高中化学必修第二册《实验活动6 化学能转化成电能》教学设计

化学能转化为电能
【学习目标】
1.初步认识原电池的原理和一般构成条件；
2.培养实验操作能力、观察能力、科学的学习方法和创造性思维和探究能力，以及提出问题、分析问题和解决问题的能力；
3.应用辩证唯物主义的思维方法，抓住氧化还原反应是原电池工作原理的本质。通过实验不断体现出由实践—认识—再实践—再认识的认知过程。
【学习重难点】
重点：初步认识原电池的原理和一般构成条件。
难点：培养实验操作能力、观察能力、科学的学习方法。
【学习过程】
[课前准备]
生活中常用到电池，电池怎样把化学能转化为电能呢？
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一、化学能转化为电能
（一）原电池原理探究
分组进行下列实验并完成表格
实验1 将一块锌片和一块铜片分别插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。
实验2 将一块锌片和一块铜片同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。
实验3 用导线把锌片和铜片连接，再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。
实验4 在锌片和铜片之间连接一个电流计后，再同时插入装有稀硫酸溶液的烧杯中，观察实验现象。
实验现象 结论
实验1 锌片上_____________。 铜片上_____________。 化学方程式：_____________， 说明金属活动性性：Zn________Cu。
实验2 锌片上_____________。 铜片上_____________。
实验3 铜片上_____________。
实验4 电流计指针________。 产生了_____________。
原电池的定义：我们称__________________________的装置为原电池
（二）原电池工作原理：以Zn、Cu原电池为例
项目 Zn Cu
电极反应
电子得失
反应类型
电极性质
总反应
能量转化
（三）原电池的构成条件
1.必须是_______________溶液；
2.两个电极，其中一个相对较___________的金属为负极，另一个相对较__________的金属或非金属导体为正极。两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中去。
3.能自发地发生_____________反应。
4.形成闭合回路。
说明：①构成原电池的四个基本条件是相互联系的，不能孤立、片面地理解，在四个基本条件当中，氧化还原反应是核心；
②判断某装置是否为原电池，要以构成原电池的基本条件为判断标准，不能仅凭装置的外形下结论；
③构成原电池的基本条件是进行原电池设计的基本依据。
①下列哪些装置可以构成原电池？并写出电池总反应。
__________________________________________
逐一分析不能构成原电池的装置的原因。②把a、b、c、d 4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，d极上产生大量气泡；a、c相连时，电流由c经导线流向a；b、d相连电子由d经导线流向b，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为（ ）
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a
③在伦敦上流社会，有一位贵族夫人格林太太，幼年时因蛀牙补过一颗不锈钢的假牙。不料后来，她又因为车祸掉了一颗牙，为了显示她的富有，她装了一颗黄金假牙。自此以后，她就经常出现头痛、失眠、心情烦躁等症状。更奇怪的是，众多的医学专家为她检查后，都找不到病因。格林太太的病因到底是什么呢？你能用今天所学的知识帮她解决吗？
（四）原电池原理的应用--金属的腐蚀及防护
吸氧腐蚀 析氢腐蚀
负极反应
正极反应
总反应
铁锈的形成：Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3
[精练反馈]
1.对于原电池的电极名称叙述错误的是（ ）
A.发生氧化反应的为负极 B.正极为电子流入的一极
C.比较不活泼的金属为负极 D.电流的方向由正极到负极
2.茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中（ ）
①铝合金是正极　②铝合金是负极　③海水是电解液　④铝合金电极发生还原反应
A.②③ B.②④ C.①② D.①④
3.下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是（ ）
4.如图所示，两电极一为碳棒，一为铁片，若电流表的指针发生偏转，且a极上有大量气泡生成，则以下叙述正确的是（ ）
A.a为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸
B.b为负极，是铁片，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
C.a为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸
D.b为正极，是碳棒，烧杯中的溶液为硫酸铜溶液
5.如右图所示，烧杯中盛的是水，铁圈和银圈直接相连，在接头处用一根绝缘细丝吊住，并使之平衡。小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液，反应一段时间后，观察到的现象是（ ）
A.两圈仍保持平衡 B.有气泡产生，两圈摇摆不定
C.铁圈向下倾斜 D.银圈向下倾斜
6.有甲、乙两位学生均想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，两人均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6 mol/L H2SO4溶液中，乙同学将电极放入6 mol/L的NaOH溶液中，如下图所示。
（1）写出甲池中正极的电极反应式：
正极：__________________________________________________________。
（2）写出乙池中负极的电极反应式和总反应的离子方程式：
负极：______________________________________________________________。
总反应的离子方程式：__________________________________________________。
（3）如果甲与乙同学均认为“构成原电池的电极材料如果都是金属，则构成负极材料的金属应比构成正极材料的金属活泼”，则甲会判断出________活动性更强，而乙会判断出________活动性更强（填写元素符号）。
（4）由此实验，可得到如下哪些正确结论？（ ）
A.利用原电池反应判断金属活动顺序时应注意选择合适的介质
B.镁的金属性不一定比铝的金属性强
C.该实验说明金属活动顺序表已过时，已没有实用价值
D.该实验说明化学研究对象复杂、反应受条件影响较大，因此应具体问题具体分析
（5）上述实验也反过来证明了“直接利用金属活动顺序表判断原电池中的正负极”这种做法________(“可靠”或“不可靠”)。如不可靠，请你提出另一个判断原电池正负极的可行实验方案__________________________________________________________（如可靠，此空可不填）。