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原电池原理及其应用教案

《原电池原理及其应用》教案
教学目标
●知识目标:
1. 使学生理解原电池的化学原理
2.掌握正负、极的判断、电极反应的书写及构成原电池的条件
3.常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池
●能力目标:
1.培养学生的探究精神和从实践到理论的科学总结方法。

2.培养观察能力。

3.培养实验设计能力。

●德育目标:增强环保意识和节能意识。

教学重点、难点
●重点:原电池的化学原理。

●难点:原电池装置的科学设计。

教学方法
启发式、实验探究法
实验――观察――思考――讨论――总结
教学用品
铜片、锌片、碳棒、稀硫酸、乙醇、电流计、检流计、导线、烧杯、桔子、干电池等
教学过程设计
【引入】水果电池(橙子)
这说明我们刚才的装置就相当于一个小电池,为什么橙子和金属片能
组成一个小电池呢?让我们带着这个问题,一起走进原电池的世界。

【板书】第四节原电池的原理及其应用
【投影】下面请同学们根据屏幕的提示,完成这几组实验:
【实验探究】学生分组实验
【提问】解释 A.B.C的现象。

【引导】A.B.C的现象我们容易理解, D 实验中,我们看到铜片上有气泡存在。

说明 H+得到了电子,那么,H+得到的电子从哪里来?是铜提供的吗?
Zn Zn
C
B
A D
Cu
稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸
Cu
【回答】电子不是铜提供的,铜是氢后金属,活动性比氢弱,不能置换氢气。

所以 H+ 得到的电子,不是来自铜,只能来自锌。

【设问】锌传递电子是通过溶液还是导线呢?
【讲述】比较C、D,可以知道电子不是从溶液中传递的,只能是沿着导线传递给铜的。

【过渡】这只是我们的推断,大家能想办法印证它吗?
【引导】电流计。

【学生活动】分组实验
【设问】大家一起告诉我,我们的推断正确吗?
【引导】实验印证了我们的推断,从电流计指针的偏转我们可以知道装置中产生了电流,从物理学上我们已经知道,电流的产生都是由于其它形式的
能量转化成了电能,这个装置把锌和硫酸反应的化学能转变成了电能,
象这样能够把化学能转化成电能的装置,我们称之为原电池。

【投影】原电池概念
【板书】一.原电池:
1.概念
【设问】原电池是将化学能转化成电能的装置。

是不是任何化学反应的能量都能转化成电能呢?不是。

确切地说,原电池是将氧化还原反应中的化学
能转化成电能的装置。

【引导】现在我们来分析原电池装置,电池都有两个电极,分别是什么呢?【回答】正极和负极。

【引导】物理上两极的规定和电子流向之间有什么关系?
【回答】电子流出的一极称为负极,电子流入的极称为正极
【投影】负极:电子流出的极
正极:电子流入的极
【引导】那刚才的原电池两极谁正谁负呢?
【回答】锌作负极,铜作正极。

【设问】负极流出的电子是由锌失去的,那负极的锌失去电子发生了什么反应?【回答】负极-----氧化反应
【设问】那么正极上H+得到电子发生了什么反应?
【回答】正极-----还原反应
【讲述】我们也根据这些过程来判断原电池的两个电极,从电子流向的角度判断:电子流出的是负极,电子流入的是正极。

从氧化还原的角度判断:发生氧化反应的是负极,发生还原反应的是正极。

其实这些判断方法我们依据的都是两极上的这两个反应
对原电池,这种表示两个电极上电子得失过程的式子称为电极反应式。

【投影】电极反应负极:Zn -2e-=Zn2+(氧化反应)
正极: 2H+ + 2e-=H2↑(还原反应)
【讲述】这两个电极反应的总结果就是锌和H+的氧化还原反应
【投影】原电池的总反应方程式Zn +2H+ = Zn 2++H2↑
【讲述】把锌片直接放入稀硫酸中,就是发生了该反应,在这个铜锌原电池中发生的依然是该反应,不同的是,现在氧化反应和还原反应是在两个电
极上发生,这就将电子的直接传递转化为沿导线的定向传递,从而形成
了电流,所以说原电池是把氧化还原反应的化学能转化成了电能。

【过渡】 下面我们来看原电池工作原理的动画模拟
【投影】 原电池动画。

【设疑】 在溶液中这个导电过程是怎么进行的呢?
【分析】 在溶液中,SO 42-移向负极,Zn 2+和 H + 移向正极,阴阳离子的定向移动
传导电流,构成回路,这就是原电池的工作原理。

【过渡】 我们已经知道原电池是将化学能转化为电能的装置,那这个装置需要
具备什么条件才能进行这样的转化呢?下面我们通过实验来探究这个
问题。

【投影】请各组按屏幕提示完成屏幕上的实验。

【实验探究】 实验 分组:
观察:电流计指针是否偏转.
【活动】 学生分组实验
【提问】 哪几个装置中电流计的指针发生了偏转?
【回答】
【过渡】 B 中电流计的指针发生了偏转装置,说明构成了一个原电池,A 、C 、
D 装置中不能产生电流,说明没有构成原电池,下面我们通过和刚才的
铜锌原电池装置比较,来分析原因。

【讲述】①从A 、B 知道,从电极材料来说,原电池的两个电极,可以都是金属,
但不能是两种相同的金属;也可以是一种金属和一种非金属,但如果是
非金属的话,非金属应该具备什么性质―――导电性。

―――投影。

②由C 知道,当溶液是非电解质溶液时,没有自由移动的离子,不能导
电,所以从溶液性质来说,溶液必须是电解质溶液。

具备了这两点就行了吗?从D 可以看出,决非如此,如果电解质溶液不
相通,不能构成回路,还是无法形成。

所以从电路的连接来说,这些
材料之间必须构成一个闭合的回路。

【投影小结】*形成原电池的条件* :
1.有两种活动性不同的金属(或一种金属和非金属导体)做电极,较
活泼的金属为负极,较不活泼的金属(碳棒)为正极.
2.两个电极插入电解质溶液中。

3.两个电极用导线相连构成闭合回路。

【强调】原电池必须要依据一个能自发进行的氧化还原反应才能形成。

【投影练习】 1.下列各种情况是否形成了原电池?
【投影练习】 2.材料_____格林太太的怪病。

【设问】现在大家能否解释,课前我们将橙子和金属片连接检流计后,指针会偏转?
【学生回答】略
【过渡】我们看到的水果电池是原电池原理的简单应用,理论上说,任何氧化还原反应都有电子得失,根据这一点,科学家们利用许多廉价、高能的
原料,制成了各种化学电源,下面我们来介绍几种常见的化学电源。

【投影】常见的化学电源。

【投影】干电池剖面图
【讲述】常见的锌-锰电池,中央是石墨棒,作正极;石墨周围是二氧化锰和炭黑的混合物,裹在纸作的隔膜内,隔膜外是糊状的氯化铵,作电解质溶液,最外面是锌筒制成的电池壳,作负极。

【投影】工作原理总反应式:2MnO2+2NH4++Zn=Mn2O3+2NH3+H2O+Zn2+【设问】根据这个反应,请判断一下它的正负极?
【讲述】负极上锌失去电子,正极上是二氧化锰得到电子。

【过渡】我们再来认识其它几种常见电源
【投影】图片
【讲述】随着科技的发展,我们使用的电池越来越多,它们在带给我们方便的同时,也给我们带来了不小的烦恼,废电池中多种重金属和酸、碱等有害物质,对生态环境和公众健康危害很大,随意丢弃会造成严重的环境污染,我们在生活中不但要注意自己不随意乱丢,而且还要向身边的人进行宣传。

当然,任何事物都是具有两面性的,我们常说垃圾都是放错了位置的资源,废电池中的有色金属是宝贵的自然资源,如果能够回收利用,不仅可以减少对我们生存环境的破坏,而且可以节约利用资源。

【投影小结】一、原电池
二、化学电源
【作业】 1. 课后习题 一、 三、1
2. 研究性学习
课题:调查我们常用电池的种类以及废电池产生的影响
(备注:需要资料的话,大家可以通过网络或其它条件搜集资料。


课后反思:
板书设计:
第四节 原电池原理及其应用 一、原电池
1.概念
2.工作原理
3.构成条件
二、化学电源 D
A C C Z Z Z C B。

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