原电池教案及反思

教案系列原电池教案及反思原电池

课前预备：同学课桌上放有盛稀硫酸的玻璃缸、电流汁、锌片、铜片、导线。（两人一组）]

[上课]

师：工生产、国防、科研、日常生产中，常常使用哪些电池？××同学。[指派同学]

生（1）：蓄电池、干电池、温差电池、氧化银电池、高能电池等。

师：××同学[指生（1）]参加区里少年科技站活动，因此他解得许多，讲得很好。

化学电池一般都是依据原电池原理制成的。为了更好地使用各种电池，并制造出更多更好的新电池，必需学习最简洁的电池，也就是学习原电池的构造和它的工作原时。[板书：一、原电池]化学反应时常伴随着光、热这样一些现象。化学反应当是否有电流效应呢？假如有的话，电流又是怎样造成或产生的呢？我们一起做一个试验，请大家把书翻到154页（试验5－3）。大家都经过预习，具体操作不必多讲，做试验时请观看三个现象，并认真思索造成或产生这些现象的缘由，也可适当地绽开一些争论。第一，锌片、铜片平行插入盛有衡硫酸的玻璃缸里，认真观看锌片上有没有气体？其次，拿导线把锌片、铜片连接起来，再看一看铜片有没有气体造成或产生？锌片上现象有无变化？最终我们把锌片、铜片连接一个电流计、看看电流计的指针有没有偏转？试验终止以后，锌片和铜片用自来水冲洗冲洗，放在塑料烧杯里。盛衡硫酸的玻璃缸仍放在桌子上。下面大家开头做试验。[老师在黑板上画上原有电池示意图（图1）]

[同学边试验边开展争论；老师边巡察边进行个别指导。]

留意！连接电流计时，铜片上的导线接在电流计刻有正0．6处，锌片上的导钱接在电池计刻有负的地方。[稍待片刻]好，全部终止，请大家快速把锌片、铜片用水冲洗一下，放在塑料烧杯里，玻璃缸、电流计、烧杯都放在桌子的正上方。

现在我们请同学汇报一下，在试验时看到一些什么现象？××同学。[指派同学]

生（2）：看到锌片上面有气泡，用导线连接起来，铜片上有气泡。

师：连接导线前后，锌片和铜片的现象各有什么不同？

生（2）：连接导线前，锌片上有气泡，铜片上无气泡；连接导线后，锌片上气泡削减，铜片上消逝比较多的气泡。

师：然后在导线中连接电流计，又看到什么现象？

生（2）：电流计的指针有一些偏转。

师：锌片、铜片插入稀硫酸中，锌片有气泡造成或产生，铜片上没有气泡造成或产生，这是什么缘由？×××同学，[指派同学]你讲讲看。

生（3）：锌的活动性大，所以有气泡；铜的活动性小，所以没有气泡造成或产生。

师：大家想想，这样回答完整吗？×××同学。[指派同学]

生（4）：在金属活动性挨次表中，锌排在氢的前面，简单失去电子，能置换酸中的氢。

师：铜呢？

生（4）：铜排氢的后面，未能置换酸中的氢。

师：在金属活动挨次表中，锌排氢的前面，锌的化学性质比氢活泼，锌原子易失电子给硫酸溶液中的氢离子。锌不断溶解，锌原子变成锌离子，氢离子得到电子变成氢离子。两上氢原子结合成氢分子，锌片上有气体即氢气逸出。[板书]现在再考虑：为什么锌片、铜片连接了导线以后，假如锌片很纯的话，锌片上的气泡很少。几乎没有，而铜片上的气泡却许多，什么道理？××同学。[指派同学]

生（5）：锌被氧化成锌离子进入溶液，溶液中的氢离子从铜片取得电子，被还原成氢原子。

师：同学们能回家预习，很好。但回答问题要针对题意，经过思索后用自己的语言来回答。大家看到铜片上气泡许多，锌片上气泡少了，这是什么道理呢？××。[指派同学]

生（6）：锌原子失电子变成锌离子，电子通过导线流向铜片上，氢离子在铜片上得电子，变成氢原子再组建氢分子。铜片上有许多氢气泡。

[评述：在这类探究性试验中，操作并不困难，重要的是观看现象要微小，否则无收获。在观看到现象后，分析电子的流淌和转移的路线是重要的课题。肯定要让同学得到如下结论：锌片与稀硫酸接解反应时，电子是在锌和

氢离子之间直接转换；而在锌片用导线与插在稀硫酸时的铜片接连时，电子是由锌片通过导线到达铜片后，在铜片上向氢离子转移。在同学的回答中，有一句话最重要：“锌原子失去的电子通过导线流到铜片上”，要特殊强调。在电子通路得到把握后，原电池的使用才成为可能。]

师：锌是比较活动的金属，锌片的锌原子失电子变成锌离子，溶解在溶液里。锌原子失去电子通过导线流到铜片上，而溶液中的氢离子从铜片上得到电子变成氢原子，二年氢原子组建了氢分子。因此，在铜片上就有气体动身。大家也可以考虑一下：锌原子失电子变成二价锌离子，氢离子得电子变成氢原子都是一些什么反应呀？×××同学。[指派同学]

生（7）：锌原子失电子发生氧化反应，氢离子得电子发生还原反应。

师：锌原子失去电子变二价锌离子的反应为氧化反应；氢离子得电子变氢原反应当是还原反应。在导线中连接了电流计，大家都看到电流计的指针有偏转的。说明导线里有电流通过，考虑一下上述试验装置，怎么会造成或产生电流的？电子流淌的方向，又是怎样的呢？请同学们争论。

生（8）：电流的造成或产生是由于电子从锌片流向铜片。

师：有谁补充？××[指派同学]

生（9）：因为锌片上电子多，锌片、铜片之间有电势差

师：造成或产生电流的根本缘由是什么？

[评述：造成或产生电流的根本缘由，在化学里是无法弄明白的。同学回答的造成或产生电势差的事实，也是根本缘由之一，假如同学在高中电学里已学过这个原理，老师可提示一下。假如同学的尚未学到，则化学老师可以轻轻带过，待同学到物理学习中再深究。这里，或许只需突出氧化－还原反应的自动变化。]

生（10）：锌片上锌原子发生氧化反应，铜片上的氢离子得电子发生还原反应，使导线中的电子从锌片流向铜片。

师：锌片、铜片上发生了氧化－还原反应，使电子从锌片不断地流向铜片而形成电流，这是上述装置造成或产生电流的根本缘由。锌比铜活动，简单失去电子，锌片上的电子比铜片多，锌片与铜片间有电势差，电子从锌片流向铜片。我们再看看上面的试验装置有什么特点？请大家翻开书，第155页，第四行：“把化学能转变为电能的装置叫原电池。”我们刚才做试验的装置就是原,锌、铜、衡硫酸组建的一个锌铜原电池。现在大家可以搞清晰了，什么是原电池。

原电池中电子流出的这一极称为负极；原电池电子流入的这一极称为正级。锌、铜原电池中锌和铜各是什么极？

生（集体）：锌片是负极；铜片是正极。

师：锌、铜原电池中，锌片是电子流出的称为负极，铜片是电子流入的称为正极。负极锌片，正极铜片，各发生什么反应？

生（集体）：负极锌片上发生氧化反应；正极铜片上的H＋发生还原反应。

师：负极锌片，电极锌自身被氧化正极铜片，H＋在电极铜上被还原。锌铜原电池中的电子，从负极锌片流向正极铜片。

为了更好地学习原电池的工作原理，我们可以用电极方程式，表示原电池两电极上所发生的反应。电极方程怎样写法呢？写电极方程式时，[指黑板上所写的电极方程式应写清晰正极、负极；在电极后面括一个括号，写电极材料名称；然后再书写原子（分子）或离子的符号，以及得失电子的数目；最终配平并在反应物、生成物的符号间写等号。]

[评述：电极方程式的书写肯定要规范，这有利于巩固对电极反应的氧化还原本质的理解。]

[老师将放有的盛稀硫酸的玻璃缸，硫酸铜溶液的玻璃缸，酒精溶液的玻璃缸，锌片、铜片、银片、石墨棒以及导线的示教盘和大型电流计摆在讲台上。]

师：下面我再来做几个试验，请大家认真观看。这是锌片、石墨棒，在玻璃缸里的是稀硫酸[出示实物]，现在假如我把锌片和石墨棒放在稀硫酸里，锌片上有气泡吗？

生：有气泡。

师：石墨棒上有气泡吗？

生：没有。

师：现在我用一根导线，把锌片和石墨棒连接起来。[老师演示]请×××同学[指派同学]代表大家来看一下，并向大家汇报看到的现象。

生（11）：锌片上气泡削减，石墨棒上有气泡造成或产生。

师：把电流计连接在锌片和石墨棒中间[老师演示]，大家看看讲台上电流计指针，电流计指针发生偏转。

下面我们做第二个试验。这里有两块锌片，玻璃缸里是稀硫酸[出示实物]把两块锌片插入稀硫酸里[老师演示]，两块锌片有什么现象？

生：都有气泡。

师：假如在两块锌片间，连接一电流计[老师演示]，大家看看，电流计的指针是否有偏转？

生：没有偏转。

师：两块锌片插入稀硫酸连接电流计，两块锌片都有气泡造成或产生，电流计指针不发生偏转。

下面我们做第三个试验。这是一块锌片，这是一块银片，玻璃缸是硫酸铜溶液[出示实物]，把锌片、银片插入硫酸铜溶液中，放置片刻后，取出银片[老师演示]，大家看看，银片上有什么现象？

生（部分）：变暗了；（部分）：有暗红色。

师：假如在锌片、银片中，连接一个电流计[老师演示]，大家看看，电流计的指针是否有偏转？

生：有偏转。

师：锌片、银片插入硫酸铜溶液，连接电流计，锌不断溶解，银片有暗红色物色析出，电流计指针发生偏转。

最终一个试验，也就是第四个试验。这是一块锌片、一块铜片，玻璃缸里是酒精溶液[出示实物]。

现在我们把锌片和铜片插入酒精溶液[老师演示]，大家认真观看，有什么现象？

生：没现象。

师：锌片、铜片插入酒精溶液，锌片、铜片都没有现象。假如用导线把锌片、铜片连接起来，锌片、铜片上照旧没有现象。现在我在锌片、铜片间，连接一个电流计[老师演示]，大家看看，电流计指针是否有偏转？

生：没有偏转。

师：锌片、铜片插入酒精溶液，连接电流计，锌片、铜片上没有现象，电流计指针不发生偏转。

现在请大家考虑：这四个试验中，哪几个既发生化学反应，又能造成或产生电流？请×××同学回答。

生（12）：第一和第三。

师：第一和第三个试验。既发生化学反应，又能造成或产生电流，这些装置是原电池；第二个试验发生化学反应，但无电流造成或产生；第四个试验既不发生化学反应，也没有电流造成或产生，这些装置都不是原电池。

现在请大家考虑：原电池由哪几部分构成？每部分用什么材料？材料有什么要求？也就是说，请臧克家总结归纳一下，构成原电池要哪些条件？请×××同学讲讲看。

[评述：在了解原电池作用的，分析原电池的构造。而且，老师对构造的教学是通过四个试验，让同学自己去观看、比较，然后独立归纳出构成原电池的条件。这是老师在力量培育的要求下，作出的别具匠心的支配。同学在通过这一过程的教学后，不仅取得了学问，也提高了学习力量。]

生（13）：第一是有两种金属；第二是有电解质；第三有要导线。

师：是否肯定是两种金属？

生（13）：也可以金属和非金属。

师：假如是两种金属，要求两种怎样的金属？

生（13）：一种金属在金属活动挨次中排氢前面；一种排在氢的后面。

师：原电池可由两种活泼不同的金属作电极，一种金属比较活泼，一种金属比较不活泼，这是相对比较来说的。两种金属不愿定要一种排在金属活动挨次表氢前，一种排在氢后面。如两种金属都排在金属活动挨次表氢后面，只要活动性不同也就可以。当然也可以由一种金属和一种非金属作电极，非金属主要是指石墨。如Zn-C是一种金属和一种非金属作电极；Zn－Ag是一种活泼的金属与一种较不活泼的金属作电极。两电极必需插入电解质溶液。留意！肯定要溶液，电解质溶液存在自由移动的离子，阳离子参加电极反应，如稀硫酸溶液中有自由移动的氢离子，H＋参加电极反应；硫酸铜溶液中有自由移

动的铜离子，Cu2＋参加电极反应。[稍停]

现在总结一下，归纳一下：“构成原电池的条件”，请记录：[同学记录]第一，必需有活动性不同的两种金属，或金属和非金属作电极；第二，两电极直接插入电解质溶液；第三，正常工作的原电池两电极，必需用导线连接起来。试验一、三的装置是原电池，它们完全符合构成原电池的三个条件。试验二、四的装置不是原电池。试验二，两块锌片是同种金属，不符合必需要有活动性不同的两种金属作电极的条件；试验四的酒精溶液是非电解持溶解，不符合两电极必需插入电解质溶液的条件。

下面请大家再进一步争论  一下：（1）Zn、C、稀H2SO4，（2）Zn、Ag、CuSO4溶液－－这两个原电池的工作原理。锌片、石墨棒插入稀硫酸，用导线连接后，石墨棒上造成或产生什么气体？怎样会造成或产生的？锌片上发生了什么变化？怎样会发生的？××同学。[指派同学]

[评述：这里重复地争论  原电池的工作原理，教学要求与前面是不同的。上课开头阶段的争论  ，属于识记水平，只让同学识记一下，取得初步理解；现在争论  原电池工作原理，则要求同学从简洁应用，达到直接应用的学习水平。老师可以在观看同学应用的现场，了解同学是否已经真懂，而且可以对同学难免消逝的一些错误，准时作出订正。例如，在电解质为硫酸铜溶液时，正极上究竟是什么物质发生了还原反应，这是原理的应用。课堂上的条件很好，有试验可以观看，也有条件作理论分析，订正同学错误是并不困难的。在这里，任课老师支配教学时，考虑得到周到，要求同学会操作，会口述和会准确书写电极反应式，这类教学是很细腻的。]

生（14）：石墨棒上有氢气造成或产生，硫酸溶液中的氢离子，在石墨棒得到电子变成氢原子，两个氢原子进一步变成氢分子。

师：这是什么反应？

生（14）：还原反应。

师：锌片上发生什么变化呢？

生（14）：锌不断溶解。

师：锌片上的锌原子失去电子变为锌离子，进入溶液。这是什么反应？

生（14）：氧化反应。

师：锌、碳原电池中，哪个电极为正极？哪个电极为负极？×××同学。[指派同学]

生（15）：锌片是负极，锌片上有电子流出；石墨棒是正极，电子流入石墨棒。

师：锌片、银片插入硫酸铜溶液，用导线连接后，银片上生成暗红色物质是什么？怎样会造成或产生的？锌片上发生了什么变化？怎样会发生的？×××同学。[指派同学]

生（16）：银片上有铜造成或产生，硫酸铜溶液中的铜离子，从银片上得到电了，变成铜原子，铜附在银片上。锌不断溶解，锌片上锌原子失电子变锌离子，进入溶解。

师：负极锌片上锌原子失电子变成锌离子，是什么反应？

生（集体）：氧化反应。

师：正极银片上铜离子得到电子，变成铜原子，是什么反应？

生（集体）：还原反应。

师：下面请大家在纸上做练习。

在图上标明正负极和电子转移方向，写出电极方程式。

师：我们分析一下，看看做得对不对。锌是负极，银是正极，电子从负极锌片流向正极银片，对吗？

生（集体）：对。

师：负极锌片，锌原子失电子成锌离子，正极银片上氢离子得电子变成氧原子，结合成氢分子。对吗？

生（集体）：不对。[谈论纷纷]

师：不对在什么地方？×××同学。[指派同学]

生（18）：正极银片上，铜离子得电子变成铜原子。

师：试验证明，正极银片上有铜生成，从理论上来看，为什么是铜而不是氢气呢？硫酸铜溶液中有较多的铜离子和极少量的氢离子，在金属活动挨次表中，铜排在氢后面，氢原子比铜原子简单失电子，而铜离子比氢离子简单得出电

子，因此，应当铜离子得电子生成铜原子。[板书]

现在我们来总结一下原电池的化学原理。大家一起看书，第155页第五行：“原电池电子流出的一极是负极（如锌片），电极被氧化”。Zn、Cu原电池，负极是锌片，而一般原电池负极是相对活泼的金属，相对活泼的金属的原子，简单失去电子，电子流出，电极自身被氧化。在书上锌片边上可写上：“相对活泼的金属”。再往下看：“电子流入的一极是正极H＋在电极上被还原。”Zn、Cu原电池，正极是铜片，H＋在正极上被还原，而一般原电池，正极是相对不活泼的金属或非的石墨，电了通过导线流入正极，电解质溶液中的阳离子，在正及得到电子被还原。大家在书上铜边上写上：“相对不活泼金属或非的石墨”；氢离子边上写：阳离子。

原电池从外电路来看，电子从负极流向正极；从内电路来看，负极金属原子失去电子被氧化，正极阳离子得电子被还原。内电路两极上发生氧化－还原反应，外电路两极电子定向流淌，造成或产生电流，化学能转变为电能。

回家认真复习原电池。预习金属的腐蚀和防护。履行书面作业160页第一题和补充题：画原电池的示意