高二化学原电池教案

1、高二化学原电池教案高中化学原电池教案化学化工学院 09 化师 0913010055 叶嘉欣学科：化学 课题：化学能与电能课型：理论课 课时：一节课（ 45 分钟）教学目的：1 、了解原电池的定义；了解原电池的构成条件极其工作原理；并学会判断原电池的正负极。2 、通过老师的讲解和演示实验学会判断该装置是否是原电池装置、 判断电池的正负极3 、发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体 验科学探究的乐趣，感受化学世界和生活息息相关。教学重点：进一步了解原电池的工作原理，并判断原电池的正负教学难点：原电池的工作原理 （解决方法：通过演示实验观察实 验现象，加上老师的引导学生思考正负极发生

2、什么变化， 电子流动方 向。）教学方法：讲授法、演示实验法教学过程：【板书】化学能与电能教师导入语：随着科学技术的发展和社会的进步，各式各样的电 器进入我们的生活。使用电器都需要电能。那么，我们使用的电能是怎么来的呢？学生答：水力发电、火力发电、核能 教师：我们来看看我国发电总量构成图吧教师：由图看出火力发电占发电总量的首位、其次还有水力发电教师：我们来看这幅图思考一下火力发电过程能量是怎样转化的【学生思考】让学生思考 1分钟. 。教师 : 通过燃烧煤炭，使化学能转变成热能，加热水使之汽化为 蒸汽以推动涡轮机，然后带动发电机发电。燃烧 蒸汽 发电机【投影】化学能T热能T机械能（涡轮机）7电能教

3、师：但是煤炭发电有很多缺点，大家一起来说说。学生：污染大、转化率低、煤炭是不可再生能源。教师：那么是否可以省略中间的过程直接由化学能7电能？【实验一】将铜片和锌片分别插入稀硫酸溶液中，观察现象并解 释原因。【现象】Zn片上有气泡（H2）, Zn片逐溶解；Cu片无明显现象。【板书】Zn片上发生反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 f【实验二】将铜片和锌片用导线与电流表连接，并插入稀硫酸溶 液中，观察现象并解释原因。【现象】Zn片逐渐溶解但无气泡；Cu片上有气泡（H2）;电流计 指针偏转。【设疑】为什么只在铜片和锌片上连接了一条导线 , 反应现象就不 同了呢？思考一下。【学生讨论】一分钟

4、教师： 指针偏转，说明电路中有电流通过，说明发生了电子定向 移动。 Zn 比 Cu 活泼，用导线连在一起时，锌片逐渐溶解，说明 Zn 片失去的电子， 电子经导线流向Cu片，溶液中的H+由于电场作用下移向Cu片得 电子被还原成 H2 （ 播放 Flash 动画）【板书】铜片上：2H+ 2e = H2 f锌片上Zn 2e = Zn2+【过渡】实质上实验二的装置就是一个原电池的装置，下面就让 我们一起来了解一下原电池吧。【板书】原电池定义：将化学能直接转变成电能的装置负极：失去电子（或电流流进）原电池正极：得到电子（或电流流出）教师： 原电池的工作原理在外电路中，负极失去电子，正极得到电子，电子从负

5、极向正极 移动。在内电路中（在溶液中），溶液中的阴离子向负极移动过，溶液 中的阳离子向正极移动。 这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子 的定向移动产生电流。教师： 过渡 回忆思考：通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的， 构成原电池的条件又有哪些？教师：原电池组成条件：两极一液一连线 两种活泼性不同的金属 （或其中一种为能导电的非金属， 如“碳 棒”）作电极，其中较活泼金属为负极。较不活泼金属（或非金属）为正极 电解质溶液 形成闭合回路 能自发地发生氧化还原反应教师：一个原电池装置我们怎样来判断它的正负极呢？归纳小结】判断原电池正、负极的方法1 、由组成原电池的两极材料判断：一般是活泼的金属

6、为负极 , 活泼性较弱的金属或能导电的非金属 为正极。2 、根据电流方向或电子流动方向判断：电流是由正极流向负极 , 电子流动方向是由负极流向正极。3 、根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，正极总是得电子发生还 原反应。4 、电极反应现象不断溶解，质量减少为负极； 有气体产生 , 或质量增加或不变为正 极。教师：我们来看一下原电池原理有哪些应用 制作化学电源 加快反应速率 判断金属活动性的强弱 防止金属的腐蚀教师：这节课我们初步了解了原电池装置，其实我们身边有很多 原电池，同学们要善于从生活中发现化学，培养对化学的兴趣。作业处理： 1 、调查我们周围有哪些电池是

7、利用原电池原理生产 的。2. 上网查询，更多原电池的种类及应用板书设计：化学能与电能实验一：Zn片上发生反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 f实验二：铜片上：2H+ 2e = H2 f 锌片上 Zn 2e = Zn2+原电池定义：将化学能直接转变成电能的装置负极：失去电子（或电流流进）原电池正极：得到电子（或电流流出）教具：多媒体课件课后反思 :本节课通过生动的化学故事将学生引入奥妙无穷的化学世界。通 过讨论交流，实验探究的办法，培养学生的实验能力和科学探究精神， 合作交流的能力。给学生展示自我的机会，培养学生敢于表现自我。 整堂课中，学生兴趣浓厚，自主学习，积极探索，大胆举手发言

8、。师 生间互动，情感交流融洽。第四章 电化学基础第一节 原电池、探究目标体验化学能与电能相互转化的探究过程二、探究重点初步认识原电池概念、原理、组成及应用。三、探究难点通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能 向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。四、教学过程【引入】电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机这一切都依赖于电池的应用。 那么，电池是怎样把化学能 转变为电能的呢？我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内 容。【板书】 4.1 原电池一、原电池实验探究讲：铜片、锌片、硫酸都是

9、同学们很熟悉的物质，利用这三种物 质我们再现了 1799 年意大利物理学家 伏打留给我们的历史闪光点！【问题探究】1 、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？2 、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什 么？3 、锌片的质量有无变化？溶液中 c (H+) 如何变化？4 、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？5 、电子流动的方向如何？讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架 起了化学能转化为电能的桥梁， 这就是生活中提供电能的所有电池的 开山鼻祖 原电池。【板书】（ 1）原电池概念：学能转化为电能的装置叫做原电池。问：在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？学生：Z

10、n+2H+=Z n2+H才讲：为什么会产生电流呢？答：其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应，有电子的转移，但氧 化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时， 由于分子热运动 无一定的方向， 因此电子转移不会形成电流， 而通常以热能的形式表 现出来，激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。显然从理 论上讲，一个能自发进行的氧化还原反应， 若能设法使氧化与还原分 开进行，让电子的不规则转移变成定向移动，便能形成电流。所以原 电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电 流。（2）实质：将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移 动。即将化学能转化成电能的形式释放。问：那么这个过

11、程是怎样实现的呢？我们来看原电池原理的工作 原理。（3）原理：（负氧正还）问：在锌铜原电池中哪种物质失电子？哪种物质得到电子？学生：活泼金属锌失电子，氢离子得到电子问：导线上有电流产生，即有电子的定向移动，那么电子从锌流 向铜，还是铜流向锌？ 学生：锌流向铜讲：当铜上有电子富集时， 又是谁得到了电子？学生：溶液中的氢离子讲：整个放电过程是：锌上的电子通过导线流向用电器，从铜流回原电池，形成电流，同时氢离子在正极上得到电子放出氢气，这就 解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。讲：我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反，所以电流 的方向是从铜到锌， 在电学上我们知道电流是从正极流向负极的， 所

12、以，锌铜原电池中，正负极分别是什么？ 学生：负极（Zn）正极（Cu）实验：我们用干电池验证一下我们分析的正负极是否正确！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。一般先写负极，所以可表示为：+ 负极（Zn）: Zn2e=Zn2 （氧化）+ 正极（Cu）: 2H+ 2e= H2f （还原）讲：其中负极上发生的是氧化反应，正极上发生的是还原反应， 即负氧正还。注意：电极方程式要注明正负极和电极材料满足所有守衡总反应是：Zn+2H+=Z n2+H2讲：原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。转折

13、：可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶 液，及导线。那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他 的物质呢？学生：当然能，生活中有形形色色的电池。过渡：也就是构成原电池要具备怎样的条件？二、原电池的构成条件1 、活泼性不同的两电极2 、电解质溶液3 、形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液4 、自发的氧化还原反应思考： 锌铜原电池的正负极可换成哪些物质？保证锌铜原电池原理不变，正负极可换成哪些物质？（C 、Fe、Sn、Pb、 Ag 、 Pt 、 Au 等）问：锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗？判断是否构成原电池，是的写出原电池原理。（1）镁铝/硫酸；铝碳 /氢氧化

14、钠；锌碳 /硝酸银 ；铁铜在硫酸中 短路；锌铜 /水；锌铁/乙醇；硅碳 /氢氧化钠（2）锌铜/ 硫酸（无导线）；碳碳 /氢氧化钠 若一个碳棒产生 气体 11.2 升，另一个产生气体 5.6 升，判断原电池正负极并求锌片 溶解了多少克？设原硫酸的浓度是 1mol/L,体积为3L,求此时氢离 子浓度。（3）银圈和铁圈用细线连在一起悬在水中，滴入硫酸铜，问是否 平衡？（银圈下沉）（4） Zn/ZnSO4/Cu/CuSO4盐桥（充满用饱和氯化钠浸泡的琼脂）5）铁和铜一起用导线相连插入浓硝酸中镁和铝一起用导线相连插入氢氧化钠中思考：如何根据氧化还原反应原理来设计原电池呢？请将氧化还原反应 Zn + Cu

15、2+ = Cu + Zn2+ 设计成电池：硫酸铜 硫酸铜此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。其中，用到了盐桥什么是盐桥？盐桥中装有饱和的 KCl 溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防 止管中溶液流出。 盐桥的作用是什么？可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和 铜的析出过程得以继续进行。导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内 电路。三、原电池的工作原理：正极反应：得到电子 （还原反应）负极反应：失去电子 （氧化反应）总反应：正极反应 +负极反应 想一想：如何书写复杂反应的电极反应式？ 较繁电极反应式 =总反应式 - 简单电极反应式 例：熔融盐燃料电池具有高的放电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3勺熔融盐混合物作电解质，CQ为负极燃气，空