原电池的工作原理 教学设计

教学设计教学主题原电池的工作原理一、教材分析“原电池的工作原理”位于《化学2（必修）》模块第2章第3节——化学反应的利用，之前学习了《化学键与化学反应》和《化学反应的快慢和限度》。本章教材以“化学键”为桥梁，引导学生从物质变化和能量变化两个角度认识化学反应的实质；然后再让他们认识不同的化学反应的速率不同以及某些化学反应的进行是有限度的；最后以“化学反应的利用”为主题，对学习过的有关概念、理论知识进行回顾、总结、提升他们对化学反应研究的应用价值的认识。第3节《化学反应的利用》包括“利用化学反应制备新物质”和“化学反应为人类提供能量”两部分，作为化学必修模块中元素化合物知识和基本概念、基本理论部分学习的最后一节，本节承担着承上启下的双重任务。二、学生分析通过初中化学的学习，学生已经知道化学反应过程中会发生物质的变化，但不知道物质变化的实质是什么；已经知道燃烧是化学变化、物质燃烧在释放能量，但不知道化学反应中为什么会伴随着能量变化；在过去的学习中，大多数学生只关注化学反应的物质变化，但化学反应在发生物质变化的同时一定伴随着能量变化；学生在本章第1节的学习中知道，化学反应可以把储存在物质内部的能量以热能、电能、光能等形式释放出来，但他们不知道怎样才能实现这些转化。本节以“化学反应为人类提供能量”为主题，在使学生认识化学在能源开发和利用方面的作用的同时，解决上述问题，尤其是“化学能是如何转化成电能的”这一问题，通过学习使学生对“利用化学反应造福人类”的认识进一步具体化。三、教学目标⑴知识与技能:了解原电池的工作原理，初步掌握构成电池的条件；能正确规范书写电极反应方程式；能初步根据典型的氧化还原反应设计原电池。

⑵过程与方法：通过铜锌原电池电流形成过程的探究，认识到微粒运动（导线中电子和溶液中阴阳离子的运动）和物质变化（电极反应）的内在联系。

⑶情感态度与价值观：通过探究原电池的工作原理，体会原电池对于解决能源问题的意义；通过活动探究，体会科学研究对于人类社会可持续发展的重要意义。四、教学环境eq\o\ac(□,√)√简易多媒体教学环境

□交互式多媒体教学环境

□网络多媒体环境教学环境

□移动学习

□其他五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字在课堂情景中用PPT展示展示各种各样电池的相关图片引导学生思考、理解问题。在学生活动探究环节中，一方面利用温度传感器和电流传感测量分别测量锌粉加入前后硫酸铜溶液的温度变化和反应过程中电流变化情况；另一方面使用朗威®DISLabV6.9中“组合图线”功能实时录制实验图像及记录数据，便于实验分析及学生实验报告的编写。微课“原电池的工作原理”用于课前预习，提升学生自主学习能力。六、教学流程设计（可加行）教学环节教师活动学生活动信息技术支持（资源、方法、手段等）导入你已经知道，物质发生化学反应的实质是旧化学键断裂、新化学键形成；当形成新化学键所释放的能量大于断裂旧化学键所吸收的能量时化学反应会释放能量。聆听，交流，研讨

投影对教材“交流·研讨”内容的分析和整理。

讲述即热饭盒的化学原理金属镁在一定条件下可与水反应放出热量，据测定1mol的镁与水混合产生的热量足以把1L水从室温加热到100℃；焊接钢轨是铝与铁的氧化物反应时放出的大量的热，使铁熔化为铁水。即热饭盒能加热食物，铝热剂能焊接钢轨，都是因为这些化学反应过程中产生的能量以热能的形式释放出来，为人们所利用。

PPT展示即热饭盒的结构无法示意图。

板书二、化学反应为人类提供能量1、化学能与热能的转化

讨论⑴举例说明你所了解的化学能转化为热能的实例？⑵为提高热能转化率和利用率，你有什么切实的建议？⑶你对化学能转化为热能的应用前景的预测。思考、讨论

过渡化学能不仅可以转化成热能，人们还可以通过氧化还原反应将化学能转化为电能。下面通过原电池的工作原理来说明化学能是如何转化成电能的。电池就是利用化学反应产生电能的装置。

投影各种各样的电池图片。

PPT展示各种各样的电池图片。板书2、化学能转化为电能

过渡下面我们来探究电池中电流的来源。

活动探究1、Cu—Zn原电池实验⑴Cu、Zn分别插入稀硫酸中。⑵Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触。⑶将Cu、Zn用导线连接起来。⑷在Cu、Zn导线之间接入电流表。⑸将Cu、Zn导线互换再接电流表。指导观察方法。[问题]

铜片与稀硫酸不反应，但与锌片相连后，铜片上有气泡产生，为什么？是什么？怎样产生的？2、Zn—Zn与稀硫酸进行实验。3、Cu—石墨与稀硫酸进行实验。4、Zn—石墨与稀硫酸进行实验。5、Fe—Zn与稀硫酸进行实验。6、Cu—Zn与乙醇进行实验。学生分组实验：学生动手实验、观察记录实验现象，汇报实验现象并回答锌片的变化：置换反应。Zn+2H+=Zn2++H2↑铜虽然与稀硫酸不反应，但锌与稀硫酸发生氧化还原反应，锌失去的电子流动到铜上，H+在铜片上得到电子生成氢气。

一方面利用温度传感器和电流传感测量分别测量锌粉加入前后硫酸铜溶液的温度变化和反应过程中电流变化情况；另一方面使用朗威®DISLabV6.9中“组合图线”功能实时录制实验图像及记录数据，便于实验分析及学生实验报告的编写。启发从物理角度看电子定向移动就产生电流，怎样证明产生了电流呢？学生：连接电流表，检验电流的产生。

提问电流表指针是否偏转？偏向哪边？学生实验并观察现象。学生：指针偏转，偏向铜片。

问题电流表指针偏转说明有电能产生，请问电能是如何转化来的呢？形成概念，电流表指针偏转→电流产生→产生电能→化学能转化为电能的装置→原电池。

归纳、板书⑴原电池：把化学能转化为电能的装置叫原电池。

提问作为电池有正负极之分，请你思考一下锌片、铜片哪个是正极、负极，你的判据是什么？指导学生实验，形成正确认识，通过实验，让学生回答“指针偏向的一极为正极”

实验分别测干电池和铜锌原电池电流方向。电极：负极（Zn）：电子流出（电流流入）的一极；正极（Cu）：电子流入（电流流出）的一极；学生：电子流出（电流流入）的一极为负极，电子流入（电流流出）的一极为正极，所以锌为负极，铜为正极，指针偏向的一极为正极。

动画演示原电池的工作原理：内电路：H+移向Cu电极，SO42-移向Zn电极，离子导电。从实验现象知道，指针偏向的铜极，为正极，那么锌为负极。动画启发从不同角度判定电极名称从电极材料，金属活泼性判断

⑵电极反应与总反应

指导学生正确书写电极方程式负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)；正极（Cu）：2H++2e-=H2↑（还原反应）。Zn+2H+=Zn2++H2↑，负极失去电子发生氧化反，正极得到电子发生还原反应。能量转化：化学能→电能。

问题

请你归纳组成原电池的条件？引导学生抽象出原电池化学反应的本质：较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）通过外电路流向较不活泼的金属（正极）。观察图片，讨论回答：活泼性不同的电极、电解质溶液、闭合回路。学生思考后回答，只有释放能量的氧化还原反应才可能通过原电池实现化学能和电能的转化。PPT铜锌原电池装置原理图

小结⑶原电池组成条件①有两种活动性不同的金属（或非金属）；②电极材料均插入电解质溶液中；③两极相连形成闭合回路；④一个自发进行的氧化还原反应。

问题讨论铜片在原电池中起什么作用？导体可用其它较不活泼金属或非金属导体代替。

图片展示电池的发展和应用观察并思考PPT展示总结实际上，能量的转化是相互的，一方面化学能可以转化为电能，另一方面电能也可以转化为化学能，如化工中通过电解饱和食盐水来制备烧碱、氢气和氯气利用的就是电能向化学能的转化。

过渡化学能和光能之间也可以相互转化。许多物质在氧气中燃烧时发光就是化学能转化为光能的例证，而绿色植物的光合作用则实现了光能向化学能的转化。

板书3、化学能与光能之间的相互转化

讲述在现代科技领域，化学能与光能的相互转化是非常重要的课题，这方面的研究对于光化学电池、太阳能分解水制氢等高新技术的发展有着十分重要的意义。

过渡化学能以多种途径与其他形式的能进行着转化，并直接参与到整个自然界的能量循环之中。在能源问题备受注目的今天，化学科学将在能源的开发和利用方面发挥着非常重要的作用。

讲述人们不仅利用化学反应制造丰富多彩的物质、提供赖以生存和发展的能量，还利用化学反应开发出各种分析技术来确定各种物质的组成、结构以及测定有关组分的含量等。例如在工农业生产和研究方面、医学研究方面及环保监测等领域，则需要利用化学反应对样品进行分析。其实，人们在利用化学反应的同时，也加深了对化学反应规律及其实实质的认识。

练习与提高1、下列装置属于原电池的是（D）2、下列关于原电池的正负极叙述正确的是（B

）A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属。B．在原电池的电解质溶液中，阳离子移向的电极是正极。C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原。D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极。3、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b

相连时，a为负极，c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为

（B）

A．a＞b＞c＞d

B．a＞c＞d＞b

C．c＞a＞b＞d

D．b＞d＞c＞a

课堂小结原电池的工作原理：1、原电池反应的本质2、原电池的工作原理3、原电池的构成条件4、原电