-
+ - 的趋势小于
Cu2+得电子沉 积到Cu板表
Cu2+
面的趋势
Cu
Cu2+ (aq) + 2e-
Cu
双电层电
势差（接
触电势）
+-
+
-
+-
Zn2+
Zn
Zn原子失去 电子进入溶液
的趋势大于 Zn2+得电子沉 积到Zn板表
面的趋势
Zn
Zn2+ (aq) + 2e-
双电层电
势差（接
触电势）
二、电化学认识模型 2、电化学原理和装置之间的关系
第四章 电化学基础
教材教法分析
一、本章内容的地位和功能
1、中学阶段电化学的内容发展层级分析
《选修4 (双液ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电池、电极反应、电解
第四章电化学》 原理及应用、电化学腐蚀与防
《选修1 第三章第二节》
腐)
金属的腐蚀与防护 (原电池原理的应用)
《必修2第二章第二节》
《必修1第二章第三节》
氧化还原反应
原电池与化学电源
分析陌生原电池工 作原理(如甲醇燃料 电池)
分析复杂原电池
工作原理(如锂离 综合复
子电池)
杂问题
提供原理设计原 解决
电池
提供材料设计原 电池 提供材料动手搭
简单 设计
建原电池
把装置和原 理的核心认 识角度做系 统关联形成 认识思路
分析 解释
《原电池的教学案例》
任务一：复习梳理将化学能转化为电能的本质及反应原理
Zn-Cu双液原电池 (化学能转化电能的 转化率提高，电流
更持久恒定)
认识双液原电池的核心功能
避免了Zn和CuSO4的直接接触， 使得氧化反应和还原反应实现 了分离（获得了单纯的电极反 应）
对于电极反应物的识别(扭转 微粒接触是发生氧化还原反 应的必要条件的局限性认识)
不接触还能发生反应的本质原 因(打通了原理和装置的深入 关联，探求原电池产生电流工 作原理的本质)
电势差
电解质 接触电势 电极反应
闭合回路
离子导体 电子导体
(氧化还原反应)
(带电粒子定向运动场所)
电极反应和带电粒子的定向移动是同时发生的
高中阶段对电势差的认识是通过关注电极反应 来替代强化的
二、电化学认识模型
实验探究：
指针偏转,电子走向,电流方向， 对应正负极
检流计
铜片上气泡 Cu片
锌片变细，溶解 Zn片
5 0
0
系列1
20
40
60
80
100
120
0-100秒传感器显示的温度曲线图
【问题一】 电流表的指针为什么会逐渐减小？
【问题三】 如何得到持续稳定的电流？
让锌片与硫酸铜不直接接触
预期现象
锌片溶解
铜片上有红色铜附着 电流表指针偏转
实验现象
锌片上有红色铜附着 溶液的温度升高 铜片颜色变亮 电流表指针偏转，逐渐减小
作用 盐桥的改进
核心概括：“离子导体” 离子通道、平衡电荷
容器上的“藕断 丝连”式改进
盐水滤“纸” 式改进
琼脂盐“桥” 式改进
多孔陶瓷“膜” 式改进
原电池教学素材与任务设计
简单熟悉 的铜锌单 液电池
回顾原电池工 作 分析线索： (1)电流的产生 是带电粒子在 闭合回路中的 定向移动 (2)电流的方向 由电极反应决 定
预期现象
锌片溶解 铜片上有红色铜附着 电流表指针偏转
实验现象 锌片上有红色铜附着 铜片颜色变亮 电流表指针偏转，逐渐减小
300
250
200
150
100
50
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
系列1
平行三次实验硫酸铜浓度1mol/L，检流计示数 由250µA降到0的时间历时43分钟的曲线图
45 40 35 30 25 20 15 10
2H++2e-=H2↑
Zn－2e-=Zn2+
稀硫酸
二、电化学认识模型 3、学情分析
（1）不能从氧化还原反应的角度理解“正负极、阴阳极”核心概念 （2）不能区分发生氧化还原反应的物质和场所 （3）对电化学中氧化和还原反应分开在两极认识不清 （4）对离子导体的作用存在偏差认识 （5）对电化学中微粒之间的相互作用与宏观现象的关联缺乏
【问题四】如何在两种溶液之间建立通道,让里 面的离子能够定向移动呢？
【问题六】盐桥能不能长期使用？
A
Zn
Cu
硫酸铜
改进
A
Zn
Cu
？ ZnSO4溶液 CuSO4溶液
形形色色的电池
a极 b极
H2O
CH4
O2
KOH溶液
笔记本电脑 专用电池
2、化学电源
巴格达电池
公元前248年至226年
伏达堆
Cu-Fe电池
任务二：发现认识单液电池装置不足及原因
任务三：针对单液电池装置的不足进行改进、设计 讨论、完善、并验证 任务四：认识盐桥及其作用
任务五：总结提升
任务二
A
Zn
Cu
硫酸铜
【实验 ·探究】
【温馨提示】
1、电极材料不接触，保持静止 2、观察锌片、铜片、电流表读数 的变化（持续观察2-3分钟）并如实 记录； 3、注意合作分工，讲究效率
1800年
Ag-Zn电池
干电池
1950年代 碱性锌锰干电池
燃料电池
2000年代
锂电池
1970年代
电池材料 的变化 电池体积 的变化 (便携)
(常见氧化剂还原剂/反应本质) (单液铜锌原电池)
《初中第四单元课 题3》
电解是一种反应条件； 化学反应与能量的关系
一、本章内容的地位和功能
2、选修4模块内容结构分析
探索氧化还原反应本质 控制利用化学反应 第四章 电化学
统筹了化学反应的微观本质、水溶液体系环 境、与能量的关系、化学反应动力学热力学 的多个认识角度
熟悉的 铜锌双 液电池
分析原电池工 作原理，构建 核心认识角度 分析线索： (1)闭合回路是 由电子导体和 离子导体闭合 而成 (2)电极反应是 由电极反应物 在电极材料表 面分开两极进 行
熟悉的 氢氧燃 料电池
分析原电池工 作原理，构建 认识角度关联 分析线索： (1)电极材料 与电极反应物 之间的关系 (2)离子导体 (电解质)与电 极反应物的关 系
一、本章内容的地位和功能
3、本章内容的逻辑关系及课标要求 课标重视化学能与电能之间等能量转化的意义， 探究转化过程的原理和实现。
了解、 记住和 识别
领会和理解并解释说明
关注原理和装置之间的关系
二、电化学认识模型 1、双电层理论
φCu2+/Cu
-
>+
φZn2+/Zn
+-
Cu原子失去 电子进入溶液
+ +
认识思路
４、从装置维度和原理维度建立认识模型 基于学生存在关于电化学概念的偏差或错误认识 分析和解决电化学问题时缺少认识角度与合理思路，系统性差。
三、教学策略分析 1、原电池
了解从必修到选修，对原电池的认识及发展
Zn-Cu单液原电池 从Zn与Cu直接接触反应 (化学能转化为电能和热能)
(化学能转化热能)