人教版化学选修四第四章第一节原电池教案

第一节 原电池
【教学目标】
知识与技能：
1. 了解原电池的概念、工作原理、形成条件，理解盐桥的作用。
2．会写简单的电极反应式和原电池总反应。
3．能初步判断原电池输出能力的大小。
4. 会设计一些简单的原电池。
过程与方法：
通过探究原电池的工作原理、形成条件、盐桥作用，学习科学探究的基本方法。
情感态度与价值观：
在探究学习的过程中，体验追根究底、锲而不舍的探究精神并体验成功的乐趣。
【教学重点】
原电池的工作原理、形成条件、盐桥的作用、原电池设计。
【教学难点】
原电池的工作原理、设计原电池
【教学方法】
实验探究法─—通过实验、分析、讨论、总结、应用等过程，引导学生观察、思考、推理、探究。
【教学设想】
本节教学用实验探究法，结合多媒体辅助教学，引导学生观察、分析、实验现象，通过讨论得出结论，做到以教师为主导，学生为主体，教材为主线，思维为中心。
【教学过程】
第一节 原电池
【引入】“橙子充电”视频引入“水果电池”。
【探究实验一】提供材料：番茄、铜丝、铁钉、导线、电流表（G）。模仿视频中的实验组装一个装置，以证明有电流产生。
现象：电流计指针发生偏转。说明有电流产生。
【教师】这种装置就是我们本节课要研究的课题“原电池”。
一、原电池的概念：化学能转化为电能的装置。
【过渡】“水果电池”为什么能够产生电流呢？要研究问题，我们要找个能替代水果的试剂，刚才在视频中看到，“感觉有点酸”“有了点想法”，所以我们可以试用常见的硫酸来代替水果，以便我们能够观察到里面的反应现象，进而来研究原电池产生电流的原理。
【探究实验二】提供的物品：锌片、铜片、稀硫酸、导线、电流表（A）。
实验现象：1.电流表指针发生偏转，说明有电流产生。2. 锌片、铜片上都有气泡。
断开联接后的现象：1.电流表指针不发生偏转。2锌片上都有气泡，铜片上没有气泡。
二、原电池的工作原理
【学生提问，师生互动讨论解答】
问题：如产生的气体是什么？铜片上为什么有气泡？或为什么锌片、铜片上都有气泡？或为什么会有电流？或溶液中的电荷是如何传递的呢？


【板书】
Cu电极：2H++2e－= H2↑（还原反应）
Zn电极：Zn-2e－= Zn2+(氧化反应)
电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
H+移向铜片，SO42-移向锌片（内电路）

【探究实验三】提供一节干电池，请设计实验判断锌铜原电池的正负极。

【归纳总结】















该原电池总反应的化学方程式：______________________________________。
该原电池总反应的离子方程式：______________________________________。
三、原电池的形成条件
【探究实验四】（用A表）前提：_________________________________。
组别 实验装置的变化 电流指针是否偏转 形成条件
1 两个锌片插入稀硫酸 1.要有___________的电极
2 锌片、碳棒插入稀硫酸
3 锌片、碳棒插入酒精 2.要有_______________
4 锌片、碳棒分别插入两杯稀硫酸 3.要形成_______________
【巩固练习】
下列哪几个装置能形成原电池？


【观察与思考】该原电池的弱点：1.____________________,2.____________________
【思考与交流】
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，又不能长期保存，因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？
（提示：刚才的实验中锌与H2SO4 溶液直接接触）
【回答】把锌与稀硫酸溶液。
【提问】分开后，锌的烧杯里加什么物质？
【投影】加金属对应的盐溶液
【探究实验五1】
把锌片和铜片与电流表用导线连通，然后把锌片放入硫酸锌溶液中，把铜片放入稀硫酸溶液中，电流表（用G表）指针会发出偏转吗？为什么？
【回答】不会，因为构不成闭合回路。
（提示：从微观的角度）
那怎么解决这个问题呢？
【回答】搭桥
【探究实验五2】
【思考】什么物质能作为离子通道，让Zn2+、SO42-沿着它移动呢 ？（提示：能吸水的物质就能让溶液沿着它移动，就能让离子沿其运动）


用提供的材料把两烧杯连通，观察现象：_______________________________
【提问】通过实验，设想成立，但电流微弱，为什么？
【回答】电流小，单位时间内通过的电量小。
【探究实验五3】
【思考】那如何改进增加单位时间内转移的电荷量？
（提示：要是有一份充满了离子的溶液，能和两个烧杯连通，则就能同时向两边补充阴阳离子）见右图：


【提问】现象是什么？能说明什么问题？
【回答】电流大、稳定，设计成功了。
【思考与交流】
改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？（附 盐桥制法：将热的琼胶溶液倒入U形管中，将冷却后的U形管浸泡在饱和KCl溶液中即可。）
四、盐桥的作用
【投影】盐桥工作示意图
五、原电池输出电能的能力
【实验探究六】1. 比较下列两个原电池输出电流的大小（电解质浓度相同）
【结论一】电极一样的情况下，溶液中物质的氧化性越____，原电池输出电能的能力越___


2. 比较下列四个原电池输出电流的大小

【结论二】正极及电解质溶液一样的情况下，负极物质的还原性越_____，原电池输出电能的能力越______。相反，负极及电解质溶液一样的情况下，正极物质还原性越_____，原电池输出电能的能力越______。

K、Ca、Na 、Mg 、Al 、Zn 、Fe 、Sn 、Pb 、H 、Cu 、Hg 、Ag、Pt、Au

结论：原电池输出电能的能力取决于组成原电池的反应物的_________能力。
【小结】经过上面的学习，我们初步学会研究的思路：实验探究→温故知新→发现问题→解决问题→规律提升→知识应用。
【学以致用】
1.根据下式所表示的氧化还原反应设计一个原电池：
Zn （s）+ Fe 2+ （aq） ＝Zn2+ （aq） + Fe（s）
（1）装置采用烧杯和盐桥，画出此原电池的装置图
（2）注明原电池的正极和负极
（3）注明外电路中电子的流向
（4）写出两电极上的电极反应
【总结】电化学不仅要研究化学能与电能的转化，还要研究过程和效率。最早的电池是伏打电池，发明于1800年，距今有200多年的历史，200多年来经过一系列的改进，形成了现在各种新颖电池，当然跟其它的技术一样，发展不是一帆风顺的，成功需要付出。用马克思的一名话结束本课，与同学们共勉：在科学上没有平坦的大道，只有不畏劳苦艰险沿着陡峭山路攀登的人，才有希望达到光辉的顶点。
























































阴离子流向_______极

阳离子流向_______极

负极：___________(______反应)

正极：____________(______反应)