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教学设计2:4.1原电池

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高中化学审核员

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                        第四章  电化学基础

                                第一节     原电池

【教学目标】

一、知识与技能:

(1)理解原电池的工作原理、组成及应用。

(2)能根据原电池的原理设计简单的原电池并能解决原电池的有关问题。

二、过程与方法:

(1)通过实验培养学生观察能力与分析思维能力。

(2)通过反应物之间电子的转移的回顾,理解原电池的形成是氧化还原反应的本质的拓展和
运用。

三、情感、态度与价值观:

(1)通过探究实验活动,培养学生自主探索创新精神和同学间的交流合作学习的协作精神,
并通过实验不断体现出由实践→认识→再实践→再认识的认知过程。

(2)通过原电池的探究实验,体验科学探究的艰辛与愉悦,增强为人类的文明进步学习化学
的责任感和使命感,同时激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。

【教学重点】掌握原电池原理、组成及应用。

【教学难点】原电池原理、盐桥在原电池中的作用

【教学方法】实验探究、合作讨论、讲授、练习、探究活动

【课时安排】1      课时

【课      型】新授课

【教学过程】

【导入新课】研究化学能与电能相互转化的装置、过程和效率的科学叫做电化学。如今的
电池各种各样,它们的原理是如何的呢?我们今天就继续学习有关原电池装置的知识。

(板书)第一节          原电池

一、   原电池
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1、定义:将化学能转化为电能的装置。

(回顾)高一曾学过的锌铜原电池,它是如何将化学能转换为电能的?

(学生回答)简单的原电池原理,总结原电池形成条件、电子、电流转移的方向等。

2、形成条件:

(1)活泼性不同的两个电极

(2)电极需插在电解质溶液中;

(3)必须形成闭合回路。

(4)原电池反应必须是一个氧化还原反应。

3、原电池的工作原理:

利用氧化还原反应可将化学能转变为电能:较活泼金属发生氧化反应,电子由较活泼的金
属通过导线流入不活泼金属,溶液中氧化性较强的阳离子在不活泼金属上得到电子被还原。


【思考与交流】对锌铜原电池工作原理的进一步探究:上图是我们在必修                               2 中学习过的将
锌片和铜片置于稀硫酸的原电池,如果用它做电源,不但效率低,而且时间稍长电流就很
快减弱,因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢?有没有什么改进措施?

【自学指导】观察实验          4-1,说出实验现象。

(1)没有连接盐桥时,锌电极、铜电极上均没有现象,电流表不偏转。

(2)连接盐桥时,锌片逐渐被腐蚀,铜电极上有铜出现,电流表指针发生偏转。并根据指
针偏转的方向,可以判断锌片为负极,铜片为正极。

【思考与交流】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?


学生阅读课本      72 页第三段:

交流讨论:产生持续、稳定的电流的原因和盐桥的作用

【课堂小结】

4、有盐桥的原电池装置:
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(1)盐桥的制法:

将热的琼胶溶液倒入         U 形管中(注意不要产生裂隙,将冷却后的                U 形管浸泡在     KCl 或

NH4NO3 的饱和溶液中即可。

将  KCl 或 NH4NO3 的饱和溶液装入       U 形管,用棉花堵住管口即可。

(2)盐桥的作用:

使两个半电池溶液形成闭合回路。金属导线传递电子,沟通外电路;而盐桥则传递阴、阳
离子,沟通内电路,避免了硫酸铜溶液(氧化剂)与锌(还原剂)直接接触;

使两个半电池中的溶液保持电中性,使原电池能持续、稳定地产生电流。由于盐桥内                                    Cl-向
硫酸锌溶液扩散与迁移、K+向硫酸铜溶液扩散与迁移,分别中和了硫酸锌溶液所带的正电
荷和硫酸铜溶液所带的负电荷,保持两溶液电中性。

(3)盐桥装置的特点:由两个半电池组成。

如:在锌铜原电池中,锌和锌盐溶液组成锌半电池,铜和铜盐溶液组成铜半电池,中间通
过盐桥连接。

(学生设计实验) 

利用所给材料设计有盐桥的原电池,并用实验验证设计结果。

电极材料:Cu、Zn、碳棒、Fe


溶液:ZnSO4    溶液、ZnCl2  溶液、蔗糖溶液、盐酸溶液、硫酸溶液、


CuSO4 溶液、氯化铁溶液、酒精溶液

盐桥

让学生展示,并分析装置中电子、电流、离子的移动方向。

(评价学生实验设计)也可能有错误,但一定要鼓励学生积极参与态度。

【思考与交流】指出上述原电池装置的正负极,并分别写出其中负极和正极的电极反应式
及该电池的总反应方程式。如

负极(Zn    片):Zn-2e-=Zn2+   
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正极(Cu    片):Cu2++2e-= Cu

电池反应(总化学方程式):Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+
讲:我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理,又叫电极方程式或电极反
应。

5、原电池电极反应式的书写:

(1)书写电极反应式时要注意的问题:

电极反应式要注明正负极和电极材料

电极反应式常用“=”不用“→”。

写电极反应式时要保证得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒。

电极反应式中若有气体生成,需加“↑”

(2)由给定原电池的装置图写电极反应式:

首先找出原电池的正负极,即分别找出氧化剂和还原剂。

结合介质判断出氧化产物和还原产物。

写出电极反应式(注意两极得失电子数相等),将两电极反应式相加可得总反应式。

(3)由给出的原电池总反应式写电极反应式:

分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况,找出氧化剂以及对应的还原产物,氧化
剂发生的反应即为正极反应;找出还原剂以及对应的氧化产物,还原剂发生的反应即为负
极反应。

若有一电极反应较难写出,可先写出较易写出的电极反应,然后再利用总反应式减去该电
极反应即得到另一电极反应。

练习: 

1.下列哪几个装置能形成原电池?是原电池的请写出电极反应式。
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[拓展练习]

(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象                                                      。

两极反应式为:正极                         ;

负极                          。

该装置将            能转化为           能。

(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,

则负极为                            ,

总反应方程式为                                       。

【板书设计】                 第一节      原电池

一、   原电池

1、定义:将化学能转化为电能的装置。

2、形成条件:

3、原电池的工作原理:

4、有盐桥的原电池装置:

(1)盐桥的制法:

(2)盐桥的作用:
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(3)盐桥装置的特点:由两个半电池组成。

5、原电池电极反应式的书写:

【作业】:将反应        2Fe3+ + Cu = 2Fe2+ + Cu2+设计成为有盐桥的原电池装置,要求:标明电
极材料、电极名称和电子流通方向、电解质溶液,写出电极反应方程式。

【教学反思】
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