原电池教学设计

原电池洪燕芬华东师大二附中设计思路【背景分析】

(一)课程标准：课标要求学生能理解铜锌原电池的基本原理，能正确书写电极反应式和电池反应方程式。掌握电能与化学能之间的转化。收集不同种类化学电池的资料，寻找有关电池演变与技术发展、应用需求之间的关系。

(二)教材分析：本节内容是在安排在氧化还原反应原理和化学反应中的能量变化等相关知识与内容之后，重点介绍原电池的组成和工作原理；教材中的课外家庭水果电池实验，提供教师拓展与学生实践的绝佳机会。教材还介绍一些日常生活中常见化学电池，充分体现了原电池原理的应用价值，展示社会科技的巨大进步。（教材选自上海科技教育出版社高一化学（上）第四章）（三）学情分析：学生已理解并掌握了氧化还原反应的实质，并初步学习了化学反应中伴随着能量的变化，结合电学的基础知识、元素化合物知识，通过新课预习与小组讨论，汇集问题进行课堂学习与深化。另外，对高一学生来说，从开学到现在，已亲自操作完成三个学生实验，每周都有观看或参与教师演示实验，个别学生还参与化学创新实验活动，学生的实验素养提到初步提高，这对本节内容的开展与完成有着非常重要的意义。

【设计思路】

本节课在设计上希望通过对氧化还原反应和能量变化等相关知识的回顾，紧紧围绕“原电池设计及应用”和“化学电池发展及预测”两条承上启下的轴线，以实验探究和创新设计为课堂教学模式，让学生理解并掌握原电池的工作原理，提升学生科学素养和实践能力。设计思路流程图：完善理论完善理论提出课题自主探究铜锌原电池实验设计不同形式原电池构建概念创设情境伏打电池发现史拓展应用各种化学电池二、设计方案

【教学目标

】1、

知识与技能

（1）掌握构成原电池的条件。（2）理解并掌握原电池的工作原理，能够正确书写电极反应式和电池反应方程式。2、过程与方法（1）通过实验设计与操作，学习科学探究的一般方法。（2）通过共同探讨，掌握问题解决的思维方法。

3、情感态度价值观（1）感悟以实验方法探索化学原理的乐趣，树立以设计与应用相结合的化学学科思想。（2）通过介绍废电池的污染和回收问题，提高环境保护意识和社会责任感。【教学重点】

原电池构成条件；书写电极反应式【教学难点】

原电池的工作原理【教学过程】【课题引入】介绍伏打电池的发现史，引出本课主题---原电池，并指出生活中形形色色的化学电池就是原电池原理和科学技术综合应用的结果。一、什么是原电池？【板书】原电池：把化学能转化成电能的装置。通过教师演示实验，师生共同讨论原电池的构成条件。（实验一）将锌片、铜片分别插入稀硫酸，观察实验现象。（实验二）将锌片和铜片用导线、灵敏电流计（G）连接后插入稀硫酸中，观察实验现象。（实验三）将弯曲的铜片直接放在浸入稀硫酸的锌片上，观察实验现象。(实验一装置图)（实验二装置图）（实验三实物图）通过观察与比较得出构成原电池的条件：1.两种不同的金属（或金属与石墨）作电极；2.插入电解质溶液里；3.形成闭合回路二、原电池是如何工作的？【师生共议】透过实验现象，揭示铜锌原电池（Zn|H2SO4|Cu）的工作原理。外电路电子是如何流动的？电解质溶液中阴阳离子的作用是什么？从氧化还原反应角度解释其中的原理。【板书】（锌片）负极：Zn–2e→Zn2+(氧化反应)

（铜片）正极：2H++2e→H2↑(还原反应)电池总反应式：Zn+2H+→Zn2++H2↑电子流向：电子从负极通过导线流向正极（电流方向与电子流向相反）离子移动方向：溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动（异性相吸）【小结】通过上述分析可知，原电池原理的本质是电子转移。只要是自发氧化还原反应，并构成闭合回路，就能设计成原电池。【探究一】请同学们利用桌上仪器和药品，依据Cu2++Zn→Zn2++Cu设计一个原电池。实验仪器与药品：铜片、锌片、CuSO4溶液、H2SO4溶液、烧杯、灵敏电流计【做、议、想、讲】通过师生共同设计不同形式原电池的探究实验，完善并巩固原电池的构成条件和反应原理，并对发现的新问题及时加以引导与解决。当两个电极直接接触时，形成无数个微小的原电池，加快氢气的产生。为减少活泼负极的消耗，增加电能的转化率，采用把两个电极分开溶液放置，用导线或盐桥构成闭合回路，形成原电池。【进一步探究】演示实验：丹尼尔电池产生电流（丹尼尔电池图示）（镁铝原电池探究图示）【探究二】教师演示实验，师生共同讨论镁铝在不同电解质溶液中电流针指针的偏转问题。实验仪器与药品：铝条、镁条、H2SO4溶液、NaOH溶液、烧杯、导线、灵敏电流计【做、议、想、讲】通过探究实验，进一步加深了对原电池的构成条件与反应原理的认识，同时让学生体悟通过实验来学习元素化合物的知识的科学方法。三、如何使原电池成为具有持续稳定电流的化学电池？简介当今社会中常见的形形色色的化学电池，着重分析干电池和燃料电池的发展过程，让学生体会从科学原理到形成实际应用是一个不断创新的系统工程。同时通过介绍，让学生了解电池的回收与利用是一件非常有意义的事情。【实物展示】锌锰电池(干电池)的介绍【师生讨论】为什么干电池中不用硫酸作电解质？为什么还要加入二氧化锰？【原理展示】碳棒（正极）2NH4++2MnO2+2e→2NH3+Mn2O3+H2O锌片（负极）Zn-2e→Zn2+总反应:Zn+2MnO2+2NH4+→Mn2O3+H2O+[Zn(NH3)2]2+【演示实验】氢氧燃料电池使红黄绿三种发光二极管发亮【展示原理】氢氧燃料电池工作原理（酸性或碱性电解质）（酸性）负极：2H2-4e→4H＋正极：O2+4H＋+4e→2H2O（碱性）负极：2H2+4OH－-4e→4H2O正极：O2+2H2O+4e→4OH－总反应：2H2+O2→2H2O【学生讨论】氢氧燃料电池在实际应用中，可能会遇到什么的问题，请提出你的解决方法，并预测燃料电池今后发展的趋势。【课堂总结】原电池的构成条件最重要内部条件是自发的氧化还原反应，电池供电能力首先取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力，同时装置设计的合理性（例如电极表面积）以及影响电极反应条件（如电解质溶液）等有着重要的影响作用。因此，通过原电池原理设计成各种化学电源时还会碰到许多问题，需要有扎实的科学知识，发挥创新思维，设计更多环保新颖高效的化学电池，使人类生活更美好，我们将学习“嫦娥奔月”精神，不懈探索自然科学的无穷奥秘。【作业】1、高一化学（上）教材P91。2、