高中化学选修4《化学反应原理》第四章第一节
《原电池》学情分析
学生此前通过必修阶段的电化学部分知识的学习，已经初步掌握了原电池的定义、工作原理和构成条件。同时，对于原电池的实验操作的相关技能和规范也有了了解，可以说对原电池的学习已经有了一定的基础。同时，作为高二理科班的同学也有相对较强的实验观察能力、科学研究能力和问题分析能力，对化学的学习也有较为浓厚的兴趣，尤其是对于与“电”这一日常生活中最常见元素之一的知识的学习，更容易激发学生探究思考，并进一步学习理论知识的热情。但目前的高中学生往往容易固守原有的知识，在打破对原有原电池的认识，发现简单原电池存在的缺点，从而引入盐桥的概念，构建新的原电池装置上可能存在一些学习的困难。
?【学法指导?】
一定的学习方法实际上是能力与素质的表现形态，掌握科学的学习方法就是具有对知识的学习能力、选择能力和创造能力。结合本单元教学内容特点，对学生总体进行以下学法指导：?
指导学生掌握观察现象的方法；?
（2）让学生自己做实验，并学会对实验进行归纳总结；
?（3）帮助学生抓住关键，掌握重点。???
当然，对于基础较为扎实，学习能力较强的学生，教师只需进行适当的引导，就能使其通过观察、分析实验现象发现并进一步思考解决问题，学习掌握盐桥的相关知识，并提高其利用所学知识分析问题、解决实际问题的能力。同时也能很快掌握如何判断原电池正负极的规律。
而对于学习能力稍差的学生，教师则应该充分发挥主导作用，对本节课的重点知识进行较为深入的剖析和解释，各个击破，从盐桥的作用、工作原理入手，并进一步从方法上详细指导学生分析实验现象，加强学生对信息的处理、加工能力，归纳总结的能力，从而也能达到预期的学习目标。?
高中化学选修4《化学反应原理》第四章第一节
《原电池》学习效果分析单
课题
原电池
姓名
学习目标
组别
重难点
时间
课堂
笔记
要点
学习效果反馈
自主学习
通过自主学习，能否按照学习要求完成学案上相应的学习任务及分配任务
完全可以
自主学习后未完成内容
基本可以
难度较大
无能为力
小组交流
通过小组合作交流，能否解决自主学习中遗留的问题
完全解决
小组交流后未完成内容
基本解决
收获很少
未能解决
点拨精讲
通过观听老师的讲解之后，能否解决未完成问题
完全解决
讲解之后仍旧未能完成内容
基本解决
收获很少
未能解决
错题积累
1、知识方面
2、能力方面
本课反思
高中化学选修4《化学反应原理》第四章“电化学基础”
第一节 电化学
一．学习目标
1．知识与技能：
（1）在必修2的学习基础上，进一步学习原电池的工作原理，探究简单（单液）原电池的不足和改进。
（2）学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。
（3）形成完备的原电池概念，理解构成原电池的条件，掌握电极反应式的书写。
2．过程与方法：
（1）经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本
方法，提高科学探究的能力。
（2）能对自已探究原电池概念及形成条件、设计及改进的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提
高自主学习化学的能力。
3．情感态度与价值观：
（1）发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化
学世界的奇妙与和谐。
（2）赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成正确的能源观。
二．重点：
（1）进一步了解原电池的工作原理。
（2）能够写出电极反应式和电池反应方程式。
难点：盐桥的认识
【学习过程】
学生活动
概括归理
每
课
一
题
请按要求填空：
①注明此原电池的正极和负极
②注明外电路中电子的流向和电流方向
③写出两个电极上的电极反应式
④写出该原电池反应的总反应离子方程式
原电池的结构：
一、
原
电
池
原
理
二、
原
电
池
的
设
计
与
改
进
课
堂
总
结
【问题1】在该原电池中，较活泼的金属极上发生什么反应？较不活泼的金属极上发生什么反应？
【问题2】原电池反应的本质是什么反应？
【问题3】该原电池产生电流时，溶液中的阴、阳离子移向什么极？
【问题4】该原电池工作一段时间后，你会观察到什么现象？ 溶液的pH将发生什么变化？
[小结]
1．电极反应：
负极：
正极：
2．电子流向：
3．离子流向：
[针对性练习1]下列装置属于原电池的是（ ）
【问题5】原电池的构成条件是什么？
[针对性练习2] 下列关于原电池的正负极叙述正确的是（ ）
A．构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属。
B．在原电池的电解质溶液中，阳离子移向的电极是正极。
C．在原电池中，电子流出的一极是负极，该电极被还原。
D．原电池放电时，电流的方向是从负极到正极。
【问题6】你可以从那些方面来判断原电池的正负极？
[针对性练习3]把a、b、c、d四块金属片浸入稀酸中，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，电流由d到c；a、c相连时c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的顺序为 （ ）
A．a＞b＞c＞d B．a＞c＞d＞b
C．c＞a＞b＞d D．b＞d＞c＞a
[针对性练习4]下列各变化中不属于原电池反应的是（ ）
A．在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层
B．镀锌铁表面有划损时，仍然能阻止铁被氧化
C．盐酸与NaOH溶液发生中和反应生成NaCl
D．锌与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液可使反应加快
【问题7】原电池反应的应用方面有那些？
[针对性练习5]请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+设计成一个原电池。
【问题8】人们发现，按此方法设计的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？
[实验演示]：单液原电池
[双液原电池（带盐桥）]
【问题9】阅读课本，盐桥的组成是什么？
【问题:10】盐桥的作用是什么？
【问题11】对比单液原电池和双液原电池的优缺点？
【问题12】分析单液原电池和双液原电池的优缺点对比，思考影响原电池放电能力的因素有那些？
[针对性练习6]一个完整的氧化还原反应可以拆分，写成两个“半反应”式，一个是“氧化反应”式，一个是“还原反应”式。如氧化还原反应：
2FeCl3 + Cu = 2 FeCl2? + CuCl2，
可以写成：氧化反应 Cu－2e－＝Cu2+
还原反应 2Fe3++2e－＝2Fe2+
（1）请将此反应设计成带盐桥的原电池，
画出装置图
（2）根据以上信息将反应
2Ag+ + Cu== Cu 2+ + 2Ag
拆分成两个“半反应式”：
氧化反应：
还原反应：
（3）依据氧化还原反应：2Ag+ +Cu＝Cu2++2Ag设计的原电池如图所示。
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，电极反应为 ； X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。
一．原电池原理：
1、本质
2、工作原理
3、构成条件
4、两极判断和应用
二．原电池的设计与改进：
1、不足
2、改进
3、影响原电池放电能力的因素
结论1：
小结：
结论2：
（1）
（2）
（3）
（4）
结论3：
结论4：
结论8：
结论5：
结论：
反
馈
检
测
【反馈检测】：
1．下列关于原电池的叙述中，正确的是（ ）
A．原电池中，正极失去电子，负极得到电子
B．形成原电池时，在负极上发生氧化反应
C．原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动
D．电子从负极流向正极
2．在用Zn、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法中正确的是（ ）
A．锌片是正极，铜片上有气泡产生
B．电流方向是从锌片流向铜片
C．溶液中H2SO4 的物质的量减少
D．电解液的pH保持不变
3．某原电池总反应的离子方程式为：2Fe3+＋Fe＝3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是（ ）
A．正极为Cu，负极为Fe，电解质为FeCl3溶液
B．正极为C，负极为Fe，电解质为Fe(NO3)3溶液
C．正极为Fe，负极为Zn，电解质为Fe2(SO4)3溶液
D．正极为Ag，负极为Fe，电解质为CuSO4 溶液
4．用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（ ）
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：Ag++e—==Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A. ①② B. ②③
C. ②④ D. ③④
5．在如图所示装置中，观察到电流计偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是（ ）
高中化学选修4《化学反应原理》第四章第一节
《原电池》教材分析
本节课的教学内容“原电池”，是人教版普通高中课程标准实验教科书，化学选修4《化学反应原理》中第四章电化学基础的第一节内容。
高中选修阶段的化学学习，是在必修阶段的相关知识的基础上进一步的提高深化。
电化学这一章属化学能的转化知识范畴，之所以将化学能与电能的转化和化学能与热能的转化分列选修课本的第一章和最后一章，一方面是由于从学习内容的难易程度上来看，化学能与热能的转化相对简单，学生在初中和高中必修阶段都有了较多的涉及且有比较丰富的生活经验，而电化学部分相对显得抽象，学生理解起来存在困难，比较难以掌握。另一方面，电化学一章的知识有涉及到弱电解质的相关内容，因此将其安排在了全书的最后一章。
选修阶段的电化学部分的内容为学生提供了一个较为完整和系统的电化学原理相关知识，也为学生理解和运用电化学的知识奠定了基础。
本节课将实验探究充分融入到理论知的学习过程当中，让学生经历科学探究的过程，为学生进一步提高科学探究能力创设了平台。同时，充分联系原理在实际生产生活中的运用，让学生体会到化学的运用，让学生体会到化学的有用性，体会科学、技术、社会与环境的密切关系，达到提高学生科学素养的目标。
学生在本节课的学习中，课本从学生已有的知识基础入手，进一步深化巩固原电池的工作原理及其构成条件，并随之引入盐桥的概念，结合实验探究和理论探究，学习盐桥的作用，并从微观上了解掌握盐桥的工作原理的本质；在教师的引导下，能会判断原电池的正负极和正确书写电极反应式；进一步了解原电池的本质和实质应用，为后续较为深入的学习化学电源、燃料电池等打下基础。
【教法选择】
本节课的教学主要体现新课程“教与学并重”的理念，将学生的主体作用与教师的主导作用相结合，同时根据本节课的教学目标、教材特点以及学生的认知心理和认知规律，采用目标教学模式，运用讲授、引导探究、实物展示、实验、多媒体等多重形式辅助教学的方法。?
（1）讲授：结合实验、讨论等学生活动及课本知识进行分析、讲解，为学生的学习打好基础。?
（2）引导探究：教师通过给出问题，引导学生进行思考及分组讨论，让学生通过合作交流得出结论，归纳要点。?
（3）实物展示：通过实物展示，让学生更直观地了解盐桥及加入盐桥后的原电池的基本构造。???
（4）演示实验：通过演示实验让学生在做中学，提高实验操作能力也让学生更加注重理论与实践的结合，也激发学生学习兴趣。?
（5）??多媒体：运用多媒体动画演示，将抽象、难以理解的知识，如使得加入盐桥后的原电池的工作原理等变得较为直观，有利于学生理解本节课的内容。?
观评记录单
学科
高二化学
姓名
教材版本
人教版
课题
《原电池》
观察视点
观察记录
1．问题切入：
是否布置学生通过问题思考练习，回顾旧知识，发现或提出新问题？
2.学思结合：
是否引导学生思考教学内容，并主动发现、提出问题？
3.合作学习：
是否有效组织、汇报交流、点拨指导？
4.聆听心声：
教师能否细心聆听学生不同意见，然后灵活积极回应？
5.情境导入：
是否创设情境，激发兴趣，引导学生主动学习？?
6.活动作业：
学生活动、作业时间、内容、效果，活动的交流与指导
7.学法指导：
学生用工具、记笔记、抓要领、做小结、做对比等情况
补充视点：
教学改进建议：
高中化学选修4《化学反应原理》第四章第一节
《原电池》评测练习
时间：45分钟 分值：100分
一、选择题（本题包括10小题，每小题5分，共50分，每小题只有一个正确答案）
1．下列左下图中的装置不可以组成原电池的是( )
2．如右图所示装置，下列说法正确的是( )
A．Cu为正极，Cu片上发生还原反应
B．Cu为正极，Cu片上发生氧化反应
C．Cu为负极，Cu片上发生还原反应
D．Cu为负极，Cu片上发生氧化反应
3．用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂—KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是( )
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极；②正极反应为：Ag＋＋e－===Ag；③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作；④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①② B．②③
C．②④ D．③④
4．下列自发反应不可用于设计成原电池的是( )
A．CaCO3＋2HCl===CaCl2＋CO2↑＋H2O
B．2CH3OH＋3O2===2CO2＋4H2O
C．Zn＋2HCl===ZnCl2＋H2↑
D．4Al＋3O2＋6H2O===4Al(OH)3
5．有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入B的盐溶液里，无明显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是( )
A．D>C>A>B B．D>A>B>C
C．D>B>A>C D．B>A>D>C
6．下列叙述正确的是( )
A．反应AlCl3＋4NaOH===NaAlO2＋3NaCl＋2H2O，可以设计成原电池
B．Zn和稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液能加快产生H2的速率
C．把Fe片和Cu片放入稀硫酸中，并用导线把二者相连，观察到Cu片上产生大量气泡，说明Cu与H2SO4能发生反应而Fe被钝化
D．金属镀层破损后，镀锌铁比镀锡铁更容易被腐蚀
7．获得“863”计划和中科院一百人计划”支持的环境友好型铝碘电池已研制成功，电解质为AlI3溶液，已知电池总反应为：2Al＋3I2===2AlI3。下列说法不正确的是( )
A．该电池负极的电极反应为：Al－3e===Al3＋
B．电池工作时，溶液中的铝离子向正极移动
C．消耗相同质量的金属，用锂作负极时，产生电子的物质的量比铝多
D．正极的电极材料是单质碘
8．如图所示装置中观察到电流计指针偏转，M棒变粗，N棒变细，由此判断下表中所列M、N、P物质，其中可以成立的是( )
M
N
P
A
锌
铜
稀硫酸溶液
B
铜
铁
稀盐酸溶液
C
银
锌
硝酸银溶液
D
锌
铁
硝酸铁溶液
9．有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：
实验
装置
部分实
验现象
a极质量减小
b极质量增加
b极有气体产生
c极无变化
d极溶解
c极有气体产生
电流从a极
流向d极
由此可判断这四种金属的活动性顺序是( )
A．a>b>c>d B．b>c>d>a
C．d>a>b>c D．a>b>d>c
10．如图所示装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡，小心地从烧杯中央滴入CuSO4溶液。片刻后可观察到的现象是（指悬吊的金属圈）( )
A．铁圈和银圈左右摇摆不定
B．保持平衡状态不变
C．铁圈向下倾斜
D．银圈向下倾斜
二．填空题（本题共4小题，共50分）
11．（12分）某同学根据Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu设计成一个原电池，某装置如右图所示。回答下列问题：
（1）电极A上所发生的电极反应式为：__________________。
（2）乙池中的电极材料B是________________________。
（3）盐桥中K＋向________填（“甲”或“乙”）移动。
12．（14分）依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)===Cu2＋(aq)＋2Ag(s)设计的原电池如图所示。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 ；
X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．(12分)已知电极材料：铁、铜、银、石墨、锌、铝；电解质溶液：CuCl2溶液、Fe2(SO4)3溶液、硫酸。按要求回答下列问题：
（1）电工操作上规定：不能把铜导线和铝导线连接在一起使用。请说明原因
。
（2）若电极材料选铜和石墨，电解质溶液选硫酸铁溶液，外加导线，能否构成原电池？
。
若能，请写出电极反应式，负极：_________________，正极：_______________。（若不能，后两空不填）
（3）请设计一种以铁和稀硫酸反应为原理的原电池：
（要求画出装置图、标明电极材料及电池的正、负极）
14．（12分）某学习小组欲探究原电池的形成条件，按如图所示装置进行实验并得到下表实验结果：
实验序号
A
B
烧杯中的液体
灵敏电流计指针是否偏转
1
Zn
Zn
乙醇
无
2
Zn
Cu
稀硫酸
有
3
Zn
Zn
稀硫酸
无
4
Zn
Cu
苯
无
5
Cu
C
氯化钠溶液
有
6
Mg
Al
氢氧化钠溶液
有
分析上述实验，回答下列问题：
（1）实验2中电流由________极流向________极（填“A”或“B”）
（2）实验6中电子由B极流向A极，表明负极是________(填“镁”或“铝”)电极。
（3）实验5表明________。
A．铜在潮湿空气中不会被腐蚀 B．铜的腐蚀是自发进行的
（4）分析上表有关信息，下列说法不正确的是________。
A．相对活泼的金属一定作负极
B．失去电子的电极是负极
C．烧杯中的液体必须是电解质溶液
D．原电池中，浸入同一电解质溶液中的两个电极，是活泼性不同的两种金属(或其中一种非金属)
参考答案：
1.C 2.A 3.C 4.A 5.B 6.C 7.D 8.C 9.C 10.D
11.（1）Cu2＋＋2e－===Cu （2）Zn （3）甲
12.（1）Cu AgNO3溶液
（2）正 Ag＋＋e－===Ag↓ Cu－2e－===Cu2＋
（3）X(或Cu) Ag
13.（1）二者连接在一起时，接头处在潮湿的空气中形成原电池而被腐蚀
（2）能 Cu－2e－===Cu2＋ 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋
（3）如右图
14．（1）B A （2）铝 （3）B （4）A
高中化学选修4《化学反应原理》第四章第一节
《原电池》教学反思
本节课的教学希望能充分体现了新课程理念，实验探究与思维探究并重，注重培养学生的自主探究能力，注重学生的个性体验，充分调动了学生的积极性和主观能动性。教师通过学生能实际生活中所能接触的事物入手，让学生学会在生活中思考，在思考中理解化学知识，充分发挥学生主体地位，强化思维加工和知识获取的过程，让学生在自主探究和问题的驱动下感悟知识、形成方法，使知识结构化，让学生在获得知识的同时，学会获得知识的方法。同时，课堂上充分利用现代化多媒体技术的优势，将抽象难懂的知识点通过动画等手段向学生展现，有利于学生的理解。此外课堂有较好的师生互动，在增进师生默契的同时，也在提高学生的综合素质和科学素养。课堂内容概念入手，探究工作原理，由易到难，逐步深入，让学生在一步步探究学习中学好本节课的相关知识。
高中化学选修4《化学反应原理》第四章第一节
《原电池》课标分析
【课标分析】
课程标准对电极电势等概念不作要求，在理论方面控制了知识深度。
②氧化还原理论和金属活动性顺序，以及物理学中的电学知识，已对有关问题进行一些定性的介绍和分析。
③本节课重在对原电池中正、负电极的判断，设计原电池时对正、负电极材料和电解质溶液的选择以及对电极反应产物的判断等。
【学习目标】
1．知识与技能：
（1）在必修2的学习基础上，进一步学习原电池的工作原理，探究简单原电池的不足和改进。
（2）学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。
（3）形成完备的原电池概念，理解构成原电池的条件，掌握电极反应式的书写。
2．过程与方法：
（1）经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本
方法，提高科学探究的能力。
（2）能对自已探究电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习化学
的能力。
3．情感态度与价值观：
（1）发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界和奇妙与和谐。
（2）赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题，逐步形成正确的能源观。
【重点难点】
1．重点：（1）进一步了解原电池的工作原理。
（2）能够写出电极反应式和电池反应方程式。
2．难点：盐桥的认识
盐桥是在选修阶段引入的新概念，也是本节课教学内容的核心，是最重要的内容。同时，原电池也是高中阶段电化学部分知识的重点之一，因此在进一步学好原电池工作原理、构成条件的基础上，学习掌握利用盐桥的方式改进简单原电池的不足，以及盐桥的工作原理是本节课的重点。同时，电极反应方程式是对于原电池工作原理的符号表征，因此能够正确判断原电池正负极并写出相应电极反应方程式也是本节课的重点之一。?
而对于盐桥这样一种新鲜的事物，教师要通过引导让学生充分理解引入盐桥的原因，盐桥所能起到的作用，并分析其工作的原理。虽然学生有了一定的理论基础，但是要打破原有的知识内容，建构这样一种新的装置对与学生来说还是有一定的困难，因此将其列为本节课的教学难点。
