原电池原理教学设计

原电池原理教学设计一、教学目标1.知识与技能目标理解原电池的概念、构成条件和工作原理。能够正确判断原电池的正负极，会书写简单原电池的电极反应式和总反应方程式。了解常见化学电源的种类及其工作原理。2.过程与方法目标通过实验探究，培养学生观察、分析、归纳总结的能力。通过小组合作学习，提高学生的团队协作能力和交流表达能力。体会科学探究的一般方法，提高学生解决问题的能力。3.情感态度与价值观目标通过对原电池原理的探究，激发学生学习化学的兴趣，培养学生的科学态度和创新精神。了解化学电源在生产、生活中的广泛应用，认识化学对社会发展的重要贡献，增强学生的社会责任感。

二、教学重难点1.教学重点原电池的工作原理。原电池正负极的判断方法。电极反应式和总反应方程式的书写。2.教学难点原电池工作原理的理解，特别是电子和离子的移动方向。电极反应式的书写，尤其是复杂电极反应式的书写。

三、教学方法讲授法、实验探究法、小组合作学习法、多媒体辅助教学法

四、教学过程

（一）课程导入（5分钟）【展示】展示生活中常见的电池，如干电池、手机电池、汽车电瓶等。【提问】同学们，在我们的日常生活中，电池无处不在，大家知道这些电池是如何产生电能的吗？【引导】这些电池能够将化学能转化为电能，这其中涉及到一个重要的化学原理原电池原理。今天，我们就一起来探究原电池原理。

（二）知识讲解（15分钟）1.原电池的概念【讲解】原电池是将化学能转化为电能的装置。【举例】以锌铜原电池为例，将锌片和铜片用导线连接起来，插入稀硫酸溶液中，观察实验现象。2.原电池的构成条件【提问】通过刚才的实验，大家思考一下，要构成一个原电池需要具备哪些条件呢？【总结】两个活泼性不同的电极。电解质溶液。形成闭合回路。能自发进行的氧化还原反应。

（三）实验探究（20分钟）1.实验步骤【分组实验】将学生分成小组，每组按照以下步骤进行实验：在两个小烧杯中分别加入稀硫酸溶液。将锌片插入一个小烧杯的稀硫酸中，铜片插入另一个小烧杯的稀硫酸中。用导线将锌片和铜片连接起来，并在导线中间接入一个电流表。观察并记录实验现象。2.实验现象锌片逐渐溶解。铜片表面有气泡产生。电流表指针发生偏转。3.现象分析【引导】同学们，观察到这些现象后，我们来分析一下其中的原因。锌片溶解，说明锌失去电子发生了氧化反应：Zn2e⁻=Zn²⁺。铜片表面有气泡产生，是因为溶液中的氢离子在铜片表面得到电子发生了还原反应：2H⁺+2e⁻=H₂↑。电流表指针偏转，说明有电流产生，即化学能转化为了电能。【提问】电子是如何流动的呢？离子又是如何移动的呢？【讲解】电子从锌片流出，经过导线流向铜片，所以电流方向是从铜片流向锌片。在溶液中，阳离子（H⁺）向铜片移动，阴离子（SO₄²⁻）向锌片移动，这样就形成了闭合回路。4.原电池工作原理总结【总结】原电池工作时，负极发生氧化反应，失去电子，电子通过导线流向正极；正极发生还原反应，溶液中的阳离子在正极得到电子。同时，溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，形成闭合回路，从而实现化学能向电能的转化。

（四）正负极的判断方法（10分钟）1.根据电极材料判断【讲解】一般来说，活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。例如，在锌铜原电池中，锌片是负极，铜片是正极。2.根据电子流向判断【讲解】电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极。3.根据电极反应类型判断【讲解】发生氧化反应的一极为负极，发生还原反应的一极为正极。4.根据实验现象判断【讲解】电极溶解的一极为负极，有气泡产生或质量增加的一极为正极。

（五）电极反应式和总反应方程式的书写（15分钟）1.电极反应式的书写步骤【讲解】首先，判断正负极。然后，根据正负极发生的反应类型，写出电极反应式。负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。最后，检查电极反应式两边的原子个数和电荷数是否守恒。【举例】以锌铜原电池为例，书写电极反应式和总反应方程式。负极：Zn2e⁻=Zn²⁺正极：2H⁺+2e⁻=H₂↑总反应方程式：Zn+2H⁺=Zn²⁺+H₂↑2.复杂电极反应式的书写技巧【讲解】对于一些复杂的电极反应，可先写出总反应方程式和较简单一极的电极反应式，然后用总反应方程式减去较简单一极的电极反应式，即可得到另一极的电极反应式。【举例】以铅蓄电池为例，其总反应方程式为：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O已知负极反应式为：Pb+SO₄²⁻2e⁻=PbSO₄则正极反应式为：总反应式负极反应式，即PbO₂+4H⁺+SO₄²⁻+2e⁻=PbSO₄+2H₂O

（六）常见化学电源（10分钟）1.干电池【讲解】介绍干电池的结构和工作原理，其负极是锌筒，正极是石墨棒，电解质是氯化铵和氯化锌的混合溶液。电极反应式为：负极：Zn2e⁻=Zn²⁺正极：2MnO₂+2NH₄⁺+2e⁻=Mn₂O₃+2NH₃+H₂O总反应方程式：Zn+2MnO₂+2NH₄⁺=Zn²⁺+Mn₂O₃+2NH₃+H₂O2.铅蓄电池【讲解】介绍铅蓄电池的结构和工作原理，其负极是铅，正极是二氧化铅，电解质是硫酸溶液。电极反应式为：负极：Pb+SO₄²⁻2e⁻=PbSO₄正极：PbO₂+4H⁺+SO₄²⁻+2e⁻=PbSO₄+2H₂O总反应方程式：Pb+PbO₂+2H₂SO₄=2PbSO₄+2H₂O3.氢氧燃料电池【讲解】介绍氢氧燃料电池的结构和工作原理，其负极通入氢气，正极通入氧气，电解质溶液可以是酸性、碱性或中性。酸性电解质溶液中：负极：2H₂4e⁻=4H⁺正极：O₂+4H⁺+4e⁻=2H₂O总反应方程式：2H₂+O₂=2H₂O碱性电解质溶液中：负极：2H₂+4OH⁻4e⁻=4H₂O正极：O₂+2H₂O+4e⁻=4OH⁻总反应方程式：2H₂+O₂=2H₂O

（七）课堂小结（5分钟）【提问】通过本节课的学习，大家对原电池原理有了哪些了解呢？【总结】1.原电池是将化学能转化为电能的装置，其构成条件包括两个活泼性不同的电极、电解质溶液、形成闭合回路以及能自发进行的氧化还原反应。2.原电池工作时，负极发生氧化反应，失去电子，电子通过导线流向正极；正极发生还原反应，溶液中的阳离子在正极得到电子。同时，溶液中的阴离子向负极移动，阳离子向正极移动，形成闭合回路。3.正负极的判断方法有根据电极材料、电子流向、电极反应类型和实验现象等。4.电极反应式和总反应方程式的书写要遵循质量守恒和电荷守恒原则。5.常见化学电源包括干电池、铅蓄电池和氢氧燃料电池等，它们各自具有不同的特点和应用。

（八）课堂练习（10分钟）【展示】课堂练习题1.下列装置中能构成原电池的是（）A.B.C.D.2.某原电池的总反应方程式为：2Fe³⁺+Fe=3Fe²⁺，不能实现该反应的原电池是（）A.正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl₃溶液B.正极为C，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO₃)₃溶液C.正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe₂(SO₄)₃溶液D.正极为Ag，负极为Fe，电解质溶液为Fe₂(SO₄)₃溶液3.写出下列原电池的电极反应式和总反应方程式：负极是Zn，正极是Cu，电解质溶液是稀硫酸。负极是Fe，正极是C，电解质溶液是FeCl₃溶液。【学生练习】学生独立完成课堂练习题。【讲解】对练习题进行讲解，强调解题思路和要点，及时纠正学生的错误。

（九）布置作业（5分钟）1.书面作业：教材课后习题中与原电池原理相关的题目。2.拓展作业：查阅资料，了解新型化学电源的发展现状和应用前景，并撰写一篇短文。

五、教学反思通过本节课的教学，学生对原电池原理有了较为系统的认识和理解。在教学过程中，采用实验探究法，让学生亲身体验原电池的工作过程，激发了学生的学习兴趣和探究欲望，培养了学生的观察能力、分析能力和归纳总结能力。同时，通过小组合作学习，提高了学生的团队协作能力和交流