原电池备课比赛课件

1、松花江杯备课大赛松花江杯备课大赛高二化学备课组 本节课在教材中的地位和作用本节课在教材中的地位和作用 l原电池是人教版化学选修四 第四章第一节的教学内容 ，是在必修2“化学能与电能” 基础上，进一步介绍原电池的组成和工作原理，增加了盐桥的内容， 并应用高一所学的氧化还原反应原理、元素的金属性，高二所学的化学反应与能量、 溶液中的离子平衡等知识解决原电池问题，同时原电池的原理又是后面金属的腐蚀和防护、化学电源和电解原理等重要电化学知识的基础。 它既是电化学的基础和核心知识，也是高考必考的重要考点。 l2011新课标理综11题、27题（5）问l2012新课标理综26题（4）问本节课在教材中的地位和

2、作用本节课在教材中的地位和作用 必修必修2 2双液电池双液电池工作原理工作原理选修选修4 4负极 电解质 正极化学电源化学电源工作原理工作原理铜锌原电池铜锌原电池工作原理工作原理学情分析学情分析l学生在高一已经学习过氧化还原反应的原理，对原电池的原理也有了初步的认识，前一章刚刚学习过溶液中的离子平衡等知识，在此基础上学生接受这节知识不会很困难。但这节课是在高一基础上增加了难度和深度，并且涉及到书写和计算，这也正是我校学生的薄弱之处。所以在教学过程中要努力提高学生解决问题特别是书写和计算的能力。学情分析学情分析已有基础：已有基础：对原电池原理有初步认识；对原电池原理有初步认识；具有一定的实验探究

3、能力。具有一定的实验探究能力。局限认识：局限认识：氧化剂和还原剂只有直接接氧化剂和还原剂只有直接接触才可能发生氧化还原反应。触才可能发生氧化还原反应。发展方向：发展方向：通过实验活动对原电池原理通过实验活动对原电池原理形成完整认识，提高解决问题的能力。形成完整认识，提高解决问题的能力。突破突破课程标准课程标准体验化学能与电能相互转化的探究过程，了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。 2012年高考新课标卷化学考纲年高考新课标卷化学考纲了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。三维教学目标三维教学目标l1、知识与技能（1）理解原电池的化学原理，正确判断原电池的正负极

4、、理解原电池的化学原理， （2）了解盐桥的作用，能设计简单的原电池 、了解盐桥的作用， （3）掌握形成原电池的基本条件，并能将理论应用于实际 、掌握形成原电池的基本条件。l2、过程与方法（1）初步学会设计简单的原电池 、 （2）初步培养学生归纳推理、逻辑推理和思维创造能力 、初步培养学生归纳推理。l3、情感、态度与价值观 通过对实验的交流讨论，培养学生严谨、认真的学习态度， 掌握科学的学习方法。 。 课时安排课时安排l本节内容安排5课时l1课时：原电池1（新课）l2课时：原电池2（新课）l3课时：同步习题课（1）l4课时：同步习题课（2）l5课时：同步习题课（3）本次备课内容本次备课内容教学重

5、点难点教学重点难点l重点：带盐桥的原电池的工作原理 ，电极反应式和电池反应方程式的书写。l难点：带盐桥的原电池的工作原理 。教法学法教法学法l教法：本课主要采用了实验探究法，问题探讨法、比较归纳法等教学方法。 l学法：与教法对应主要采用对实验探究、比较归纳等方法。 在观察讨论 讨论分析 分析总结的过程中，学习和理解原电池的概念、原理及构成条件。创设情境复习导入创设情境复习导入（原电池动画）（原电池动画）整理总结巩固加深整理总结巩固加深解答习题记忆理解解答习题记忆理解动手实验观察现象动手实验观察现象讨论归纳得出结论讨论归纳得出结论教学流程教学流程教学过程教学过程环节1创设情景，复习引入 l情景：

6、 观看铜锌原电池反应动画模拟 l1.引发学生的好奇心l2.帮助学生回忆必修2 中所学的相关知识l复习原电池的工作原理、形成条件、电子流向、离子移向以 及正负极规律 复习回顾复习回顾1 1、原电池是、原电池是_的装置。的装置。原电池反应的本质是原电池反应的本质是_反应。反应。将化学能转化为电能将化学能转化为电能氧化还原反应氧化还原反应2 2、如右图所示，组成的原电池：、如右图所示，组成的原电池：（1 1）当电解质溶液为稀）当电解质溶液为稀H H2 2SOSO4 4时：时：ZnZn电极是电极是_（填（填“正正”或或“负负”）极，）极，其电极反应为其电极反应为_，该反应，该反应是是_（填（填“氧化氧

7、化”或或“还原还原”，下同）反应；，下同）反应；CuCu电极是电极是_极，其电极反应为极，其电极反应为_,_,该反应是该反应是_反应。反应。（2 2）当电解质溶液为）当电解质溶液为CuSOCuSO4 4溶液时：溶液时： ZnZn电极电极是是_极，其电极反应为极，其电极反应为_，该反应是该反应是_反应；反应；CuCu电极是电极是_极，极，其电极反应为其电极反应为_,_,该反应该反应_反反应应. .负负ZnZn2e2e- - = Zn = Zn2+2+氧化氧化正正2H2H+ + +2e +2e- - =H=H2 2还原还原负负ZnZn2e2e- - =Zn =Zn2+2+氧化氧化正正CuCu2+

8、2+ +2e+2e- - = Cu = Cu还原还原氧化反应氧化反应Zn-2e=Zn2+ 铜锌原电池铜锌原电池电解质电解质溶液溶液失失e，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应Cu2+2e- =Cu阴离子阴离子阳离子阳离子总反应：总反应：负极负极正极正极 Cu2+2e- =CuZn-2e- =Zn2+Zn+Cu2+=Zn2+CuZn+CuSO4=ZnSO4+Cu(离子方程式）离子方程式）（化学方程式）（化学方程式）电极反应电极反应正极：正极：负极：负极：（氧化反应）（氧化反应）（还原反应）（还原反应）阳离子阳离子外电路外电路内电路内电路 环节2.动手实验观察现象动手实验

9、观察现象请根据反应请根据反应： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu设计一个原电池，并进行实验设计一个原电池，并进行实验。 CuSO4 溶液溶液实验设计一：实验设计一： 有电流，但不稳有电流，但不稳定定；两个电极上都有两个电极上都有红色物质生成红色物质生成。随着。随着实验时间的延续，电实验时间的延续，电流表指针偏转的角度流表指针偏转的角度逐渐减小，最终没有逐渐减小，最终没有电流通过，同时锌片电流通过，同时锌片表面逐渐被铜覆盖表面逐渐被铜覆盖 。CuSO4 溶液溶液思考：如何才能得到思考：如何才能得到持续稳定的电流？持续稳定的电流？分析：分析： 由于锌片与硫酸铜溶液由于锌片与硫酸铜溶液

10、直接接触，铜在锌片表面析直接接触，铜在锌片表面析出，锌表面也构成了原电池，出，锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输出的电流强度减致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。就没有电流产生。 实验设计二：实验设计二：（书（书71页实验页实验4-1）实验探究实验探究实验现象：实验现象：分析分析：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？盐桥在此的作用是什么？参考教材参考教材72页页 第三段第

11、三段 有盐桥存在时电流计指针有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。发生偏转，即有电流通过电路。 取出盐桥，电流计指针即取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过。回到零点，说明没有电流通过。 由盐桥连接的两由盐桥连接的两溶液保持溶液保持电中性电中性，两个烧杯中的溶液两个烧杯中的溶液连成一个通路。连成一个通路。 导线的作用是传导线的作用是传递电子，沟通外电递电子，沟通外电路。而盐桥的作用路。而盐桥的作用则是沟通内电路。则是沟通内电路。装置构成：装置构成：两个半电池组成两个半电池组成（1 1）盐桥的成分：饱和的）盐桥的成分：饱和的KClKCl溶液和琼脂制成的胶溶液和琼脂制成的胶

12、冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。 （2 2）盐桥的作用：）盐桥的作用： 可使由它连接的两溶液保持电中性。可使由它连接的两溶液保持电中性。 （解释：锌盐溶液会由于锌溶解成为（解释：锌盐溶液会由于锌溶解成为ZnZn2+2+而带上而带上 正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了CuCu2+2+而而 带上了负电。）带上了负电。） 保障整个电路闭合，维持反应进行。保障整个电路闭合，维持反应进行。 转移离子，沟通内电路。转移离子，沟通内电路。认识盐桥：认识盐桥：环节环节3.讨论归纳得出结论讨论归纳得出结论两种原电池有何相同点和不同点？两种原电

13、池有何相同点和不同点？相同点：都利用了氧化还原反应原理，都有导电性不同的两个电极相同点：都利用了氧化还原反应原理，都有导电性不同的两个电极;都能产生电流；外电路均是电子的定向移动，都能产生电流；外电路均是电子的定向移动， 内电路内电路 均是离子的定向移动。均是离子的定向移动。不同点：不同点：1两个半反应在同一区域进行两个半反应在同一区域进行, 电流不稳定电流不稳定.2两个半反应在不同区域进行两个半反应在不同区域进行, 中间用盐桥连接中间用盐桥连接, 电流持续、稳定电流持续、稳定. 上述原电池装置是将什么反应的上述原电池装置是将什么反应的化学能转换成电能的？指出电池化学能转换成电能的？指出电池的

14、正负极，并分别写出其中负极的正负极，并分别写出其中负极和正极的电极反应式以及该电池和正极的电极反应式以及该电池的总反应方程式。的总反应方程式。负极（锌片）：负极（锌片）： ZnZn2e2e- - =Zn =Zn2+ 2+ （氧化反应氧化反应）正极（铜片）：正极（铜片）： CuCu2+ 2+ +2e+2e- -=Cu =Cu （还原反应还原反应）电池反应电池反应（总化学方程式总化学方程式）：Zn + CuZn + Cu2+2+ = Zn = Zn 2+ 2+ + Cu + Cu 电池符号电池符号： Zn Zn ZnSOZnSO4 4 CuSOCuSO4 4 Cu Cu 负极负极 盐桥盐桥 正极正

15、极环节环节4.4.总结讨论深入研究总结讨论深入研究一、对锌铜原电池工作原理的进一步探究一、对锌铜原电池工作原理的进一步探究二、二、组成原电池的条件组成原电池的条件 （1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极。质或金属氧化物）作电极。 （2）电极材料均插入电解质溶液中。）电极材料均插入电解质溶液中。 （3）两极相连形成闭合电路。）两极相连形成闭合电路。 （4）内部条件：能自发进行氧化还原反应。）内部条件：能自发进行氧化还原反应。CuFeH2SO4CuZnH2SO4CuFeNaCl溶溶液液CuFeNaCl溶液溶液CuZn酒酒精精C

16、uZnH2SO4H2SO4ABCDEFMnZnZ4OS2HNnZCu4OS2CuuC4OS2H练习下列哪几个装置能形成原电池？OVXVVXXXVV三原电池正、负极的判断三原电池正、负极的判断特别提醒特别提醒 判断电极时，不能简单地依据金属的活动性判断电极时，不能简单地依据金属的活动性顺序来判断，要看反应的具体情况。如：顺序来判断，要看反应的具体情况。如：(1)Al在强碱溶液中比在强碱溶液中比Mg更易失电子，更易失电子，Al作负极、作负极、Mg作正极。作正极。(2)Fe、Al在浓在浓HNO3中钝化后，比中钝化后，比Cu更难失电子，更难失电子，Cu作负极、作负极、Fe、Al作正极。作正极。小小 结

17、结定义定义: （1）由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理）由两个半电池组成的锌铜原电池的工作原理 原电池原电池把化学能转化成电能的装置。把化学能转化成电能的装置。 2、原电池的工作原理、原电池的工作原理较活泼的金属发生较活泼的金属发生氧化反应氧化反应,电子从较活泼的金属电子从较活泼的金属(负极负极)通过外电路流向较不活泼的金属通过外电路流向较不活泼的金属(正极正极)。 负极 正极电子流向电子流向电流流向电流流向（2 2）形成原电池的条件形成原电池的条件（3）原电池的正负极的判断方法）原电池的正负极的判断方法判断右边原电池的正、负极，并写出电极判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。反应式

18、。 Cu CCu CFeClFeCl3 3溶液溶液负极：负极： CuCu 失电子失电子 Cu - 2e Cu - 2e- - = Cu = Cu2+2+正极：正极： FeFe3+3+得电子得电子 2Fe 2Fe3+3+ + 2e + 2e- - = 2Fe = 2Fe2+2+A ACu+2FeClCu+2FeCl3 3 =CuCl =CuCl2 2 +2FeCl +2FeCl2 2先写出总反应：先写出总反应：即即 负极与电解质溶液反应负极与电解质溶液反应拆成离子方程式：拆成离子方程式：Cu + 2FeCu + 2Fe3 3 = Cu= Cu2 2 + 2Fe+ 2Fe2 2根据化合价升降判断正

19、负极根据化合价升降判断正负极四、电极方程式的书写1.简单原电池电极方程式的写法简单原电池电极方程式的写法2.2.燃料电池电极方程式的写法燃料电池电极方程式的写法 总反应：总反应： 实际上就是燃料的完全燃烧。实际上就是燃料的完全燃烧。 负极（通入燃料）：负极（通入燃料）： 为燃料失去电子的氧化反应，为燃料失去电子的氧化反应， 正极（通入氧化剂）：正极（通入氧化剂）： 为氧化剂得到电子的还原反应。为氧化剂得到电子的还原反应。负极总反应负极总反应: 2H: 2H2 2 - 4e- 4e- - + 4OH + 4OH- - 4H4H2 2O O正极正极: : 总反应负极反应总反应负极反应 总反应：总反

20、应：2H2H2 2+ O+ O2 22H2H2 2O O负极负极: H: H2 2 失失e e4H4H+ + + 4OH + 4OH- - 4H4H2 2O O2H2H2 2 - 4e- 4e- - 4 H4 HO O2 2 + 2H+ 2H2 2O + 4eO + 4e- - 4OH4OH- -3.3.复杂原电池电极方程式的书写复杂原电池电极方程式的书写（1 1）方法点拨：写电极方程式的时候，要根据）方法点拨：写电极方程式的时候，要根据“得电子显负电；失电子显正电得电子显负电；失电子显正电”的原则，利的原则，利用用“电荷守恒电荷守恒”，通过巧用，通过巧用H H、OHOH和水写出电和水写出电极

21、方程式。极方程式。（2 2）一般先写出简单一极的反应式，再用总反应）一般先写出简单一极的反应式，再用总反应式做差得出另一极的反应式。式做差得出另一极的反应式。（3 3）两极同时书写时注意使两极电子得失相等。）两极同时书写时注意使两极电子得失相等。请写出右边原电池的请写出右边原电池的电极方程式。电极方程式。总反应方程式：总反应方程式：负极：负极：AlAl，失，失 Al3+ Mg AlNaOHNaOH溶液溶液A拆成离子方程式：拆成离子方程式：2Al + 2OH + 2H2O = 2AlO2 + 3H2根据化合价升降判断正负极根据化合价升降判断正负极2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaA

22、lO2 + 3H2五、原电池的设计五、原电池的设计活泼性不同活泼性不同 的两种金属。的两种金属。如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极如锌铜原电池，锌作负极，铜作正极金属和非金属。金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极如锌锰干电池，锌作负极，石墨棒作正极金属和化合物。金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极，如铅蓄电池，铅版作负极，PbO2作正极作正极惰性电极。惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极均可用如氢氧燃料电池中，两根电极均可用Pt（电池的电极必须导电）（电池的电极必须导电）电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯

23、中进行，则左右两个烧杯中的半反应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应电解质溶液应 与与电极材料具有相同的阳离子电极材料具有相同的阳离子。请根据氧化还原反应请根据氧化还原反应 :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+设计成原电池。设计成原电池。你有哪些可行方案你有哪些可行方案?Cu Cu 2e- = Cu2+比比Cu不活泼的金属或石墨不活泼的金属或石墨2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO4 )3、FeCl3等等负极：负极：正极：正极：电解质溶液：电解质溶液：练一练练一练若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质

24、溶液又是什么？试画出原电池的装置简图。什么？试画出原电池的装置简图。1.1.利用原电池原理设计新型化学电池；利用原电池原理设计新型化学电池；2.2.改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫改变化学反应速率，如实验室用粗锌与硫酸反应制取氢气；酸反应制取氢气；3.3.进行金属活动性强弱比较；进行金属活动性强弱比较；4.4.电化学保护法，即将金属作为原电池的正极电化学保护法，即将金属作为原电池的正极而受到保护。如在铁器表面镀锌。而受到保护。如在铁器表面镀锌。六、原电池原理的应用：六、原电池原理的应用：5.5.解释某些化学现象解释某些化学现象(1)比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。例例1： 下列叙述

25、中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，甲比乙失去的电子多；D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）原电池原理应用：原电池原理应用：(2)比较反应速率比较反应速率例例2 ： 下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和粗锌和 1mol/L 盐酸；盐酸；B.A

26、. 纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；纯锌和纯锌和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（ D ）原电池原理应用：原电池原理应用：例例3：下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速片，放置一段时间后腐蚀速率由率由慢慢到到快快的顺序是的顺序是(4)(2)(1)(3)练练习习判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，请指出正负极名称，并请说明理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应式写出电极反应式.()()()2H+2e-H2

27、负极：负极：总反应：总反应：正极正极：Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极负极：正极正极：总反应总反应：正极：正极：负极负极：总反应：总反应：Zn2e- Zn2+2H+2e- H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e - Fe2+Cu2+2e- CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4 ()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或或 Zn+CuSO4ZnSO4+Cu()()负极：负极：正极：正极：总反应：总反应：Fe2e- Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+ Fe2+H2或或 Fe+H2SO4FeSO4+H22.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是溶液，片刻后可观察到的现象是3。试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池Zn + 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag2Fe3+Fe=3Fe2+( D )( Zn AgNO3 C )