《第一节 原电池》教案
安徽省天长市炳辉中学 赵国斌
一、教学目标:1、原电池的工作原理。2、探究构成原电池的条件。3、探究单液电池改进成双液电池 。
二、教学重点:1、盐桥的作用。2、双液原电池的设计
三、教学难点：原电池的工作原理
四、教学过程
【导入】
格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女。当她开怀大笑的时候，人们可以发现她一口整齐洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的——这是她财富的标志；另一颗是不锈钢的——这是一次车祸后留下的痕迹。
另人百思不得其解的是，自从车祸以后，格林太太经常头疼，夜间失眠，心情烦燥……，医生搅尽了脑汁，病情仍未见好转……
一位年轻的化学家来看望格林太太，并为格林太太揭开了病因。
化学家发现了什么？他为格林太太开了一个什么样的药方？
【板书】§4.1 原电池
一、原电池的工作原理
1780年，意大利生物学家伽伐尼(Galvani, L.) 在做青蛙的解剖实验时发现青蛙有抽搐现象。原电池的雏形。
【实验一】:将锌片、铜片插入稀硫酸，有何现象？
【实验二】锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中
讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁，这就是原电池。
【板书】1原电池定义：化学能转化为电能的装置叫做原电池。
【问题探究】问题1:整个装置是如何形成电流的闭合回路的:外电路
问题2：正极的电子来源，正极的氢气来源。
【讲】：为什么会产生电流呢？
【答】：其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应，有电子的转移，但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时，由于分子热运动无一定的方向，因此电声等其他的形式的能量。显然从理论上讲，一个能自发进行的氧化还原反应，若能设法使氧化与还原分开进行，让电子的不规则转移变成定向移动，便能形成电流。所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。
【问】：在锌铜原电池中哪种物质失电子？哪种物质得到电子？
【学生】：活泼金属锌失电子，氢离子得到电子
【问】：导线上有电流产生，即有电子的定向移动，那么电子从锌流向铜，还是铜流向锌？
【学生】：锌流向铜
【问】：当铜上有电子富集时，又是谁得到了电子？
学生：溶液中的氢离子
【讲】：整个放电过程是：锌上的电子通过导线流向用电器，从铜流回原电池，形成电流，同时氢离子在正极上得到电子放出氢气，这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。
【讲】：我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反，所以电流的方向是从铜到锌，在电学上我们知道电流是从正极流向负极的，所以，锌铜原电池中，正负极分别是什么？
学生：负极（Zn） 正极（Cu）
【讲】：我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理，又叫电极方程式或电极反应。一般先写负极，所以可表示为：
负极（Zn）：Zn－2e＝Zn2＋ （氧化）
正极（Cu）：2H＋＋2e＝H2↑（还原）
【讲】：其中负极上发生的是氧化反应，正极上发生的是还原反应，即负氧正还。
注意：电极方程式要①注明正负极和电极材料 ②满足所有守衡。
总反应是：Zn+2H+=Zn2++H2↑
【讲】：原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。
【转折】：可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液，及导线。那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢？
【学生】：当然能，生活中有形形色色的电池。
【过渡】：也就是构成原电池要具备怎样的条件？
二、原电池的构成条件
1、有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极
2、电极材料均浸入电解质溶液中，
3、一个自发进行的氧化还原反应
4、两极相连形成闭合电路
【格林太太的病因】由于金与铁（钢的主要成分）是活泼性不同的两种金属，唾液中含有电解质，故构成了原电池，产生了微小的电流，使得格林太太头痛，因此必须换掉其中的一颗假牙。
【想一想，练一练】
三、探究单液电池改进成双液电池。
【导入】：请根据反应：Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu设计一个单液原电池，并进行实验。
【实际实验现象】：1.电流表指针发生偏转，但不稳定。2.两个电极上都有红色物质生成
【分析】：由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，锌片失去的电子一部分经导线传递到铜片表面，另一部分电子直接传递给硫酸铜溶液中的Cu2+,铜在锌片表面析出，锌片表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。
【思考】：如何才能得到持续稳定的电流？在原有实验基础上进行改进，设计成一个能产生持续稳定电流的原电池
【双液电池的优点】：能产生持续、稳定的电流
【盐桥】盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。
【盐桥的作用】可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。
盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。 导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。
【半电池与半反应】 此原电池是由两个半电池组成的（锌和锌盐溶液构成锌半电池，铜和铜盐溶液构成铜半电池）；半电池中的反应就是半反应,即电极反应。
【小结】：将原电池反应中的氧化反应与还原反应分开在两个不同区域内进行，再以适当的方式连接起来，从而获得了稳定持续的电流。
【设计双液电池】：请利用：Cu+2AgNO3 = Cu(NO3)2+2Ag 的反应原理，设计一个能产生电流的原电池装置，并写出两个电极上的电极反应。
解析：1、根据氧化还原反应电子转移判断电极反应
根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液
负极：Cu – 2e- = Cu2+ 正极：2Ag+ + 2e- = 2 Ag
电极：负极是Cu，正极可以是Ag或C等，电解质溶液： AgNO3 或者： Cu(NO3)2 、AgNO3
【巩固练习】：利用此氧化还原反应Cu + 2 FeCl3 = CuCl2+ 2FeCl2来设计原电池，写出电极反应式。并画出装置图。
Zn
Cu
硫s酸铜
硫酸铜
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