2.2.1原电池
巩固练习
1.
下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的是（
）
A．2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑
B．2H2+O2=2H2O
C．Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑
D．CH4+2O2=CO2+2H2O
2.
关于原电池的叙述中正确的是( )
A．构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属
B．原电池是将化学能转变为电能的装置
C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质生成
D．原电池的正极是还原剂发生反应，总是溶液中的阳离子在此被还原
3.
下列装置能形成原电池的是
( )
A．①②③⑦⑧
B．①②⑤⑥
C．①②③④
D．①②③⑥⑦
4.
选用下列试剂和电极：稀硫酸、Fe2(SO4)3溶液、铁棒、铜棒、铂棒，组成如图所示的原电池装置(只有两个电极)，观察到电流表A的指针均明显偏转，则其可能的组合共有( )
A．6种
B．5种
C．4种
D．3种
5.如图是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后，在读书卡片上记录如下，其中正确的是( )
①Zn为正极，Cu为负极；
②H＋向负极移动；
③电子是由Zn经外电路流向Cu；
④Cu极上有H2产生；
⑤若有1
mol电子流过导线，则产生的H2为0.5
mol；
⑥正极的电极反应式为Zn－2e－===Zn2＋
A．①②③
B．③④⑤
C．④⑤⑥
D．②③④
6.将纯锌片和纯铜片按下图所示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是
( )
A．两个装置都构成了原电池
B．甲装置构成了原电池，乙装置没有构成原电池
C．两烧杯中的锌片上都有大量气泡产生
D．产生气泡的速率甲比乙慢
7.
下列有关能源的说法错误的是
( )
A．风能是人类通过风车等工具获取的能源，但属于一次能源
B．在即将到来的新能源时代，核能、太阳能、氢能将成为主要能源
C．月球土壤中含有丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核能的重要原料
D．原电池把化学能直接转化为电能，所以由原电池提供的电能是一次能源
8.下列叙述中正确的是
( )
A．原电池的负极发生得电子的还原反应
B．原电池中较活泼的金属作正极
C．原电池中的电极一定要由两种不同的金属组成
D．原电池中发生氧化反应的电极是负极
9.
下列关于原电池的叙述中正确的是
( )
A．正极和负极必须是两种不同的金属
B．电子流入的一极为正极
C．原电池工作时，正极和负极上发生的都是氧化还原反应
D．锌、铜和盐酸构成的原电池工作时，锌片上有6.5
g锌溶解，正极上就有0.1
g氢气生成
10.现有如下两个反应：(A)KOH＋HCl===KCl＋H2O，(B)Fe＋Cu2＋===Fe2+＋Cu。
(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池___________________________。
(2)如果不能，说明其原因__________________________________________。
(3)如果可以，则写出正、负极材料、其电极反应式、反应类型(“氧化反应”或“还原反应”)：
负极：________，________________，________。
正极：________，________________，________。
11.(1)把一块纯净的锌片插入装有稀硫酸的烧杯里，可观察到锌片上有气泡，再平行插入一块铜片，可观察到铜片上____________(填“有”或“没有”)气泡产生，再用导线把锌片和铜片连接起来，组成一个原电池，负极为____________，正极的电极反应式为_________________________。
(2)如果烧杯中最初装入的是500mL
2mol·L－1的稀硫酸，构成铜锌原电池(假设产生的气体没有损失)，当在标准状况下收集到11.2
L的氢气时，则此时烧杯内溶液中溶质的物质的量浓度应为(溶液体积变化忽略不计)_____________________________________________。
12.
铁及铁的化合物应用广泛，如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：________。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池，请画出原电池的装置图，标出正、负极，并写出电极反应式。正极反应：________，负极反应：_____________。
13.
如图所示的装置，在盛有水的烧杯中，锌圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地往烧杯中央滴入CuCl2溶液。
(1)片刻后可观察到的现象是(指悬吊的金属圈)_______________。
A．锌圈和银圈左右摇摆不定
B．保持平衡状态不变
C．锌圈向下倾斜
D．银圈向下倾斜
(2)产生上述现象的原因是__________________________________________。
(3)写出反应的化学方程式：_________________________________________。
2.2.1原电池
巩固练习答案
1.C
2.B
3.A
4.B
5.B
6.B
7.D
8.D
9.B
10.
【答案】(1)(A)不能，(B)可以 (2)(A)为非氧化还原反应，没有电子转移 (3)Fe Fe－2e－===Fe2＋ 氧化反应 碳棒、Cu、Ag
(任选一) Cu2＋＋2e－===Cu 还原反应
11.
【答案】(1)没有 锌片 2H＋＋2e－===H2↑
(2)c(H2SO4)＝1mol·L－1，c(ZnSO4)＝1mol·L－1
12.
【答案】(1)2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(2)装置图：，
2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋，Cu－2e－===Cu2＋
13.
【答案】(1)D (2)加入CuCl2溶液后，构成Zn—Ag原电池，锌溶解，质量减轻，Cu2＋在银圈上得电子，生成Cu沉积在其上，质量增加 (3)Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu化学必修2
第二章
第二节《化学能与电能》教学设计
第一课时
原电池
一、教材分析与教学思路
1．教材分析
在学生已掌握氧化还原知识和金属活动性顺序，也具备基本的电学知识的基础之上，采用以实验探究为主的教学模式展开原电池原理的学习。既能使学生巩固前期所学习的知识，又能使他们有效地扩展知识，发生认识上的飞跃，在此基础上理解原电池原理便水到渠成了。
教材利用活动与探究铜锌原电池的装置，总结出原电池的原理。通过实验现象的分析出两极的反应方程式，通过上面知识的构建总结出原电池的原理，提出原电池的概念。
2.
教学思路与设计
本节课属于电化学的内容，学生第一次接触到电化学理论会接受起到会比较困难。根据课标要求：要学生能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，并能用生活中的材料制作简易电池。要求从知识角度上不高，在化学选修中还会继续学习。所以在设计这节课的主要以提升学生学习兴趣为主不拓展太多内容。根据前苏联教育家维果茨基提出的“最近发展区”理论，在提出原电池理论前应结合学生已有的生活体验和对电的感性知识给学生搭建一个平台。
在课的引入时，我用“格林太太头疼”的故事来完成第一个环节。通过趣味故事和设疑的问题，来激发学生的学习化学兴趣和热情和提高参与度，同时也为学生提出问题如何解释电流产生的原因提供了铺垫。为了更好的解释电流产生的原因，给学生提供铜锌原电池的材料让学生按照发给学案内容完成书上的实验内容（增加一个对比实验），并记录现象。做完实验交流结果，通过实验现象对比，引出原电池的概念原理和氧化还原反应之间的关系及书写铜锌原电池的电极反应。通过练习来巩固原电池的概念理解通过习题讲述原电池的应用。实验探究分析发电实验中如何利用电流表确定正负极，及哪种材料更为活泼，让学生知道化学就在身边和在生活中的应用。
二、三维目标
【知识与技能】
1.通过实验探究，认识化学能可以转化为电能，初步认识原电池反应的原理。
2.了解常见的化学电源及其应用。
【过程与方法】
1．通过分组实验培养学生观察能力与分析、思维能力。
2．通过反应物之间电子的转移的探究，理解原电池的形成是氧化还原反应的本质的拓展和运用。
3．通过化学史实引导学生以问题为中心的学习方法，学会发现问题、解决问题的方法。加深理解实践→认识→再实践→再认识的辩证唯物主义的思维方法。
【情感态度与价值观】
1.利用水果电池实验，激发学生学习和发明创造的欲望。
2.感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观，提高开发高能清洁燃料的意识。
三、重点难点
1.初步了解原电池的概念、原理、组成及应用。
2.通过实验探究从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质及原电池的构成条件。
四、教学过程：
教师活动
学生活动
设计意图
【引入】以一件生活中的事例——格林太太的两颗假牙（一颗黄金制作，一颗不锈钢制作）导致格林太太头疼、失眠、心情烦躁等症状引入本节课——原电池
观察图片并聆听问题和思考：①什么问题导致格林太太牙痛的？②你可以为格林太太开一个药方吗？
引入病例分析激发学生探究科学的兴趣，创造一种和谐的师生环境。
【板书】第二节
化学能与电能
过渡：我国发电的主要途径是什么？火力发电的流程有哪些？
阅读课本并思考
引入正题
[来
一、火力发电工作原理
回答问题
【设问】根据我国发电总量构成图及火电站工作原理示意图分析火力发电体系中的各要素及其利弊
思考交流，发言
通过分析火力发电过程的能量形式引出本节课的中心意图：化学能直接转变为电能。
【思考】如果你是科学工作者，你会怎样做来排除这些弊端？
发散思维，多想
引发学生对能源，环境污染等问题的深思
【火力发电过程的深层分析】将化学能经一系列能量转化为电能的关键是燃烧，燃烧的本质是氧化还原反应，氧化还原反应伴随着体系能量的变化。
引出氧化还原反应的一系列能量是否能直接转换成电能？
二
、对铜锌原电池的探究
大家按照学案上的步骤八人为一组来完成相关实验，注意记录实验现象。
进行实验，记录现象
在引出问题后，通过实验找出与发现问题的共同点。作为探究的突破口。
总结实验，找一个范例进行点评。
为后面引出理论概念分析做铺垫。
实验1中，锌片和铜片同时插入稀H2SO4后，锌片表面有气泡产生，而铜片表面仍然无明显反应现象。
实验2中，用导线连接两块金属片后，锌片表面仍有气泡但比较少，同时铜片表面有大量气泡冒出。电流表指针有偏转。
用学生已有知识分析现象，并在分析现象中出现和学生原有知识的冲突，引出新概念的学习
三
、原电池原理分析
我们知道气泡应该是氢气，那么为什么上述实验3中铜上也有气泡呢？
学生回答
由现象到理论的过渡，由感性到理性的认识过程。
结论：H+
在铜上得到了电子从而生成了氢气。
突破电子从锌迁移到铜的难点
?那么电子从哪里来呢？又怎么跑到铜上了呢？
学生讨论、交流，回答
在这个过程中Cu起什么作用？
学生讨论、交流，回答
从能量角度看，整个装置能量是怎样转化的？
学生讨论、交流，回答
从能量的角度引出新概念的学习
总结：锌失去电子由导线将电子转移到了铜上也就在导线上产生了电流。通过动画演示加深感性理解。
原电池的原理难点突破。
四、原电池概念
讲述：在上述装置中通过氧化还原反应在导线上产生了电流，也就是把化学能转化成了电能，我们把这样的装置称为原电池。把失去电子的电极称为负极，得电子的电极称为正极。电子流从原电池的负极经导线流向正极（而电流从原电池的正极经导线流向负极）
给学生明确原电池的概念，突破概念这一难点。
【板书】一、原电池
1．概念：把化学能转化成电能装置。
2．原理：(1)负极：失电子(氧化反应)
(2)正极：得电子(还原反应)
理解并分析
问题1：负极发生
（氧化/还原）反应？电极反应式
？正极发生了
（氧化/还原）反应？交流讨论电极反应式
？引出电极反应式的正确书写
交流讨论
引出电极反应式的正确书写
问题2：溶液中阴、阳离子如何移动？
交流讨论
探究原电池的整个回路如何工作
【练习1】写出电极反应式以及总反应，并判断正负极。
书写，爬黑板
练习，巩固反应式的书写
【点评】学生书写的电极反应方程式提出注意事项
订正
强调学生书写的电极反应方程式的注意事项
【小结】对原电池判断正极和负极进行总结
负极是
电子的一极；发生
反应；活动性
；正极是
电子的一极；发生
反应；活动性
。
交流讨论，总结
如何判断正负极
【设疑】通过刚才的实验我们可以得到，化学能在原电池装置中可以直接转化为电能，那么，符合什么条件的装置才能构成原电池呢？
交流讨论
培养学生的合作、分享
【探究性实验】构成原电池的条件
进行实验，记录现象
从实验现象和对装置的分析，小组内讨论出构成原电池的条件
分析实验结果，总结构成原电池
归纳总结
【板书】原电池的构成条件：
1.两种活泼性不同的金属（或一种金属和另一种非金属导体）构成电极。
2.两电极均插入电解质溶液。
3.构成闭合回路。
4.能发生自发的氧化还原反应。
【练习2】构成原电池条件：
判断哪些装置可以构成原电池
学生回答后互评
提问，学生回答
强化构成原电池的条件
【回扣】解释格林太太头疼的原因
学生回答
利用本节课的学习，解释两个相邻假牙导致头疼的原因
【追问】如果同学们是一个小小化学家，如何帮助格林太太解决头疼的问题？
思考交流
原电池生活中处处可见，根据原电池的原理及条件解决问题。
【趣味实验】自制水果（橙子）电池：请同学们结合我们本节课所学的内容以及老师给大家提供的水果自制一个水果电池。
小组合作，动手设计实验
根据原理，提高动手实验的能力，同事增强化学与生活的联系。
【课堂小结】1.原电池是将化学能转化为电能的装置；2.原电池的工作原理（以Cu-Zn原电池为例）；3.判断原电池的正负极和电极反应式的书写；4.构成原电池的条件
交流并总结
总结本节课内容
【课堂练习】1.下列装置中能组成原电池的是(
)
2.稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片，叙述正确的是（
）
A.正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极发生氧化反应
D.铜片上有H2逸出3.把a、b、c、d四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极溶解；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，电子由a到c，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为(
)
A．a
>
b
>
c
>
d
B．a
>
c
>
d
>
b
C．c
>
a
>
b
>
d
D．b
>
d
>
c
>
a
学生独立完成
【课后作业】1、动手试试看，利用水果制作原电池，体验生活中的化学2、调查研究你身边各种各样的电池3、完成课时作业相关的内容
【板书设计】第二节
化学能与电能火力发电原电池概念：电极和电极反应式：负极：失电子(氧化反应)正极：得电子(还原反应)工作原理构成原电池的条件
【学生自我评价和反思】（1）过去所学的哪些知识对你在本节课的学习有所帮助？（2）你对原电池概念、工作原理、组成条件等知识掌握了吗？
（3）你是如何与本组同学进行合作的？（4）在本节课的学习中你认为最有用的学习方法是什么？在实验探究过程中你学到了什么？
思考，总结
发散思维，总结自己学知识，深刻体会化学学科的魅力；提高团队合作的能力。
【课前反思】1.以生活事例引入，意图从一开始就极大地激发学生兴趣，把他们紧紧吸引到课堂中。这一设计可能会起到一定的效果。2.本节的特色学生动手设计实验的环节多，学生能更多的参与课堂，亲身体会化学能向电能转化的过程，这样更好的理解原电池的原理。3.针对我校学生起点和接受能力，采用适当的教学方法，带领学生逐步构建分析、设计原电池的思维模型。4.
但这节课设计环节较多，可能会是有些仓促，这样可能留给学生思考的时间不够，探究的问题时间可能有限，如果能提供更多的实验用品和生活用品，也许能让学生发挥更大的想像空间，让学生更充分地讨论、探究，那样可能会更精彩。【课后反思】从学科特点来说，本节课以生活事实设疑，让学生从直观、生动的实验中发现问题，进一步引导学生进行推理和分析，再通过实验验证分析的结果。这样得出的结论学生才能真正理解和牢固掌握；从学生心理特点来说，这节课中重视由学生自己动手操作，动眼观看，动脑思考，亲身体验得出结论，满足学生对新鲜事物有强烈的好奇心和探索欲望。；从学生实际思维和分析能力来说，学生的抽象思维和探索能力毕竟还处于初级阶段，尚不成熟，这就决定了他们还不能成为完全独立的探索主体，探索活动需要在教师的组织引导下，有目的有计划地进行。因此，本节课的部分实验是由教师预先设计的，但同样起到了实验探究应有的作用。
本节课应给学生充分的讨论时间和自由发表意见的机会。因为小组的每个成员的知识水平存在差异，对问题的分析能力不同，充分的讨论有利于组内的交流和互助。所以本节课在教学活动的组织与时间安排有一定难度。
在分析、总结、反思中提高教学水平和能力。(共25张PPT)
第二节
化学能与电能
第一课时
原电池
趣味导入
格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女。当她开怀大笑的时候，人们发现她的牙齿中有两颗假牙，一颗是黄金的—这是她财富的标志；另一颗是不锈钢的—这是一次车祸留下的痕迹。但那次车祸以后，格林太太就老是头疼。四处求医就是治不好。后来，一位化学家为格林太太揭开了病因。请问化学家发现了什么？
2001年我国发电
总量构成图
2014年我国发电
总量构成图
化学能 热能 机械能
电能
燃烧
蒸汽
发电机
火力发电能量
转换过程：
火
力
发
电
有
什
么
缺
点
？
1.煤炭是非可再生资源，会造成能源危机
2.煤炭燃烧会产生污染性气体
3.经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低
燃烧
将化学能经一系列能量转化为电能
关键
本质
伴随
直接？
原电池原理探究
步骤
观察现象并解释原因
1.Zn片和Cu片插入稀硫酸
(两金属不可接触)
2.Zn片和Cu片用导线连接(中间接电流表)插入稀硫酸
稀硫酸
Zn
Cu
稀硫酸
Zn
Cu
G
现象：
解释：
Zn
+
2H+
=
Zn2+
+
H2↑
G
稀硫酸
现象：
锌片不断溶解，铜片上产生气泡，电流计发生偏转。
解释：
H+
e-
e-
！
锌片不断溶解，Zn片上有气泡（H2），Cu片无明显现象
稀硫酸
Zn
Cu
Zn－2e－＝Zn2＋
2H+＋2e－＝H2↑
Zn片
Cu片
2e-
负极
正极
还原反应
氧化反应
SO42-
H+、Zn2+
原电池的工作原理
Zn
Cu
Zn2+
e-
e-
H+
SO42-
问题1：负极发生
（氧化/还原）反应？反应式
？正极发生了
（氧化/还原）反应？反应式
？
问题2：溶液中阴、阳离子如何移动
稀硫酸
总反应：
Zn+2H+＝Zn2＋+H2↑
原电池：化学能转化为电能的装置
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
负极
正极
阳离子
阴离子
正极
负极
SO42-
原电池工作原理
A
e-
外电路
内电路
【小结】
负极（锌片）：
Zn
－2e
-
=
Zn
2+
正极（铜片）：
Cu2+
+
2e
-
=
Cu
总反应:
Zn
+
Cu2+
=
Zn
2+
+
Cu
得到
失去
氧化
还原
强
弱
【探究性实验】
构成原电池的条件
Zn
Cu
稀H2SO4
第一组
第二组
第三组
第四组
Zn
C
稀H2SO4
G
Zn
Zn
稀H2SO4
G
G
Zn
Cu
稀H2SO4
G
Zn
酒精
G
Cu
C
稀硫酸
（不可以）
（可以）
形成条件一：
有两种活泼性不同的金属
(或金属与非金属导体)
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插入电解质溶液中
实验探究形成原电池的条件
稀硫酸
实验探究形成原电池的条件
形成条件三：必须形成闭合回路
（不可以）
（可以）
两电极——
两种活动性不同的电极
电解质溶液
闭合回路
形成
条件
原电池形成条件
B
C
E
√
下列哪些装置能构成原电池？说明理由
F
√
稀硫酸
Fe
Cu
Zn
H2SO4溶液
A
Zn
稀硫酸
Zn
蔗糖溶液
Zn
C
D
你找到格林太太的病因了吗？你能为她开一个药方吗？
学以致用?想一想
诊断报告
由于金与铁（钢的主要成分）是活动性不同的两种金属，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。
学以致用?做一做
趣味实验
请同学们结合我们本节课所学的内容以及老师给大家提供的水果自制一个水果电池
e-
1.原电池是将化学能转化为电能的装置
2.原电池的工作原理（以Cu-Zn原电池为例）
3.判断原电池的正负极和电极反应式的书写
4.构成原电池的条件
1.下列装置中能组成原电池的是(
)
Zn
Cu
H2SO4
Cu
Zn
A
酒精
A
B
Zn
H2SO4
A
Cu
H2SO4
C
D
Cu
Cu
H2SO4
课堂练习
√
课堂练习
2.稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片，叙述正确的是（
）
A.正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大
B.电子通过导线由铜片流向锌片
C.正极发生氧化反应
D.铜片上有H2逸出
√
