高中化学-原电池工作原理教学设计学情分析教材分析课后反思

课程标准分析

《高中化学课程标准（实验稿）》对本章内容做了如下要求：

1.体验化学能与电能的相互转化

2.了解原电池的工作原理

3.能写出电极反应和电池反应方程式

4.通过查阅资料了解常见化学电源的种类及其工作原理

5.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用

6.能解释金属发生电化学腐蚀的原因

7.认识金属腐蚀的危害

8.通过实验探究防止金属腐蚀的措施

其中原电池原理及其相关计算是高考命题的重点和热点，因此本教学设计就

是以原电池原理为核心展开的。

该节内容为高中电化学的开始，在此之前学生学习过的氧化还原反应，能量

之间转换，电解质溶液，金属活泼性等化学知识及物理电学的相关知识，己为本

节课的学习做好了一定知识储备；同时原电池的原理又为后面金属的腐蚀和防护,

其它常见电池的原理及电解原理等重要电化学知识的学习奠定了基础。它是电化

学学习的基础内容也是核心内容。

本节内容对发展学生逻辑推理能力，提高学生科学素养，培养科学探究能力，

将理论应用于实践，实践再回归理论以及知识系统化及结构化的形成都起着重要

作用。

一.教学目标：

根据教学大纲的要求和编写教材的意图，结合本课的特点及本着在学习过程

中发挥学生的主体性和能动性，使学生学会学习，获得有效学习的新课程理念为

出发点将教学目标设定如下：

1.知识与技能

（1）了解原电池的工作原理及构成条件

（2）能正确书写电极反应式和电池总反应方程式

（3）通过实验培养学生化学实验的观察操作及设计能力;综合运用有关的知识技

能和方法，分析解决一些化学问题的高级技能

2.过程与方法

（1）让全体学生经历探究的过程，学习科学探究方法，提高科学探究的能力

（2）培养学生科学的思维方式和问题意识。

3.情感态度与价值观

（1）体验科学探究的艰辛和喜悦，

（2）培养学生勇于创新，积极实践等科学精神和科学态度

（3）学会与他人合作，主动交流.

二.教学重点与难点：

（一）教学重点：了解原电池的反应原理及构成原电池的一般条件。

依据：

1、依据大纲和新课程标准对本节内容的要求

2、电化学的基础和核心地位

（二）教学难点：原电池的反应原理

依据：该内容特理论性强，抽象，难理解。学生很难在头脑中建立电子在原电池

正负两极转移的微观模式。

三.教学方法：

（一）教法：

1.情境激学法2.探究实验促学法3.CAI辅助教学法4.归纳、演绎法

（二）学法：

1.实验探究法2.归纳演绎法

在本节课中教师在教材中没有把教材内容作简单，有序的展示，而是在分析

教材内容的基础上根据学生的学习来重新组织，站在改组和重建的高度来审视教

材，把教材内容做为了解学科科学的生长点，以学生探究实验贯穿始终，将学生

置身于一个动态，开放，个性，多元的学习环境中，体验类似科学家进行科学探

究的一般过程.在探究过程中完成知识的自主建构。

本节课让学生采用以科学探究为主的多元化学习方式，对于更好地展现学生

多元智能，体验科学探究的过程，强化科学探究的意识，掌握探究的基本方法,

激励学生学习兴趣和智慧潜能，学会与人合作，培养学生实践能力和创造力都有

着积极的意义。

该节内容为高中电化学的开始，在此之前学生学习过的氧化还原反应，能量之间

转换，电解质溶液，金属活泼性等化学知识及物理电学的相关知识，已为本节课

的学习做好了一定知识储备；同时原电池的原理又为后面金属的腐蚀和防护，其

它常见电池的原理及电解原理等重要电化学知识的学习奠定了基础。它是电化学

学习的基础内容也是核心内容。

四、教学过程：

（一）引课：伽法尼和伏达发明电池的故事激发学生的科研精神

（二）教学重点一：原电池工作原理

突破方式：将原来的教师演示实验改为学生分组实验，变教材验证实验为探索

实验。

依据：

1.教材演示实验不便于所有学生观察，缺少学生的参与，不能充分发挥学生自

身主体作用。

2.建构主义鼓励学生运用他们自己的经验，让学生去学会发现并作出相关链接,

主动构建有成效的内化了的，适合于自我的知识意义。

具体做法：

（1）用锌片铜片稀硫酸模拟电池做两个分组实验让，学生观察两金属片用导线

连接前后现象的差别。实验结果的出乎意料使学生的原有状态与目标状态之间产

生了差距，引发了学生新的问题：为什么导线连接后铜片上出现气泡？

（2）教师设置几个有梯度，和层次性的问题引发学生讨论在有限的时间里经过

讨论让学生在自主交流的过程中澄清了锌铜稀硫酸原电池产生电流的原因。

（3）讨论结束，教师引导学生设计实验证明装置中确实存在电流且证明电子的

流向是从铜片流向锌片。以上问题的提出在于培养学生思维的严密性及求真务实

的优秀品质，告诉学生实验结果的分析要靠实验证据不凭主观臆断想当然。

（4）实验结束教师收敛学生的思维，启发学生从能量转化的角度来给原电池下

定义。从而完成学生思维从一般到特殊，由具体到抽象，由现象到本质的］认

识过程这一质的飞跃。

（5）最后用3D动画模拟锌铜原电池的微观反应。并将图像定格让学生书写两

电极反应式，促进学生从形象思维和理性思维两个层面上共同认识原电池反应原

理。

（6）投影生活中常见电池：如干电池，蓄电池，充电电池，高能电池图片感受

化学就在我们身边。

以上将演示实验改为分组实验增加学生的创造体验，充分发挥学生主体性使学生

的学生问题意识独立操作能力，创造能力得以充分培养。

（三）、教学重点二：掌握构成原电池的一般条件。

突破方式：增加教材没有的开放性探究实验。即给定多种药品（电极：锌片两个，

铁钉一根，石墨棒一根。溶液：稀硫酸，硫酸铜，酒精，四氯化碳四种溶液和电

流计仪）让学生自行设计并探究构成原电池的一般条件。

依据：

1.STS教育观重视把科学看成是一种学习过程，认为能对自己的结论进行论证

比单纯地得到指向结论的结果同样重要或更重要。

2.实验方法论认为，化学实验功能的体现，不仅仅在于获得所谓正确实验结果，

更重要的是使学生经历和体验获得实验结果的探究过程。

3.高中化学新课程标准也将来究性学习确定为为学生学习化学的一种重要学习

方式。基于以上原因，我大胆处理教材，将构成原电池的一般条件这一讲授性知

识变为实验探究性学习。

该实验具有一定开放性和发散性所以教师适时抛出问题启发学生引发讨论

如何确定探究的方向，如何处理实验中三个变量关系，如何逐一设计实验方案探

究原电池构成的一般条件。学生依据可行的实验方案进行探究实验，让学生在实

验探究过程中对所得多种实验信息进行筛选，对比，分类，和工选取有用信息,

运用归纳演绎等思维方式，得出正确结论。

该做法让学生自主探索，主动求知，学会收集，分析和利用各种信息及信

息资源，同时学习者之间通过讨论，交流，用集体的感知来丰富，强化个人的概

括，通过学习者之间的交叉反馈来强化，矫正，丰富个体的探究结果，有利于发

展学生实践能力，创新精神，合作与分享意识。在实践活动理性认识的循环往复，

螺旋式的上升，不仅促进了对学习内容的理解，也使学生的探究策略和方法得到

提高，才能，智慧和判断力等多方面得到发展。

（四）化学史教育：教师讲述伏打电池发明的故事培养学生敢于质疑，勇于探

究的科学精神。

（五）小结：

采取学生先小结，老师后总结的方式，

目的：1、训练学生概括总结的思维能力2、实施以主动建构为基础的精简教学

策略，以图表的方式直观让学生清楚木节的内容要点，及各知识点之间的内在联

系，使学生知识系统化，网络化。

（六）练习：为了落实本节课的教学重点构成原电池的原理及构成条件而设。

（七）作业：

家庭小实验：制作水果电池。

目的：该实验为开放性创造实验对学生的实验设计能力提出更高要求。将科学探

究延伸到课外。进一步激发学生求知欲望，调动学生探索研究的积极性，变实

验知识为实践能力，升华创造意识。

2016/4/8

原电池工作原理同步练习题

一、选择题

1、下列关于原电池的叙述正确的是（）

A.原电池是将电能转化为化学能的装置

B.原电池中发生的反应不一定是氧化还原反应

C.构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属

D.在原电池中，由于电子定向移动或离子定向移动，形成闭合回路，从而产生电

流

3、下列有关原电池工作原理的说法中,不正确的是)

A.电池负极发生氧化反应

B.电池正极发生还原反应

C.电子流向是从负极流向正极（外电路）

D.电流方向是从负极流向正极（外电路）电流计

4、右图为番茄电池，下列说法正确的是（)

A.一段时间后，锌片质量会变小B.铜电极附近会HI现蓝

色

C.电子由铜通过导线流向锌D.锌电极是该电池

的正极

5、对于锌一铜一稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1mol电子通过时，

理论上的两极变化是（）

①锌片溶解了32.5g②锌片增重32.5g③铜片上析出1gH2④铜片上析出

1molH2

A.①和③B.①和④C.②和③D.②和④

6、X、Y、Z三种金属，X、Y组成原电池，X是负极；把Y放在Z的硝酸银溶液

中，Y表面有Z析出。其活泼顺序是（）

A.X>Y>ZB.

Z>Y>X

C.X>Z>YD.

Y>X>Z

7、一个原电池的总反应式为Fe+Cu2=Fe2，+Cu,该原电池的组成可能为（）。

ABCD

正极FeCCuZn

CuFeFeFe

CuSO<iH2sO4CuChCuSOa

8、下列变化中属于原电池反应的是（）

A.白铁（镀Zn铁）表面有划损时，不能阻止铁被氧化

B.在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜

C.红热的铁丝与水接触表面形成蓝色保护层

D.在铁与稀H2s04反应时，加几滴CuS04溶液，可加快H2的产生

9.由四种金属W、X、Y、Z两两组成原电池的两极时，W都是正极；在由这四种

金属组成的混合物中加入盐酸，其中X、Y溶解，W、Z不溶解；在上述反应的滤

液中加入过量的NaOH溶液，得到Y离子所形成的沉淀。这四种金属的活动性由

强到弱的顺序为（）。

A.W>Y>X>ZB.Y>X>Z>WC.X>Y>Z>WD.W>X>Y>Z

10.等质量的两份锌粉a和人,分别加入过量的稀硫酸中，a中同时加入少量CuSO.,

溶液，下列各图中表示其产生氢气总体积(丹与时间(力的关系正确的是

二、填空题

11、原电池反应通常是放热反应，在理论上可设计成原电池的化学反应是

_________________________________________________________________________山

是_________________________________________________________________________

A.C(s)+H20(g)=C0(g)+H2(g)△

H>0

B.C(s)+C02(g)=2C0(g)△

H>0

C.CaC2(s)+2H20(g)=Ca(OH)2(1)+C2H2(g)AH<0

D.CH4(g)+202(g)=C02(：g)+2H20(1)AH<0

12^依据氧化还原反应：2Ag+(aq)+Cu(s)==Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电

池如下图所示。

请回答下列问题:

(1)电极X的材料是电解质溶液Y是

(2)银电极为电池的极，发生的电极反应为

电极上发生的电极反应为

(3)外电路中的电子是从电极流向电极。

13.有人将钳丝插入氢氧化钾溶液中作电极，又在两个极片上分别通入甲烷和氧

气则形成电池，从而设计出一种燃料电池。该电池中通甲烷的粕丝为极,

发生的电极反应为；该电池工

作时(放电)的总化学方程式为;

电池工作时溶液的pH值将(填“不变”、“变大”、“变小”)。

14.我国首创以铝一空气一海水电池为能源的新型海水标志灯。该灯以海水为

电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放入海水中数

分钟，就会发出耀眼的白光，其能量比干电池高20—50倍，请回答：该电源负

极材料是,正极材料可以用_________;正极反应:,

负极反应：O

15.称取三份锌粉，分盛三支试管中，按下列要求另加物质后，塞上导管塞子,

定时间测定生成氢气体积。试管甲中加入pH=3的盐酸50mL,乙力口入pH=3的

醋酸50mL,丙加入pH=3的醋酸50mL及少量胆研粉末。若反应终了，生成氢

气一样多，且没有剩余的锌，请用〉、=、＜,回答：

(1)开始时反应速率的大小为;

(2)三支试管中参加反应的锌的质量______________________；

(3)反应终了，所需时间；

(4)简要说明在反应过程中乙、闪速度不同的理由是

三、简答题

16、某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系

列实验，实验结果记录如下。试根据下表中的实验现象回答下列问题：

编号电极料电解质溶液电流计指针偏转方向

1ARMg稀盐酸偏向A]

2AkCu稀盐酸偏向Cu

3Al、石墨稀盐酸偏向石墨

4ARMg氢氧^匕钠偏向Mg

5ARZn浓硝酸偏向A]

(1)实验1、2中A1所做的电极是否相同？

(2)写出实验3中的电极反应和电池反应。

(3)实验4中Al做正极还是负极？为什么？写出A1电极的电极反应。

(4)解释实验5中电流计指针偏向A1的原因。

(5)根据实验结果总结：在原电池中金属铝做正极还是做负极，受到哪些因素

的影响？________________________________________________________________

16、(1)不同。因为两实验中组成原电池的电极金属活泼性不同，在实验1中

A1是正极，在实验2中A1是负极。