原电池教学思路的创新研究

1、 原电池教学思路的创新研究 摘要：我国的教育事业发展到今天，已经取得了不少卓越的成就。在党的十七大会议上面，随着以科学发展观为第一要义，以人为本为核心，促进社会经济人文等的全面协调可持续发展观念的提出，使我国的教育事业上也更加重视起通过科学方法开展，培养和全面发展受教育人才。在教育工作中，鼓励和支持教育工作者通过科学有效的方法提高学生的科学知识储备。在中学化学的教育阶段中，通过开展科学生动的原电池教学学习和对教学思路进行创新研究，从多个层面提高学生的化学学科知识素养。关键词：原电池教学；教学思路；创新研究在高中阶段的化学学习中，原电池工作原理是众多反应原理中的典型代表。不仅会涉及到对原电池正负

2、极判断的方法学习，还有关于电极反应式的不同情况下的书写方法，以及根据原电池原理在实际生产生活中的应用研究等重难点知识内容。一、原电池的认识1.原电池的构成和工作原理在化学中，从能量转化角度，可以把原电池看作是能把化学能转变为电能的装置。从化学反应角度，因为在原电池的内部均存在一定的电势差1，所以原电池反应一般是指氧化还原反应。需要注意区分的是，在闭合环境下，当氧化剂和还原剂之间发生有效碰撞时,并未完成电子转移，而是在还原剂负极上失去电子，氧化剂正极上得到电子时才会发生氧化反应。当然，原电池也可以根据非氧化还原反应设计出来。2.组成原电池的必备条件1）极：电极材料由两种活泼性不同的金属或者由一种

3、金属和另一种非金属导体所构成电极。2）电：电解质的存在，即需要电解质溶液。3）路：两个电极之间必须要有导线相互连接，以形成闭合回路。4）自发：氧化还原反应可以自发地进行。其中前三个条件可以组成原电池，而第四个条件为原电池装置提供了持续而稳定的电流。要保证构成的原电池能良好地运行，四个条件缺一不可。二、常见的电极和电极的判断1.常见的电极分为四大类：以锌铜原电池为代表的活泼性不同的金属，其中铜为正极，锌为负极；以锌锰干电池为代表的金属和导电非金属，其中石墨为正极，锌为负极；以铅蓄电池为代表的金属与化合物，其中二氧化铅为正极，铅板为负极；以氢氧燃料电池为代表的惰性电极，其电极均为铂。2.关于电极的

4、判断电极可以分为正负两极（仅适用于原电池）和阴阳两极。在原电池中，电子导电在外电路中发生，离子导电在电解质溶液中发生。2.1正极与负极：正极指电子流入的一极，如化合价降低的一极，发生还原反应的一极，和相对不活泼（这里要考虑到电解质溶液的影响）的金属或其它导体的一极；负极指的是电子流出的一极，如化合价升高的一极，发生氧化反应的一极和活泼性相对较强（这里也要考虑到电解质溶液的影响）的金属的一极。2.2阴极与阳极：发生还原反应的电极称为阴极，而发生氧化反应的电极则为阳极。三、关于电极反应的表示方法与符号1.正极需要写在原电池符号表示式的右边，负极则写在原电池符号表示式的左边。2.原电池中各物质的组成

5、需要在化学式中表示出来，溶液要标上浓度（mol/l）的单位，气体物质除了必须注明其分压(pa)单位，还应备注清楚当时的温度。3.表示不同物相之间的接界时用符号“”标注，表示盐桥时用“”标注。在同一相中的不同物质之间则是用“，”隔开以区分。4.由于非金属和气体没有导电的性质，因此需再加上惰性导体做电极导体，使非金属元素在不同氧化值时，能够构成氧化还原电对作半电池。此时的惰性导体主要起到输送或接送电子的导电作用。四、原电池原理的实际应用与实验举例1.原电池的实际应用根据其化学特性，可以做成化学电池，作为一个直接转换为电能输出的装置，在我国的工农业，通信医疗等部门都应用广泛，在生活中也非常普遍地受到

6、使用，如电子计算器，照相机，录音机，收音机等。同时由于其具有对金属腐蚀起到防护的作用，可以通过涂抹、电镀、喷镀或者其他化学方法，使其覆盖在钢铁表面作为保护层。在化学实验研究中也可以用来做金属的活泼性判断和反应速率加快的用途。2.通过实验研究加强对于原电池工作理论的认识和掌握2.1原电池的构成与其中能量变化的探究通过将锌片单独放入，锌片与铜片一起放入和锌片与铜片连接导线后再放入硫酸铜溶液中，观察三个不同实验产生的实验现象，记录并分析，可以得到的实验结果分别是：第一种情况下化学能转化为热能，使得锌片表面产生红色固体附着；第二种情况发生同样的化学反应，但是铜片上未发生明显变化；第三种情况化学能转化为

7、电能，锌片受到反应后逐渐溶解，而铜片受到反应后变厚。由此，回顾实验和结果对比分析可以总结出，原电池的构成条件包括包括闭合回路、活泼性不同的两个电极、电解质溶液和能自发进行的氧化还原反应2。同时，可以引申出关于原电池发生化学反应的另一个知识点，在一般情况下，锌与硫酸铜溶液反应会产生将化学能转化为热能的现象，在原电池中将化学能转化为电能，但是在逆向反应中这种能量变化是不能自发进行的。通过多种实验对比的方式让学生能够更好感知在实验中发生的化学反应以及其变化结果，激发学生对于相关知识的学习欲望和探究热情，同时及时回顾前一阶段学习的能量守恒定律知识，让学习思维得到平衡发展。2.2通过宏观和微观方式方法合

8、理判断原电池的正负极通过前一个实验中第三种情况，使学生对于原电池的构成和工作原理得到初步的了解，接下来，进一步引导学生关于原电池正负极的判断方法的学习。根据电流流向，铜电极流向锌电极，可以得知，锌电极为负极，铜电极为正极；在电极材料方面，相对较活泼的一极为负极；根据化学反应类型也可以判断出发生氧化反应的一极为负极。从宏观上就可以通过多种方法，观察实验是发生氧化反应还是还原反应，以此对原电池的正负极进行正确判断。还可以再通过更换实验条件得到另一种条件下的实验结果，如把硫酸铜溶液换成稀硫酸，再按第三种实验步骤操作进行观察，可以发现产生了不同的实验现象，进一步引导学生归纳总结出，由于原电池中铜电极表

9、面产生了气泡，所以反应中有气泡冒出的一极则为正极，让学生学会通过从微观上观察得失电子的情况，判断出正负极。2.3建立良好的模型认知能力，培养正确书写电极反应式的习惯在化学学习中，将学到的知识运用化学符号表达出来也是非常重要的，在熟练地掌握了关于原电池中各种化学反应及其导致的变化结果差异后，需要学生对这一化学现象做好书写记录。因此，在书写原电池电极反应式的过程中，先带领学生学会对宏观的原电池模型思维的建立，并通过对原电池电子流向的微观分析总结，形成一个立体的学习和观察思路。由此，可以正确判断出在原电池中发生的化学反应类型和产生条件，以及实验结果，从而推导出各方得失电子的情况，最后做好对原电池电极反应式的书写。五、结语在化学的教学过程中，关于原电池工作原理的教学，需要从关于原电池的构成、正负极不同方法的判断、原电池电极反应式的正确书写等多方面，不同的角度设计出多个简单有效实验进行对比，展开学习，让学生不仅能够有对原电池工作理论的初步认识了解，还可以在实践过程中，一步一步引导学生通过仔细观察，同学间相互的不断讨论与意见交流，得出关于原电池电极反应的各个知识重难点。在化学教学过程中，运用科学创新的教育方法，激发学生的学习热情和实践能力，营造出轻松有趣的学习氛围，教会学生在动手实践的过程中学会学习，学会推理，学会总结经验，培养起科学的思考方式，促进学生的全面发