能和稀硫酸反应。 3. 铜片上有气泡。【设疑】铜片上的气体是哪里来的？【学生讨论】学生激烈讨论，讨论的焦点问题有：1 、铜片上的气体是什么？ （学生认为可能是氢气或二

6、氧化硫或是氧气，最后同学认为最有可能的是氢气。本处不展开）2 、氢离子转变为氢气所需的电子从何而来？（学生提出许多假设）学生甲：电子应是铜失去的，因为气泡是在铜片上产生的。学生乙：电子应是锌失去的，因为锌比铜活泼，易失去电子。学生甲：电子应是铜失去的，若是锌失去电子，气泡应该出现在锌片上，怎么会在铜片上出现气泡呢？学生乙：锌片失去的电子可以通过导线传递到铜片上，溶液中的氢离子在铜片上得到电子，因此，铜片上有气泡。学生丙：既然电子是锌片失去的，氢离子为什么不直接在锌片上得电子，而要到铜片上得电子呢？ （对这个问题学生感到难以回答，期待老师的评判和解释。但老师不必急于回答）【引导】电子究竟是锌片还

7、是铜片失去的，我们可以用实验来证明。那么，如何通过实验来证明锌片上的电子是否通过导线转移到了铜片上？【学生回答】在铜片和锌片中间连接一个灵敏电流计，检测有无电流【实验指导】使用灵敏电流计的注意事项【学生活动】实验并观察现象【学生回答】现象：电流计指针偏转 结论：有电流流过，说明导线中有电子流过，说明氢离子得到的电子确实是锌片失去，通过导线传递到铜片上的。 （但是，对于刚才同学提出的问题，即“既然电子是锌片失去的，氢离子为什么不直接在锌片上得电子，而要到铜片上得电子呢？”还是觉得难以解释。）【动画演示】由于锌片失去电子后产生锌离子，锌片的周围有许多来不及扩散到溶液中去的锌离子，对氢离子有排斥作用

8、，使氢离子很难在锌片上直接得到电子【学生小结】锌片：较活泼，电子流出，发生氧化反应Zn 2e- - = Zn 2+铜片：较不活泼，电子流入，发生还原反应 2H+ + 2e- = H2 能量变化：化学能转变为电能【板书】 1. 原电池的概念：【实验指导】给你一节干电池，用实验证明铜锌原电池的正负极【学生活动】实验并观察现象【学生回答】现象：测干电池时，电流计指针偏向正极方向，测铜锌原电池时，电流计指针偏向铜片方向 结论：锌片为负极，铜片为正极【板书】 2. 原电池的原理： 负极：电子流出，较活泼（锌片）： Zn 2e- - = Zn 2+ （氧化反应） 正极：电子流入，较不活泼，（铜片）： 2H

9、+ + 2e- = H2（还原反应）【引导】 写出铜锌原电池的总反应方程式，并比较其与锌片直接跟稀硫酸反应有何异同。 总反应方程式为： Zn + 2H+ = Zn 2+ + H2相同点：总反应方程式相同 不同点：电子转移途径不同【过渡】 原电池的实质是氧化还原反应，氧化还原反应都可以设计成原电池，那么构成原电池要有哪些条件呢？【板书】 3. 组成原电池的条件【实验习题】请用实验验证下列哪些装置构成原电池？并据此对比分析，讨论构成原电池的条件。【学生活动】实验并观察现象。【学生回答】 c 、 d 、 h 构成原电池【学生讨论】（通过对比分析、讨论和补充、修改，最后得出组成原电池的条件）学生甲：从

10、 a 、 b 不构成原电池可知：构成原电池必须有两种活动性不同的金属 作电极。从 f 、 g 不构成原电池可知：要组成原电池还必须构成闭合回路学生乙： h 也构成原电池，是因为水果呈酸性说明:构成原电池需酸溶液。学生丙： d 也能构成原电池，说明构成原电池不一定要酸溶液，也可以是盐溶液，结合 e 可知：构成原电池电极材料必须与电解质溶液接触。学生丁：从 c 可知:电极材料也可以是像石墨这样能导电的非金属。【学生小结】组成原电池的条件： 有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极 电极材料均插入电解质溶液中 两极相连形成闭合回路【练习】对于上述能组成原电池的装置，分析正负极和发生的电极反

11、应 （在学生回答过程中，教师引导学生注意正极材料本身并未发生变化，负极和电解质溶液之间发生了氧化还原反应）【追问】假如把上述 c 装置的电极改为 Cu 和 Ag ，能组成原电池吗？【学生回答】不能，要构成原电池，负极和电解质溶液之间必须有自发的氧化还原反应【练习】请同学结合组成原电池的条件， 将氧化还原反应： Fe+Cu 2+ =Cu+ Fe 2+ 设计成 一个原电池。【学生回答】负极：铁正极：铜电解质溶液：硫酸铜【学生补充】正极材料还可以是石墨或比铁不活泼的其他金属，电解质溶液中必须含Cu2+，除硫酸铜外，还可以是氯化铜、硝酸铜等。【小结】按板书的内容，归纳本书的内容和要点【布置作业】 1 、课本习题一、 l 、 3 、 4 ，二、 l 、 2 、 3 2 、回家搜集废干电池并拆开，弄清它的构造及原理。板书设计第四节原电池原理及其应用1.原电池的概念2. 原电池的原理负极：电子流出，较活泼（锌片）： Zn 2e- - = Zn 2+ （氧化反应） 正极：电子流入，较不活泼，（铜片）： 2H+ + 2e- = H2（还原反应）3. 组成原电池的条件 有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极 电极材料均插入电解质溶液中 两极相连形成闭合回路教学反思听课教师评价：本节课采用实验探究式教学