原电池的原理及其应用

1、原电池的原理及其应用第一课时教学实录昌吉州四中神芳芳教学目标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

2、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

3、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实验室? 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？ 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

4、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 SO 2 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

5、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

6、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，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 - =H 2

7、T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 + +2e - =H 2 T （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+ +H 2仿目

8、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 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

9、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，电极材料也可以是象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】