高中化學(xué)第四章電化學(xué)基礎(chǔ)4.1原電池教案新人教版

1、原電池教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：1、讓學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過(guò)程；2、使學(xué)生進(jìn)一步了解原電池的工作原理和構(gòu)成原電池的條件；3、能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式.過(guò)程與方法：1、通過(guò)分組實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生觀察能力與分析思維能力。2、實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生以問(wèn)題為中心的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會(huì)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的方法。3、加深理解實(shí)踐一認(rèn)識(shí)一再實(shí)踐一再認(rèn)識(shí)的辨證唯物主義的思維方法情感態(tài)度與價(jià)值觀：過(guò)一些實(shí)驗(yàn)和科學(xué)探究過(guò)程，使學(xué)生增強(qiáng)探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣，樹(shù)立學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的志向。教學(xué)重點(diǎn)：通過(guò)對(duì)原電池實(shí)驗(yàn)的研究，引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價(jià)值。教學(xué)難點(diǎn)：從電子轉(zhuǎn)移角度

2、理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)教學(xué)過(guò)程：【引入】電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛，使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱電力。例如，日常 生活中使用的手提電腦、手機(jī)、相機(jī)、攝像機(jī)這一切都依賴于電池的應(yīng)用。那么，電池是怎樣把 化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪?？我們這節(jié)課來(lái)一起復(fù)習(xí)一下有關(guān)原電池的相關(guān)內(nèi)容?！景鍟?shū)】 4.1原電池一、原電池實(shí)驗(yàn)探究【講解】：銅片、鋅片、硫酸都是同學(xué)們很熟悉的物質(zhì)，利用這三種物質(zhì)我們?cè)佻F(xiàn)了1799年意大利物理學(xué)家-伏打留給我們的歷史閃光點(diǎn)！【實(shí)驗(yàn)探究】（銅鋅原電池）實(shí) 驗(yàn) 步 驟現(xiàn)象1、鋅片插入稀硫酸2、銅片插入稀硫酸3、鋅片和銅片上端連接在一起插入稀硫酸【問(wèn)題探究】1、鋅片和銅片分別插

3、入稀硫酸中有什么現(xiàn)象發(fā)生？2、鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，現(xiàn)象又怎樣？為什么？3、鋅片的質(zhì)量有無(wú)變化？溶液中 c （H +）如何變化？4、鋅片和銅片上變化的反應(yīng)式怎樣書(shū)寫(xiě)？5、電子流動(dòng)的方向如何？【講解】：我們發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明產(chǎn)生了電流，這樣的裝置架起了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的橋梁，這 就是生活中提供電能的所有電池的開(kāi)山鼻祖-原電池?！景鍟?shū)】（1）原電池概念：學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池?！咎釂?wèn)】：在原電池裝置中只能發(fā)生怎樣的化學(xué)變化？【學(xué)生】：Zn+2H+=Zn2+Hd【講解】：為什么會(huì)產(chǎn)生電流呢？【回答】：其實(shí)鋅和稀硫酸反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，有電子的轉(zhuǎn)移，但氧化劑和還原劑熱運(yùn)動(dòng)相

4、遇發(fā)生有效 碰撞電子轉(zhuǎn)移時(shí)，由于分子熱運(yùn)動(dòng)無(wú)一定的方向，因此電子轉(zhuǎn)移不會(huì)形成電流，而通常以熱能的形式 表現(xiàn)出來(lái)，激烈的時(shí)候還伴隨有光、聲等其他的形式的能量。顯然從理論上講，一個(gè)能自發(fā)進(jìn)行的氧 化還原反應(yīng)，若能設(shè)法使氧化與還原分開(kāi)進(jìn)行，讓電子的不規(guī)則轉(zhuǎn)移變成定向移動(dòng)，便能形成電流。 所以原電池的實(shí)質(zhì)就是將氧化還原的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)形成電流?！景鍟?shū)】（2）實(shí)質(zhì)：將一定的氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)。即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的形 式釋放。【提問(wèn)】：那么這個(gè)過(guò)程是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？我們來(lái)看原電池原理的工作原理?！景鍟?shū)】（3）原理：（負(fù)氧正還）【提問(wèn)】：在鋅銅原電池中哪種物質(zhì)失電子？哪種物

5、質(zhì)得到電子？【學(xué)生】：活潑金屬鋅失電子，氫離子得到電子【提問(wèn)】：導(dǎo)線上有電流產(chǎn)生，即有電子的定向移動(dòng)，那么電子從鋅流向銅，還是銅流向鋅？【學(xué)生】：鋅流向銅【講解】：當(dāng)銅上有電子富集時(shí)，又是誰(shuí)得到了電子?【學(xué)生】：溶液中的氫離子【講解】：整個(gè)放電過(guò)程是：鋅上的電子通過(guò)導(dǎo)線流向用電器，從銅流回原電池，形成電流，同時(shí)氫離子在正極上得到電子放出氫氣，這就解釋了為什么銅片上產(chǎn)生了氣泡的原因?！局v解】：我們知道電流的方向和電子運(yùn)動(dòng)的方向正好相反，所以電流的方向是從銅到鋅，在電學(xué)上我們知道電流是從正極流向負(fù)極的，所以，鋅銅原電池中，正負(fù)極分別是什么？【學(xué)生】：負(fù)極（Zn）正極（Cu）【實(shí)驗(yàn)】：我們用干電池驗(yàn)

6、證一下我們分析的正負(fù)極是否正確！【講解】：我們一般用離子反應(yīng)方程式表示原電池正負(fù)極的工作原理，又叫電極方程式或電極反應(yīng)。一般先寫(xiě)負(fù)極，所以可表示為：負(fù)極（Zn） : Zn-2e=Zn2+（氧化）正極（Cu） : 2H+ + 2e=H4 （還原）【講解】：其中負(fù)極上發(fā)生的是氧化反應(yīng)，正極上發(fā)生的是還原反應(yīng)，即負(fù)氧正還?！咀⒁狻浚弘姌O方程式要注明正負(fù)極和電極材料滿足所有守衡+2+總反應(yīng)是：Zn+2H=Zn +HJ【講解】：原來(lái)一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)通過(guò)一定的裝置讓氧化劑和還原劑不規(guī)則的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)就形成了原電池?！巨D(zhuǎn)折】：可以看出一個(gè)完整的原電池包括正負(fù)兩個(gè)電極和電解質(zhì)溶液，及導(dǎo)線。

7、那么銅鋅原電池中的正負(fù)極和硫酸電解質(zhì)能否換成其他的物質(zhì)呢？【學(xué)生】：當(dāng)然能，生活中有形形色色的電池。【過(guò)渡】：也就是構(gòu)成原電池要具備怎樣的條件？【板書(shū)】二、原電池的構(gòu)成條件1、活潑性不同的兩電極2、電解質(zhì)溶液3、形成閉合回路（導(dǎo)線連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液4、自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（本質(zhì)條件）【思考】：鋅銅原電池的正負(fù)極可換成哪些物質(zhì)？保證鋅銅原電池原理不變，正負(fù)極可換成哪些物質(zhì)？（ C、Fe、 Sn、 Pb、 Ag、Pt、 Au 等）【提問(wèn)】：鋅銅原電池中硫酸能換成硫酸鈉嗎？判斷是否構(gòu)成原電池，是的寫(xiě)出原電池原理。（1）鎂鋁/硫酸；鋁碳/氫氧化鈉；鋅碳/硝酸銀；鐵銅在硫酸中短路；鋅銅 /

8、水；鋅鐵/乙醇；硅碳/氫氧化鈉個(gè)產(chǎn)生氣體5.6求此時(shí)氫離子濃(2)鋅銅/硫酸(無(wú)導(dǎo)線)；碳碳/氫氧化鈉若一個(gè)碳棒產(chǎn)生氣體 11.2升, 升，判斷原電池正負(fù)極并求鋅片溶解了多少克？設(shè)原硫酸的濃度是1mol/L ,體積為度。(3)銀圈和鐵圈用細(xì)線連在一起懸在水中，滴入硫酸銅，問(wèn)是否平衡？(銀圈下沉)(4) Zn/ZnSQCu/CuSO 4鹽橋(充滿用飽和氯化鈉浸泡的瓊脂)(5)鐵和銅一起用導(dǎo)線相連插入濃硝酸中鎂和鋁一起用導(dǎo)線相連插入氫氧化鈉中【思考】：如何根據(jù)氧化還原反應(yīng)原理來(lái)設(shè)計(jì)原電池呢？請(qǐng)將氧化還原反應(yīng) Zn + Cu 2+ = Cu + Zn 2+設(shè)計(jì)成電池：其中，用到了鹽橋什么是鹽橋？鹽橋

9、中裝有飽和的 KCl溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出。鹽橋的作用是什么?可使由它連接的兩溶液保持電中性，否則鋅鹽溶液會(huì)由于鋅溶解成為Zn2+而帶上正電，銅鹽溶液會(huì)由于銅的析出減少了 Cu2+而帶上了負(fù)電。鹽橋保障了電子通過(guò)外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，使鋅的溶解和銅的析出過(guò)程得以繼續(xù)進(jìn)行。導(dǎo)線的作用是傳遞電子，溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路?！景鍟?shū)】三、原電池的工作原理：正極反應(yīng)：得到電子（還原反應(yīng)）負(fù)極反應(yīng)：失去電子（氧化反應(yīng)）總反應(yīng)：正極反應(yīng)+負(fù)極反應(yīng)【思考】：如何書(shū)寫(xiě)復(fù)雜反應(yīng)的電極反應(yīng)式？較繁電極反應(yīng)式=總反應(yīng)式- 簡(jiǎn)單電極反應(yīng)式【例】 ： 熔融鹽燃料電池具有高的放

10、電效率， 因而受到重視， 可用 Li 2CO3 和 Na2CO3 的熔融鹽混合物作電解質(zhì)，CO為負(fù)極燃?xì)?，空氣與CO的混合氣為正極助燃?xì)?，已制得?500c下工作的燃料電池，試完成有關(guān)的電極反應(yīng)式：? 負(fù)極反應(yīng)式為：2CO+2CO32-4e-=4CO 2正極反應(yīng)式為：2CO2+O2+4e-=2CO32-電池總反應(yīng)式：2CO+O2=2CO2【板書(shū)】四、原電池中的幾個(gè)判斷1. 正極負(fù)極的判斷：正極：活潑的一極 負(fù)極：不活潑的一極【思考】：這方法一定正確嗎？2. 電流方向與電子流向的判斷電流方向：正-負(fù)電子流向：負(fù)-正電解質(zhì)溶液中離子運(yùn)動(dòng)方向的判斷陽(yáng)離子 : 向正極區(qū)移動(dòng) 陰離子 : 向負(fù)極區(qū)移動(dòng)板書(shū)設(shè)計(jì)：第一節(jié) 原電池一、原電池實(shí)驗(yàn)探究二、原電池的構(gòu)成條件1 、活潑性不同的兩電極2、電解質(zhì)溶液3、形成閉合回路（導(dǎo)線連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液4、自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（本質(zhì)條件）三、原電池的工作原理：正極反應(yīng)：得到電子（還原反應(yīng)）負(fù)極反應(yīng)：失去電子（氧化反應(yīng)）總反應(yīng)：正極反應(yīng)+負(fù)極反應(yīng)四、原電池中的幾個(gè)判斷1 .正極負(fù)極的判斷：（一般規(guī)律）正極：活潑的一極 負(fù)極：不活潑的一極2 .電流方向與電子流向的判斷電流方向：