高中化学-原电池原理及应用教学设计学情分析教材分析课后反思

第四章化学反应与电能

第1课时原电池的工作原理

【教学目标】

（一）宏观辨识与微观探析：

1.以铜锌原电池为例，从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作

原理。

2.能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。

（二）变化观念与平衡思想；

1.进一步理解化学能与电能的相互转化.

2.认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解

带有盐桥原电池的实用性。

（三）科学态度与社会责任：

1.掌握原电池原理的基本应用。

【教学重点、难点】

原电池原理

【教学准备】

学生准备：

1.复习氧化还原反应相关知识

2.回顾高一所学习的原电池内容

教师准备：

L教学媒体、课件

2.仪器准备：原电池仪器、灵敏电流计盐桥、烧杯、玻璃棒、滤纸等。

3.药品准备：硫酸溶液、硫酸锌溶液、氯化钾溶液等。

【教学方法】

自主学习、分组讨论、活动探究、动手实验

【教学过程】

教师活动学生活动设计意图

播放关于锂电池的视频观看视频引入新课

【讲述】：锂电池在科研上取得显著成观后思考，听讲使学生初步

就，它在我们生活中也有广泛应用，比认识化学反

如手机、电脑中使用的电池就是锂电池，应的重要性

生活中还有各式各样的电池，由此可见，

电池与我们的生活息息相关，为了让其

更好的为生活服务，今天我们就来学习

《原电池原理及应用》，了解原电池是如

何工作的。

板书：第一节原电池

一.原电池原理

以铜锌原电池为例讲解工作原理学生回顾知识，结合教师的讲解积极回以学生熟悉

答实验现象。的化学反应

繇输算

①电流表指针偏转为理论基

②锌片溶解础，便于学

镯③铜片上有铜析出

¥车生接受知识

幅麒力鬣酸

锌失去电子变成锌离子，溶液中的铜离

子得电子变成铜单质，氧化反应和还原

反应分别在两个电极上发生还原反应

提问学生有关的实验现象，并引导学生

回答电极反应式

【提出问题】：学生通过原理讲解和原电池装置图来通过寻找构

构成原电池的条件是什么？回答问题成原电池的

【讲解】条件，让学

①活泼性不同的两个电极生对构成原

②电解质溶液或熔融电解质电池的知识

③构成闭合回路进行深化

④自发的氧化还原反应

【提出问题】：回答：可以构成原电池通过分析实

针对实验室制取氯气强调两点：一名学生上黑板写出正负电极反应式例，从而实

Zn+H2SO4==ZnSO4+上可以设计成原电池并画出原电池装置图现知识的迁

吗？写出正负电极反应式并画原电池装移应用

置图

【预测现象】：学生回答：通过分析原

该原电池装置能观察到什么实验现象？（1）电流计指针发生偏转电池反应，

（2）锌片溶解（因为实验时间较短，让学生提高

这个现象不好观察）预测实验的

（3）铜片上有气泡产生能力

【实验操作】：学生通过观察实验现象，得出结论后派通过进行实

让学生利用实验仪器组装原电池装置并代表回答问题：验提高学生

观察实验现象（1）电流计指针发生偏转实验能力，

在实验过程中教师指导学生实验操作（2）锌片溶解（因为实验时间较短，并通过实验

这个现象不好观察）发现问题进

（3）锌片和铜片上均有气泡产生而引出下一

步所要讲解

的内容

【提出问题】：学生思考回答：通过分析原

通过实验我们发现实际的实验现象和预由于锌与硫酸溶液直接接触，导致锌片因找到解决

测的实验现象并不相同，上也有气泡产生，化学能转化为热能散的办法，可

①这是什么原因造成的呢？失，让锌和硫酸不再接触以在一定程

②那一部分化学能转化成什么能量散度上提高学

失？生解决实际

③应该怎样能使化学能最大程度的转化问题的能力

为电能？

【讲解】为避免锌和硫酸接触，应选择学生回答：进一步明确

两个池子来构成原电池装置。负极还是不是原电池装置，因为没有构成闭合回构成原电池

选择锌片；负极要插入的电解质溶液一路；的条件，必

般是与负极材料带有相同金属阳离子的应使用盐桥使两个池子构成闭合回路：须要构成闭

可溶性盐溶液，两电极以导线相连。正极材料可以选择铜片或者石墨电极，合回路，四

【提出问题】：正极材料应该插入到稀硫酸的溶液中个条件缺一

①这样的装置构成原电池装置了吗？不可

②怎样才能构成原电池？

③正极材料及电解质溶液如何选择？

【讲解】：学生小组实验：通过改变原

盐桥是一个装有饱和KC1的琼脂溶液，组装成带有盐桥的原电池后，只有在铜电池装置，

它可以起到构成闭合回路的作用片上出现气泡避免了化学

【演示实验】：能转化为热

组装带有盐桥的原电池并连接灵敏电流能造成的能

计，插入盐桥观察现象，发现灵敏电流量损失

计指针偏转，说明构成了闭合回路

【学生实验】：

让学生利用现有装置组装带有盐桥的原

电池并观察实验现象

在实验过程中教师指导学生实验操作

【问题讨论】：学生在老师提示下回答：通过分析讨

盐桥的作用有哪些？①构成闭合回路，形成原电池。论，提高学

给学生提示思考的方向②避免电极与电解质溶液直接反应，最生总结知识

大程度地将化学能转化为电能。的能力

③盐桥中的阴、阳离子定向迁移，使溶

液保持电中性。

【提出问题】：学生上黑板书写正负电极反应式通过分析讨

如何根据原电池原理来设计带有盐桥负极：Cu—2e-===Cu2+论，让学生

的原电池？正极：2Ag++2e-===2Ag知道可以利

依据氧化还原反应：Cu+2Ag+===Cu2++用原电池原

2Ag设计有盐桥的原电池，写出正负电理来构成化

极反应式并画出原电池装置学电源，进

【讲解】而引出下一

分析氧化反应和还原反应，根据一般规个知识点的

则选择电解质溶液和电极材料，并构成讲解

闭合回路

板书：二.原电池原理应用学生认真听讲并对设计原电池的方法让学生形成

通过上一个例题的讲解，引出原电池原思路进行理解和记忆设计原电池

理的第一个应用：1.设计化学电源的一般思

【讲解】路，把握一

设计原电池的方法思路般规律，以

①根据原电池总反应式确定正、负极反不变应万变

应式。

②根据正、负极反应式选择电极材料和

电解质溶液。

③要形成闭合回路（可画出装置图）。

【讲解】学生聆听思考，回答：引导学生形

原电池原理的三个应用：第一个原电池装置中负极是镁片，正极成具体问题

2.比较金属活动性强弱是铝片；第二个原电池装置中负极是铝具体分析的

一般是负极金属的活动性较强，正极金片，正极是镁片思维模式

属的活动性较弱

win修片铝片、多片

-pH?SO]

目弈*:踞溶液z1r."t—

乙二营4二二?二?

--阴-二;-t甩NaOHz

登5连泉溶液-一一一―

甲乙

【提出问题】：

上述两个原电池中正负电极分别是？

3.加快氧化还原反应的速率

构成原电池的反应速率比直接接触的反

应速率

4.金属防护

被防护的金属做原电池的正极

【课堂小结】：学生回顾本节课所学内容明确本节课

本节课学习了化学反应原理和带盐桥的的重点是原

原电池，利用原理学习了如何设计原电电池原理

池并总结正负电极的判断方法；知道了

原电池原理的四个应用

【讲述】化学科学是一个充满魅力的世学生倾听使学生体验

界，未来的领域等待你们去探索发现，化学反应对

希望以后大家能使化学更好的为人类生造福于人类

活服务的重要，激

励学生投身

化学的学

习，树立正

确的科学态

度和社会贡

任

【实战演练】学生思考，回答及时检测，

1.下列有关图甲和图乙的叙述不正确巩固本节课

的星所学内容

热播1

\\J.7

社

出

:阜卑：

套・黄■

也JH二七

知投％畿幺喀为包敬书翻瞪旗

用乙

AJ均发生了化学能4借住。为电能的过程

In和Cu既是电丹时才料又是反应物

C..工作过程中，电弓户均由Zn经导线流向

Cu

D.，,目同条件下，图乙h匕图甲的能量利用

效，军而

【布置作业】完成本节课学案达标检测课后完成练

习，进一步

巩固本节课

所学内容

【板书设计】

第1节第1课时原电池原理及应用

一.原电池原理

1.定义

2.正负电极反应

3.带有盐桥的原电池

二.原电池原理应用

1.设计化学电源

2.比较金属活动性

3.加快反应速率

4.金属防护

《原电池》（第一课时）学情分析

1.知识储备：作为高二学生，在高一学习了氧化还原反应的基本知识

和一些原电池的相关知识，对利用原电池原理及应用有了一定的知识

基础。

2.心理特点和能力：对新知识进一步深入研究的兴趣、欲望，对自己

探求新事物的渴求与自信，对化学现象有较浓厚的兴趣，思维也较活

跃，有一定的小组合作经验，这些学生也具备了一定的自主学习能力

和分析解决问题的能力，为合作探究的教学设计打下了良好基础。

3.存在缺陷：学生做实验的机会较少、基础知识不够扎实，所以在整

个探究过程中，当学生的思维尚不成熟时，还需要教师有效的引导和

启发，适时适当的点拨，有目的有计划地完成学习任务。

【教学准备】

学生准备：

1.复习氧化还原反应和原电池相关知识。

2.预习本节课所要学习的新知识。

教师准备：

1.教学媒体、课件

2.编制“活动•探究”活动报告及学案。

3.仪器准备：电池装置、烧杯、玻璃棒、灵敏电流计、盐桥等。

4.药品准备：配制硫酸溶液、硫酸锌溶液、硫化钾溶液。

【教学方法】

自主学习、分组讨论、活动探究、动手操作实验。

《原电池》（第一课时）效果分析

这节课的设计就是让学生学会原电池原理及其应用，重视学生三

维目标的培养，突出重点，突破难点，目标达成度高，圆满完成教学

任务。

本节教学目标有三个层次：

1.掌握原电池原理分析思路，能根据电极反应、电流方向或离

子移动方向等判断原电池的正负极。

2.能设计化学电池。

3.知道如何利用化学反应提供电能，体验化学对个人生活和社

会发展的贡献。

一是让学生掌握原电池原理，本节课是以探究式为主的新授课,

采用以学生为主体，以教师为主导的教学模式。教师设计层层深入的

问题驱动，包括小组讨论、动手实验等环节，在教师的点拨下学生顺

利完成简单原电池实验和带有盐桥的原电池实验。从开始到结束，由

于教师的精心设计，让学生始终保持了浓厚的学习兴趣，课堂气氛活

跃，学生有独到见解，是一堂科学的、实用的、能给学生带来持续性

探究兴趣的化学课。学生情绪高涨，合作交流、讨论热烈，发言积极，

问题理解透彻，训练到位，易错点提示恰到好处，使学生能更好澄清

模糊点。习题的处理非常灵活、科学，且逐步深入向题的本质，同时

也培养了学生自主、合作探究科学真理的品质。多媒体的使用、学生

的自主交流活动，都达到了较高的水平。

二是学生在掌握了原电池原理的基础上，总结归纳了判断正负电

极的一般思路，建立思维模型，学会知识的迁移运用，认识得到了整

体上的升华和提升！采用讲练结合的方式，目标达成度高，圆满完成

教学任务。课堂节奏的控制合理有序，时间把握准确到位，使学生始

终处于张弛有度的课堂氛围中，在轻松愉快的气氛中获得了知识和成

就感的体验。

三是学生在知道原电池原理及应用的同时.，体验化学对个人生

活和社会发展的贡献。化学的魅力是无穷的，一堂课，一开始要能扣

住学生的心弦，激起学生的学习兴趣。从课题的引入一一利用一段关

于锂离子电池的视频将课堂气氛调节的十分活跃。既引入了本节的主

题，同时又使学生从更多角度体会化学科学与人类文明和社会发展的

密切关系，提升学生对化学反应价值的认识，使学生对“利用化学反

应造福人类”认识进一步具体化。

《原电池》第一课时教材分析

（一）地位和作用

在必修课程中学生已经了解一些原电池的相关内容，这为本节教

学奠定了基础。本节教材以必修已学知识和课堂实验观察、分析为基

础，如第一个“思考与讨论”。结合有关锌铜原电池、直观的实验，

引导学生描述该原电池的组成，分析金属导线及电解质溶液中形成的

电流、盐桥的作用，以及在正极、负极上分别发生的还原反应和氧化

反应，逐步梳理和理解铜锌原电池的工作原理。

引导学生从一种原电池的具体装置抽象形成原电池的一般模型,

要求学生既要静态地认识原电池的构成，又要动态的了解其工作过程

与原理。这时，应充分发挥语言、图示和想象等形式在高级思维活动

中的作用，实现用“思维中的具体”来把握原电池及其工作原理。

作为化学选择性必修一中化学反应与电能的第一节，本节承担着

对前面知识的回顾、总结以及深化，在原有的知识基础上起到一个承

前启后，基于起点但又高于起点的螺旋上升的作用，并对后面所要学

习的知识起到铺垫作用，它是电化学学习的基础知识也是核心内容。

本节课内容对发展学生的逻辑推理能力，提高学生科学素养，培养科

学探究能力，将理论应用于实践，时间再回归理论以及知识系统化及

结构化的形成都起着重要作用O

（二）知识框架

定义

正负电极反应式书写

正负电极判断

盐桥

带有盐桥的原电池

设计化学电源

加快反应速率

判断金属活泼性

金属防护

《原电池》第一课时测评练习

1.下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是

cusotwit

用

A.均发生了化学能转化为电能的过程

B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物

C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向Cu

D.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高

解析：BCu做正极材料，只起导电作用，B错；这两个装置图均为

原电池装置，均发生了化学能转化为电能，A正确；两装置中均为Zn

做负极，Cu做正极，电子由Zn经导线流向Cu,C正确；有盐桥的原

电池可以避免热量散失，提高能量利用率，D正确。

2.关于下图所示的原电池，下列说法正确的是

A.电子从锌电极通过检流计流向铜电极

B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移

C.铜电极发生还原反应，其电极反应是2H++2e'=H2t

D.取出盐桥后，检流计指针仍会偏转，铜电极在反应前后质量不变

解析：AZn做负极，Cu做正极，电子由Zn流向Cu,A正确；阴离子

向硫酸锌溶液迁移，B错；铜电极上发生Cd+2鼠一-Cu,C错；取

出盐桥后，无法构成闭合回路，指针不偏转，铜电极反应前后质量增

加，D错。

3.有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象下：

部分实验a极质量减小，bb上有气体产生，在导线中，电流

现象极质量增大c上无变化从a极流向d极

由此可判断这四种金属的活动性顺序是（）

A.a>b>c>dB.b>c>d>a

C.d>a>b>cD.a>b>d>c

解析：c[根据装置I可确定活动性：a>b；根据装置n可确定

活动性：b>c；根据装置HI可确定活动性：d>ao]

3+2+

4.某原电池总反应为2Fe+2I==2Fe+12,写出该原电池中的

正负电极反应式并画出带有盐桥的原电池装置。

负极反应式是；

正极反应式是O先标总反应中的化合价,

解析：找出氧化反应和还原反应，写出反应式，负极：21—2e-===I2；

正极：2Fe3++2e-===2Fe"。

5.现有如下两个反应：

（A）NaOH+HCl=NaCl+H20

（B）Cu+2Ag+—Cu2++2Ag

（1）根据两反应本质，判断能否设计成原电池：o

（2）如果不能，说明其原因：o

（3）如果可以，则写出正、负极材料及其电极反应式和反应类型

（“氧化反应”或“还原反应”）：

负极：，，;

正极：，，;

若导线上转移电子1mol,则正极质量增加g,电解质溶

液为O

解析：（1）只有自发的氧化还原反应才能设计成原电池，（B）是氧

化还原反应且能自发进行。

⑶根据电池反应式Cu+2Ag+=Cu2++2Ag可知，Cu失电子作负

极，负极材料是Cu,正极材料应是比铜还不活泼的金属或导电的非

金属；Ag+得电子，所以此电解质溶液只能为AgNOs溶液。

答案：（1）（A）不能，（B）可以（2）（A）为非氧化还原反应，没有

电子转移（3）CuCu-2e-=Cu2+氧化反应碳棒、Ag、Pt、Au（任

选一）2Ag++2ft-=2Ag还原反应108AgNCh溶液

《原电池》（第一课时）课后反思

化学的魅力是无穷的，一堂课，一开始要能扣住学生的心弦，激

起学生的学习兴趣。所以在课堂引入时，利用一段锂电池的视频将课

堂气氛调节的十分活跃。《原电池原理及应用》是高中化学中较为重

要和难以理解的