人教版化学选修4 第四章第一节《原电池》第一课时教案
文档属性
| 名称 | 人教版化学选修4 第四章第一节《原电池》第一课时教案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 15.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2012-09-04 12:58:13 | ||
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文档简介
07级汉口铁中实习小组实习教案
《原电池》教案
课题、章节与课时：
人教版化学选修4 第四章第一节《原电池》第一课时
课型：新课
一.教学目标
1.知识与技能
A．理解原电池的工作原理，能够写出原电池的电极反应和原电池反应方程式。
B．了解原电池中半电池、盐桥、内电路、外电路的概念并学会分析电荷的移动方向。
2.过程与方法
A．通过原电池原理的探究活动，培养学生推理分析能力以及用氧化还原反应原理解决问题的能力。
3.情感态度与价值观
A．通过一些实验的探究活动，使学生增强探索化学反应原理的兴趣、树立学习和研究化学的志向。
B．通过了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识。
二.教材分析
1．地位和作用
电化学是研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学。它的应用十分广泛，本章知识的学习有利于学生了解电化学反应所遵循的规律，建立健全电化学知识体系。
本节内容是人教版化学选修4第四章第一节。在内容上，本节知识既是对必修二中《化学能与电能》知识的回顾和深化，同时也是逐步让学生对电化学形成一个概貌性认识的关键。更是之后《化学电源》、《金属的电化学腐蚀与防护》的知识准备和能力基础。
2．教学内容
本节知识主要包括以下要点：原电池的工作原理、原电池电路的分析、电极反应方程式的书写、盐桥和半电路等概念。
本节教学内容还包括Zn-Cu原电池的实验。
知识上学生已经有了一定的基础，对实验探究式学习有强烈的兴趣。
三.学情分析
起点能力分析
学生在化学必修2中学习过原电池的初步知识，了解到简单的工作原理和电极反应式的书写。但对于原电池工作原理理解的还很浅显，思维上还停留在认为氧化剂、还原剂直接接触、相互作用才能发生电子转移。学生在知识上有准备，减轻了引入新思维的难度。可从复习旧知、发现矛盾、解决问题的思路来让学生全面的接触原电池的理论知识。
生活概念分析
电池在生活中非常常见。学生也经常与电池打交道。在原电池的学习中不会有空想的感觉。而且本节知识中的新知识盐桥是KCl饱和溶液中加入琼脂构成的，也是常见的化学物质。学生认识起来没有太大的难度。可以通过联系旧知和生活经验来帮助学生学习。
3. 认知方式分析
虽然经过必修2的学习，但学生对原电池的认知还停留在氧化剂、还原剂直接接触才能发生电子转移的阶段，对原电池工作原理认识还不全面。本节宜通过实验烦死来使学生认识到通过盐桥可以是在不同区域发生氧化还原发应来产生电流，逐步加深学生对原电池的认识。
四.重难点分析
1.教学重点分析
从达到本课题教学目标的重要内容以及本节知识的具体要求，可以确定本节的教学重点是：进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电极反应方程式。
学生在理解原电池工作原理存在一定的难度，并且一些电池的电极反应式的书写也是学生接触不多的地方。所以应该把原电池的工作原理、电极反应方程式的书写作为重点
2.教学难点分析
本节课主要是进一步理解原电池的工作原理，学生还停留在“只有氧化剂、还原剂直接接触、相互作用才能电子转移”的思维模式，而本节课却要学生接受“氧化剂和还原剂可以完全隔离，并在不同区域之间通过特定的装置实现电子的定向转移”，学生需要突破旧的思维模式进而建立、健全电化学知识体系。
五.教学方法与手段
本节的难点是突破学生旧有的思维模式，在教学中主要采用以下教学方法：
1.演示-观察法
原电池的原理比较抽象，但可通过实验演示直观地展示出来，让学生直观地认识到怎样的条件能产生电流，易于理解和记忆。同时调动课堂气氛，引发学生的学习热情。
2.讲授（讲解）法
学生的想象力加上实验演示可以减轻学生理解的难度，但不能从根本上改变学生理解上的偏差。讲授法作为最为传统，也是最富实效的教学手段，可以明了的告诉学生一些知识点，帮助学生纠正一些错误的认识。再结合适当的引导，加上直观的实验演示，让学生可以自己得出答案，对比、分析、总结，加深理解。在知识学习中也培养了能力
六.教学过程
1.教学准备
500ml烧杯两个，电流计1个，Zn片及Cu片各一个，ZnSO4溶液，CuSO4溶液，KCl盐桥导线若干，自制挂图及磁铁，自制水果电池（苹果）
2.教学过程
[教师]在学习必修二的时候，我们接触到过水果电池。今天大家一起来看一下老师制作的这个苹果电池。当连通导线有什么现象呢？
[学生]小灯泡发光
[学生]没错，这就是一个简单的电化学装置。今天开始，我们一起来学习电化学，请同学们阅读课本70页的内容
（板书）第四章 电化学基础
原电池
[教师]电化学是研究化学能与电能相互转化的装置、过程和效率的科学。在之前的学习中，我们已经接触过一种电化学装置，那就是原电池，什么是原电池呢？
[学生]讲化学能转换成电能的装置
[教师]对，原电池就是讲化学能转换成电能的装置，原电池的工作原理是怎样的呢？如何来设计一个原电池？带着这些问题，我们一起来学习第四章第一节原电池。
其实，在必修2中我们已经学习过一种原电池的装置了。（挂上挂图）同学们结合挂图，一起来回顾一下，形成一个原电池需要哪些条件，也可以在小组内讨论
[学生]（讨论，并回答）活泼金属做电极，形成闭合回路。有电解质溶液。
[教师]（边板书、边讲解）说得很好，说到一个原电池，首先是两个电极的选取。一般我们是选取活泼性不同的两种金属做电极。不过这个活泼性是相对的，这里老师给出几个课堂检测题。大家讨论一下，那种金属做负极
（课堂检测）1.①Mg-HCl（aq）-Al
②Mg-NaOH（aq）-Al
2.①Cu-HCl（aq）-Al
②Cu-HCl（aq）-Al
[学生]（讨论，并回答）
[教师]回答得很好，向第一个检测题中，Al在盐酸做电解溶液下做正极，而在NaOH溶液做电解质溶液的条件下由于更活泼，变成了原电池的负极，由此我们要注意：活泼性是相对的。 只有在一定的电解质溶液条件下才能说某种金属更活泼。
我们说一般选取不同的金属做电极，某些情况下我们也可以选取相同的金属做电极，比如氢氧燃料电池利用Pt电极。也可以用石墨电极，在这里点击就选取了不参加反应但能导电的非金属。
除了要有两个电极，这两个电极还要浸入电解质溶液中形成闭合回路。最后我们还要选取能自发进行的放热的氧化还原反应作为原电池的电池反应。比如说，Cu和稀硫酸的反应，就不能作为原电池的电池反应。
[教师]复习了原电池的形成条件，我们再一起来探讨一下原电池的工作原理。（结合画图讲解）在Zn-Cu原电池中，Zn做负极，失去电子变成Zn2+，电子带负电，沿导线向铜片移动。铜片做正极。在铜片周围，Cu2+得电子变成Cu单质沉积在铜片上。负极发生的反应是
Zn-2e-=Zn2+，正极发生的反应是Cu2++2e-=Cu。总的电极反应就是Zn+Cu2+=Zn2++Cu。这样我们就把Zn-Cu原电池分析清楚了。但是在实际应用中，我们很少用这样的装置来制造电池。因为它产生的电流在较短时间内就会衰减。
随着反应的进行，Zn片周围不断的聚集带正电荷的Zn2+，铜片周围不断积累SO42-,电子带负电，SO42-也带负电，这样SO42-的存在就会阻碍电子向正极移动。因而电流在较短时间内就会衰减。那如果要得到持续稳定的电流，应该用怎样的装置呢？老师这里给出一种装置。
（挂挂图）大家观察一下这个装置和之前的有什么不同的地方？
[学生]有盐桥，分成了两个部分。
[教师]对。首先他把原电池分成了两个半电池，锌和硫酸锌溶液组成锌半电池。铜和硫酸铜溶液组成了铜半电池。中间通过盐桥连接。盐桥是含有琼胶的KCl饱和溶液。这样一个装置能产生电流吗？我们不妨用实验来验证一下。
（实验演示）
将Cu片插入到蓝色的硫酸铜溶液，Zn片插入到无色的硫酸锌溶液中，用盐桥将两溶液连接起来。锌片和铜片之间连上电流表。当电路连通以后，大家看有什么现象。
[学生]电流表指针发生偏转
[教师] 电流表指针偏转说明此时有电流通过。也就说明这样一个装置能产生电流。如果我们拿掉盐桥，又会怎么样呢？
（实验演示）拿掉盐桥
[学生]电流表不再偏转
[教师] 电流表指针不偏转说明此时没有电流通过。由此我们可以猜想一下盐桥起了一个什么样的作用
[学生] 构成回路
[教师] 对，眼桥的一个作用就是构成回路。另外呢，随着电流的产生，盐桥中的Cl-会向负极移动，K+会向正极移动。这样溶液中就不会因为Zn2+的产生或者SO42-的积累而带电荷。也就是维持电解质溶液的电荷平衡。这也就是这个装置可以得到稳定持续电流的一个原因。
[教师]我们再一起回顾一下，在Zn-Cu原电池中，Cu做正极，Zn做负极，失去电子变成Zn2+，电子带负电，沿导线向铜片移动。在铜片周围，Cu2+得电子变成Cu单质沉积在铜片上。在溶液中，阴阳离子不断定向移动构成闭合回路。
我们已经分析了原电池的工作原理，如果有一个能自发进行的氧化还原反应，如何把它设计成一个原电池呢？大家不妨以Cu和FeCl3的反应入手，思考一下。提示一下，大家可以从原电池的形成条件上出发来思考。也可以在小组内讨论。
[学生]（思考、讨论）
[教师]请某某同学来和大家分享一下你的成果。
[学生]FeCl3溶液做电解质溶液，Cu做正极。
[教师]回答得很好，设计一个原电池，我们可以根据原电池的形成条件入手。对于Cu和FeCl3的反应，首先我们最好能写出反应的化学方程式或离子方程式。
（板书）Cu+2FeCl3= 2FeCl2+Cu Cl2
Cu+2Fe3+= 2Fe2++Cu2+
[教师] Cu由0价变为+2价，被氧化，发生氧化反应，应该做负极。FeCl3溶液可以用来做电解质溶液。正极材料，我们可以选用碳棒或Pt这样的不和FeCl3溶液反应的导电材料来做。如果我们选用带盐桥的原电池装置。两个半电池的电解质溶液都用FeCl3溶液呢？
[学生]不是
[教师]类比之前的铜锌原电池，锌半电池用的是硫酸锌，而不是硫酸铜。这里是铜半电池，我们是不是可以用CuCl2溶液。再加上一个盐桥。形成闭合回路。Cu和FeCl3反应的原电池就设计出来了。
（小结）
[教师]这节课，我们学习了原电池的工作原理和原电池的设计。大家课后要认真复习，对于原电池电极反应方程如何书写我们下节课继续学习。
（作业）学案P67/68内容
七．板书设计
第四章 电化学基础
第一节 原电池
原电池：讲化学能转换为电能的装置
一. 原电池的形成条件
1.两个电极
2.电解质溶液
3.构成回路
4.自发反应
二．原电池的工作原理
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
负极：（Zn）Zn-2e-=Zn2+
正极：（Cu）Cu2++2e-=Cu
盐桥的作用：①构成闭合回路
②维持电荷平衡
三．原电池的设计
根据原电池的形成条件来设计
以Cu和FeCl3的反应为例
负极：Cu
正极：Pt/碳棒
电解质溶液：FeCl3/ CuCl3
《原电池》教案
课题、章节与课时：
人教版化学选修4 第四章第一节《原电池》第一课时
课型：新课
一.教学目标
1.知识与技能
A．理解原电池的工作原理，能够写出原电池的电极反应和原电池反应方程式。
B．了解原电池中半电池、盐桥、内电路、外电路的概念并学会分析电荷的移动方向。
2.过程与方法
A．通过原电池原理的探究活动，培养学生推理分析能力以及用氧化还原反应原理解决问题的能力。
3.情感态度与价值观
A．通过一些实验的探究活动，使学生增强探索化学反应原理的兴趣、树立学习和研究化学的志向。
B．通过了解废旧电池对环境的危害，树立环保意识。
二.教材分析
1．地位和作用
电化学是研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学。它的应用十分广泛，本章知识的学习有利于学生了解电化学反应所遵循的规律，建立健全电化学知识体系。
本节内容是人教版化学选修4第四章第一节。在内容上，本节知识既是对必修二中《化学能与电能》知识的回顾和深化，同时也是逐步让学生对电化学形成一个概貌性认识的关键。更是之后《化学电源》、《金属的电化学腐蚀与防护》的知识准备和能力基础。
2．教学内容
本节知识主要包括以下要点：原电池的工作原理、原电池电路的分析、电极反应方程式的书写、盐桥和半电路等概念。
本节教学内容还包括Zn-Cu原电池的实验。
知识上学生已经有了一定的基础，对实验探究式学习有强烈的兴趣。
三.学情分析
起点能力分析
学生在化学必修2中学习过原电池的初步知识，了解到简单的工作原理和电极反应式的书写。但对于原电池工作原理理解的还很浅显，思维上还停留在认为氧化剂、还原剂直接接触、相互作用才能发生电子转移。学生在知识上有准备，减轻了引入新思维的难度。可从复习旧知、发现矛盾、解决问题的思路来让学生全面的接触原电池的理论知识。
生活概念分析
电池在生活中非常常见。学生也经常与电池打交道。在原电池的学习中不会有空想的感觉。而且本节知识中的新知识盐桥是KCl饱和溶液中加入琼脂构成的，也是常见的化学物质。学生认识起来没有太大的难度。可以通过联系旧知和生活经验来帮助学生学习。
3. 认知方式分析
虽然经过必修2的学习，但学生对原电池的认知还停留在氧化剂、还原剂直接接触才能发生电子转移的阶段，对原电池工作原理认识还不全面。本节宜通过实验烦死来使学生认识到通过盐桥可以是在不同区域发生氧化还原发应来产生电流，逐步加深学生对原电池的认识。
四.重难点分析
1.教学重点分析
从达到本课题教学目标的重要内容以及本节知识的具体要求，可以确定本节的教学重点是：进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电极反应方程式。
学生在理解原电池工作原理存在一定的难度，并且一些电池的电极反应式的书写也是学生接触不多的地方。所以应该把原电池的工作原理、电极反应方程式的书写作为重点
2.教学难点分析
本节课主要是进一步理解原电池的工作原理，学生还停留在“只有氧化剂、还原剂直接接触、相互作用才能电子转移”的思维模式，而本节课却要学生接受“氧化剂和还原剂可以完全隔离，并在不同区域之间通过特定的装置实现电子的定向转移”，学生需要突破旧的思维模式进而建立、健全电化学知识体系。
五.教学方法与手段
本节的难点是突破学生旧有的思维模式，在教学中主要采用以下教学方法：
1.演示-观察法
原电池的原理比较抽象，但可通过实验演示直观地展示出来，让学生直观地认识到怎样的条件能产生电流，易于理解和记忆。同时调动课堂气氛，引发学生的学习热情。
2.讲授（讲解）法
学生的想象力加上实验演示可以减轻学生理解的难度，但不能从根本上改变学生理解上的偏差。讲授法作为最为传统，也是最富实效的教学手段，可以明了的告诉学生一些知识点，帮助学生纠正一些错误的认识。再结合适当的引导，加上直观的实验演示，让学生可以自己得出答案，对比、分析、总结，加深理解。在知识学习中也培养了能力
六.教学过程
1.教学准备
500ml烧杯两个，电流计1个，Zn片及Cu片各一个，ZnSO4溶液，CuSO4溶液，KCl盐桥导线若干，自制挂图及磁铁，自制水果电池（苹果）
2.教学过程
[教师]在学习必修二的时候，我们接触到过水果电池。今天大家一起来看一下老师制作的这个苹果电池。当连通导线有什么现象呢？
[学生]小灯泡发光
[学生]没错，这就是一个简单的电化学装置。今天开始，我们一起来学习电化学，请同学们阅读课本70页的内容
（板书）第四章 电化学基础
原电池
[教师]电化学是研究化学能与电能相互转化的装置、过程和效率的科学。在之前的学习中，我们已经接触过一种电化学装置，那就是原电池，什么是原电池呢？
[学生]讲化学能转换成电能的装置
[教师]对，原电池就是讲化学能转换成电能的装置，原电池的工作原理是怎样的呢？如何来设计一个原电池？带着这些问题，我们一起来学习第四章第一节原电池。
其实，在必修2中我们已经学习过一种原电池的装置了。（挂上挂图）同学们结合挂图，一起来回顾一下，形成一个原电池需要哪些条件，也可以在小组内讨论
[学生]（讨论，并回答）活泼金属做电极，形成闭合回路。有电解质溶液。
[教师]（边板书、边讲解）说得很好，说到一个原电池，首先是两个电极的选取。一般我们是选取活泼性不同的两种金属做电极。不过这个活泼性是相对的，这里老师给出几个课堂检测题。大家讨论一下，那种金属做负极
（课堂检测）1.①Mg-HCl（aq）-Al
②Mg-NaOH（aq）-Al
2.①Cu-HCl（aq）-Al
②Cu-HCl（aq）-Al
[学生]（讨论，并回答）
[教师]回答得很好，向第一个检测题中，Al在盐酸做电解溶液下做正极，而在NaOH溶液做电解质溶液的条件下由于更活泼，变成了原电池的负极，由此我们要注意：活泼性是相对的。 只有在一定的电解质溶液条件下才能说某种金属更活泼。
我们说一般选取不同的金属做电极，某些情况下我们也可以选取相同的金属做电极，比如氢氧燃料电池利用Pt电极。也可以用石墨电极，在这里点击就选取了不参加反应但能导电的非金属。
除了要有两个电极，这两个电极还要浸入电解质溶液中形成闭合回路。最后我们还要选取能自发进行的放热的氧化还原反应作为原电池的电池反应。比如说，Cu和稀硫酸的反应，就不能作为原电池的电池反应。
[教师]复习了原电池的形成条件，我们再一起来探讨一下原电池的工作原理。（结合画图讲解）在Zn-Cu原电池中，Zn做负极，失去电子变成Zn2+，电子带负电，沿导线向铜片移动。铜片做正极。在铜片周围，Cu2+得电子变成Cu单质沉积在铜片上。负极发生的反应是
Zn-2e-=Zn2+，正极发生的反应是Cu2++2e-=Cu。总的电极反应就是Zn+Cu2+=Zn2++Cu。这样我们就把Zn-Cu原电池分析清楚了。但是在实际应用中，我们很少用这样的装置来制造电池。因为它产生的电流在较短时间内就会衰减。
随着反应的进行，Zn片周围不断的聚集带正电荷的Zn2+，铜片周围不断积累SO42-,电子带负电，SO42-也带负电，这样SO42-的存在就会阻碍电子向正极移动。因而电流在较短时间内就会衰减。那如果要得到持续稳定的电流，应该用怎样的装置呢？老师这里给出一种装置。
（挂挂图）大家观察一下这个装置和之前的有什么不同的地方？
[学生]有盐桥，分成了两个部分。
[教师]对。首先他把原电池分成了两个半电池，锌和硫酸锌溶液组成锌半电池。铜和硫酸铜溶液组成了铜半电池。中间通过盐桥连接。盐桥是含有琼胶的KCl饱和溶液。这样一个装置能产生电流吗？我们不妨用实验来验证一下。
（实验演示）
将Cu片插入到蓝色的硫酸铜溶液，Zn片插入到无色的硫酸锌溶液中，用盐桥将两溶液连接起来。锌片和铜片之间连上电流表。当电路连通以后，大家看有什么现象。
[学生]电流表指针发生偏转
[教师] 电流表指针偏转说明此时有电流通过。也就说明这样一个装置能产生电流。如果我们拿掉盐桥，又会怎么样呢？
（实验演示）拿掉盐桥
[学生]电流表不再偏转
[教师] 电流表指针不偏转说明此时没有电流通过。由此我们可以猜想一下盐桥起了一个什么样的作用
[学生] 构成回路
[教师] 对，眼桥的一个作用就是构成回路。另外呢，随着电流的产生，盐桥中的Cl-会向负极移动，K+会向正极移动。这样溶液中就不会因为Zn2+的产生或者SO42-的积累而带电荷。也就是维持电解质溶液的电荷平衡。这也就是这个装置可以得到稳定持续电流的一个原因。
[教师]我们再一起回顾一下，在Zn-Cu原电池中，Cu做正极，Zn做负极，失去电子变成Zn2+，电子带负电，沿导线向铜片移动。在铜片周围，Cu2+得电子变成Cu单质沉积在铜片上。在溶液中，阴阳离子不断定向移动构成闭合回路。
我们已经分析了原电池的工作原理，如果有一个能自发进行的氧化还原反应，如何把它设计成一个原电池呢？大家不妨以Cu和FeCl3的反应入手，思考一下。提示一下，大家可以从原电池的形成条件上出发来思考。也可以在小组内讨论。
[学生]（思考、讨论）
[教师]请某某同学来和大家分享一下你的成果。
[学生]FeCl3溶液做电解质溶液，Cu做正极。
[教师]回答得很好，设计一个原电池，我们可以根据原电池的形成条件入手。对于Cu和FeCl3的反应，首先我们最好能写出反应的化学方程式或离子方程式。
（板书）Cu+2FeCl3= 2FeCl2+Cu Cl2
Cu+2Fe3+= 2Fe2++Cu2+
[教师] Cu由0价变为+2价，被氧化，发生氧化反应，应该做负极。FeCl3溶液可以用来做电解质溶液。正极材料，我们可以选用碳棒或Pt这样的不和FeCl3溶液反应的导电材料来做。如果我们选用带盐桥的原电池装置。两个半电池的电解质溶液都用FeCl3溶液呢？
[学生]不是
[教师]类比之前的铜锌原电池，锌半电池用的是硫酸锌，而不是硫酸铜。这里是铜半电池，我们是不是可以用CuCl2溶液。再加上一个盐桥。形成闭合回路。Cu和FeCl3反应的原电池就设计出来了。
（小结）
[教师]这节课，我们学习了原电池的工作原理和原电池的设计。大家课后要认真复习，对于原电池电极反应方程如何书写我们下节课继续学习。
（作业）学案P67/68内容
七．板书设计
第四章 电化学基础
第一节 原电池
原电池：讲化学能转换为电能的装置
一. 原电池的形成条件
1.两个电极
2.电解质溶液
3.构成回路
4.自发反应
二．原电池的工作原理
Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu
负极：（Zn）Zn-2e-=Zn2+
正极：（Cu）Cu2++2e-=Cu
盐桥的作用：①构成闭合回路
②维持电荷平衡
三．原电池的设计
根据原电池的形成条件来设计
以Cu和FeCl3的反应为例
负极：Cu
正极：Pt/碳棒
电解质溶液：FeCl3/ CuCl3