《化學(xué)與生活》之《電池探秘》教學(xué)設(shè)計(jì)：

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2、量來源。但是電池是怎樣把化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能的呢？電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)又是怎樣的呢？為了解決這些問題，今天我們一起來學(xué)習(xí)電池探秘。演示幻燈片3教學(xué)過程板書電池探秘首先我們來解決第一個(gè)問題：板書一、電池是怎樣工作的？活動(dòng)探究1請(qǐng)同學(xué)們以小組為單位完成實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，分析原因：演示幻燈片41、 把一塊鋅片插入稀硫酸中；2、 把一塊鋅片和一塊銅片平行插入稀硫酸中(鋅片與銅片不接觸)；3、 把鋅片、電流表和銅片用導(dǎo)線連接起來，然后將鋅片與銅片平行插 入稀硫酸中。 教師要求學(xué)生以小組為單位匯報(bào)交流。板書1、原電池的工作原理 解說：同學(xué)們，在第三組實(shí)驗(yàn)中我們看到電流表指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，這說明有化學(xué)能轉(zhuǎn)變成了電能。下面

3、我們一起來看一下原電池的微觀變化：演示幻燈片5原電池的工作原理動(dòng)畫解說之所以出現(xiàn)這種變化是因?yàn)椋貉菔净脽羝?在以上裝置中，作為電極材料的兩種金屬都有失去電子的可能，但是它們失去電子的能力不同。當(dāng)鋅片與銅片同時(shí)浸入電解質(zhì)溶液時(shí)，由于鋅比銅活潑，鋅原子容易失去電子被氧化成Zn2+進(jìn)入溶液，鋅片上積累了較多的電子，此時(shí)兩個(gè)電極材料分別與溶液間的形成的電勢(shì)差不相等。當(dāng)用導(dǎo)線將鋅片與銅片連接起來時(shí)，鋅片上的電子沿導(dǎo)線流向銅片；溶液中的H+從銅片上獲得電子被還原成氫原子，氫原子結(jié)合成氫分子進(jìn)而聚集成氫氣在銅片上放出。電子持續(xù)流動(dòng)形成電流。在這個(gè)過程中，銅片起傳導(dǎo)電子的作用。我們稱電子流出的極（鋅片）為負(fù)極

4、，電子流入的極（銅片）為正極。在負(fù)極上鋅被氧化，正極上H+被還原。演示幻燈片7 關(guān)于原電池的幾點(diǎn)說明：電極反應(yīng)式：負(fù)極（鋅）： ZnZn2+2e-（氧化反應(yīng)） 正極（銅）： 2H+2e-H2（還原反應(yīng)）原電池總反應(yīng)式：Zn+2H+=Zn2+H2（說明總反應(yīng)式與電極反應(yīng)式的關(guān)系）電荷流向：導(dǎo)線中：電子由鋅片（負(fù)極）經(jīng)導(dǎo)線流向銅片（正極）；（外電路）溶液中：SO42-、OH- 移向鋅片（負(fù)極），H+、Zn2+ 移向銅片（正極）（內(nèi)電路）原電池反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：發(fā)生了自發(fā)的氧化還原反應(yīng)，電子由負(fù)極經(jīng)外電路流向正極，形成電流。 思考 請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)前面這一組原電池思考：要組成一組原電池應(yīng)滿足哪些條件呢？要解決

5、這個(gè)問題，請(qǐng)大家完成活動(dòng)探究2利用給出的實(shí)驗(yàn)用品組成原電池，比較不同原電池產(chǎn)生電流的情況.記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析每個(gè)原電池中發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)是什么，它們是怎樣反應(yīng)的？思考要組成一組原電池應(yīng)滿足哪些條件？（注意事項(xiàng)：分工合作完成實(shí)驗(yàn)、填寫表格； 注意電流表的使用方法；每次更換溶液之后要把電極用蒸餾水沖洗干凈。）電極溶液是否產(chǎn)生電流發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)電極反應(yīng)式氧化還原反應(yīng)的化學(xué)方程式銅片、鋅片酒精銅片、鐵片銅片、鋅片蔗糖溶液銅片、鐵片銅片、鋅片稀硫酸銅片、鐵片鐵片、碳棒銅片、銅片 教師提問1、有哪幾組組成了原電池？（學(xué)生到黑板上寫出電極反應(yīng)式和原電池反應(yīng)方程式，教師演示幻燈片8呈現(xiàn)參考答案。

6、） 教師演示實(shí)驗(yàn)請(qǐng)同學(xué)們認(rèn)真觀察下面的實(shí)驗(yàn)：觀察思考 加鹽橋的原電池 電流表、 銅、鋅、稀硫酸 、鹽橋、兩個(gè)小燒杯說明：鹽橋是用瓊脂和飽和氯化鉀溶液制成的，其中的陰、陽離子可以自由移動(dòng)，鹽橋在原電池中不參與反應(yīng)，只起導(dǎo)體作用。教師提問2、你看到了什么現(xiàn)象呢？你覺得要組成一組原電池應(yīng)滿足哪些條件呢？（學(xué)生小組討論，代表回答） 板書2、組成原電池的條件：演示幻燈片9前提：有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)原電池反應(yīng)能夠?qū)⒀趸磻?yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同區(qū)域進(jìn)行，電子沿導(dǎo)線從氧化區(qū)域流向還原區(qū)域。原電池的構(gòu)成及各部分的作用： 兩個(gè)電極演示幻燈片17說明：通常所見的原電池都是由較活潑的金屬作負(fù)極，不活潑金屬或非

7、金屬作正極。在負(fù)極上發(fā)生金屬原子失去電子的氧化反應(yīng)；但并非所有電池的負(fù)極材料都是活潑金屬，例如燃料電池，燃料電池發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是可燃物和氧化劑，所以需要固體導(dǎo)體做電極材料，該導(dǎo)體可以由不活潑金屬或?qū)щ姺墙饘俨牧蠘?gòu)成，（如鉑和石墨等），該導(dǎo)電固體起導(dǎo)電作用和催化作用，在兩個(gè)固體導(dǎo)電體上分別實(shí)現(xiàn)了可燃物失去電子的氧化反應(yīng)和氧化劑得到電子的還原反應(yīng)。因此我們只能說在負(fù)極上一定會(huì)發(fā)生失去電子的氧化反應(yīng)，但不一定是負(fù)極材料本身失去電子。 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液在原電池反應(yīng)中主要起導(dǎo)電作用，有時(shí)電解質(zhì)還會(huì)參與電極反應(yīng)。閉合回路思考：演示幻燈片10如圖所示裝置，能組成原電池并產(chǎn)生電流的是： A Cu-Cu,稀

8、H2SO4 B Cu-Zn,稀H2SO4 C Cu-Zn,C2H5OH D Cu-Zn,分別置于兩個(gè)燒杯中用導(dǎo)線連接，稀H2SO4（無鹽橋）同學(xué)們，通過前面內(nèi)容的學(xué)習(xí)，我們了解了原電池的工作原理，可以這樣說我們研究原電池原理的主要目的是利用原電池原理為我們的生產(chǎn)生活服務(wù)。下面我們一起來看：板書3、原電池原理的應(yīng)用：演示幻燈片11原電池原理最主要的應(yīng)用就是我們都知道的-制作電池。 制作電池解說上述原電池雖然可以實(shí)現(xiàn)將化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，但它的能量轉(zhuǎn)化率低，使用壽命短，難以產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流，所以實(shí)用價(jià)值并不高。要使原電池原理在實(shí)際生產(chǎn)生活中得到廣泛應(yīng)用，必須找出原電池的缺點(diǎn)，并一一克服，才能設(shè)計(jì)出

9、具有實(shí)用價(jià)值的新型電池。同學(xué)們你能找出以上原電池裝置有哪些缺點(diǎn)嗎？你能找到克服這些缺點(diǎn)的方法嗎？學(xué)生小組交流研討學(xué)生匯報(bào)研討結(jié)果教師總結(jié)演示幻燈片18缺點(diǎn)可能的原因解決方法該電池使用和攜帶都不方便。電池質(zhì)量大，笨重；電解質(zhì)溶液使用不方便。使用質(zhì)量較輕的優(yōu)質(zhì)電極材料；使用具有相同功能的糊狀或固體電解質(zhì)代替電解質(zhì)溶液；根據(jù)需要設(shè)計(jì)大小和形狀。 有相當(dāng)一部分化學(xué)能沒有轉(zhuǎn)變成電能，能量轉(zhuǎn)化效率低鋅片上也有氣泡產(chǎn)生，因?yàn)殇\片不純或鋅片直接接觸稀硫酸發(fā)生反應(yīng)。提高鋅片純度或?qū)︿\片表面進(jìn)行適當(dāng)?shù)拟g化處理等，避免鋅片直接接觸稀硫酸。無法形成持續(xù)穩(wěn)定的電流銅片表面產(chǎn)生的H2氣泡沒有及時(shí)逸出，增大了電池內(nèi)阻；Zn

10、2+可能在鋅片表面聚集，影響電流的產(chǎn)生。及時(shí)將產(chǎn)生的H2和Zn2+轉(zhuǎn)變成其他物質(zhì)。對(duì)能源消耗嚴(yán)重，對(duì)環(huán)境有污染，與建設(shè)節(jié)約型社會(huì)和可持續(xù)發(fā)展觀不相符。電池材料無法重復(fù)使用，廢液易造成環(huán)境污染。設(shè)計(jì)可重復(fù)使用的電池，延長電池的使用壽命；使用對(duì)環(huán)境污染較輕的電池材料。同學(xué)們，如果我們能夠像前面這樣一一找到原電池的缺點(diǎn)并加以克服，就可以研制出一個(gè)又一個(gè)的新型電池，例如常見的鈕扣電池就是較充分地考慮了原電池的各種缺陷加以改進(jìn)得到的一類新型電池。下一節(jié)課我們就將著重了解幾種新型電池。原電池原理除了可用于設(shè)計(jì)電池之外，還可用于： 防止金屬被腐蝕， 加快某些化學(xué)反應(yīng)速率等。小結(jié) 演示幻燈片12一、原電池是怎樣工作的？要求：1、了解原電池的工作原理；2、了解形成原電池的條件；3、初步了解原電池原理的應(yīng)用。練練吧！ 演示幻燈片13請(qǐng)同學(xué)們將鐵與F