原电池工作原理教学设计.docx

原电池工作原理教学设计.docx

《原电池工作原理教学设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《原电池工作原理教学设计.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

原电池工作原理教学设计

有关原电池工作原理的教学探究

一、探究教学目标

知识目标

1、了解并掌握原电池形成的原理及原电池的定义。

2、能利用实验进行探究原电池形成的条件。

3、能利用所学知识进行知识的运用。

能力目标

培养学生利用化学实验进行探究原电池原理和形成条件的能力。

情感、态度目标

引导学生通过化学实验对原电池原理进行探究，培养学生的动手能力和相互合作精神及科学探究问题的能力。

二、探究重点

初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

三、探究难点

通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。

四、探究过程

【引入】电池与我们的生活息息相关，在生活中哪些地方会用到电池？

（学生踊跃回答）电池对我们的生活如此重要，那么你知道世界上第一个电池是谁发明的吗？

告诉大家世界上第一个电池是意大利物理学家伏打于1799年发明的，又称伏打电池，也就是今天我们要学习的原电池

【提问]原电池的工作原理是什么呢？

【展示】西红柿电池。

（观看趣味实验，激发探究原电池工作原理的欲望。

）

【转引】下面我们通过分组实验探究原电池的工作原理

【实验探究】介绍实验桌上的物品，指导学生做以下三个实验：

实验1：

把一块锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里。

测量溶液的温度，分析能量变化情况

实验2：

把一块铜片插入盛有稀硫酸的烧杯里。

实验3：

把铜片和锌片用导线连起来插入稀硫酸的烧杯里。

要求同学认真观察现象，并思考原因

【学生回答】

1、锌片上有气泡，因为锌能和稀硫酸反应放出氢气

化学能转化为热能

2、铜片上没有气泡，因为铜不能和稀硫酸反应

3、铜片上有气泡

【教师设疑】铜不与稀硫酸反应，铜片上的气体是哪里来的？

【学生讨论】学生激烈讨论的焦点问题有：

1、铜片上的气体是什么？

2、氢离子转变为氢气所需的电子从何而来？

3、锌片有什么变化？

溶液中氢离子浓度发生了什么变化？

讨论结果：

锌失去的电子通过导线转移到铜片上，氢离子在铜片上得电子转变为氢气

【引导】怎样通过实验来证明锌片上的电子是否通过导线转移到了铜片上？

【学生回答】在铜片和锌片中间连接一个灵敏电流计，检测有无电流

【实验验证】在连接锌片和铜片的导线中接入一个灵敏电流计。

引导学生观察实验现象，总结结论。

【学生回答】电流计指针偏转说明导线中有电子流过，证明氢离子得到的电子确实是锌片失去，通过导线传递到铜片上的。

【追问】能量是如何转化的？

（生答：

化学能转化为电能）

【师生小结】

原电池的定义：

我们把化学能转化为电能的装置叫做原电池；

原电池的工作原理：

负极：

电子流出，较活泼，（锌片）：

Zn－2e-=Zn2+（氧化反应）

正极：

电子流入，较不活泼，（铜片）：

2H++2e-=H2↑（还原反应

【提问】通过以上实验探究，你认为构成原电池应满足什么条件呢

【实验验证】用下列实验用品：

锌片、铜片、硫酸铜溶液、无水乙醇、稀硫酸、电流表、导线、碳棒、烧杯分析验证下列哪些装置可以构成原电池？

【思考】若把B装置中的一个铜片分别换成铁片和碳棒后，能构成原电池吗？

【学生小结】组成原电池的条件

首先，有自发的氧化还原反应

其次，满足下列条件：

（1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极

（2）电极材料均插入电解质溶液中

（3）两极相连形成闭合回路

【教师强调】构成原电池的条件:

两极一液成回路

【课堂小结】让学生总结本节课所学内容教师给与补充

【思考与交流】相同条件下，纯锌粒和粗锌粒与同浓度的稀硫酸反应的速率一样吗？

为什么？

【课堂练习】

1、根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反应原理设计一个原电池，当Zn为负极时，正极可以选用的金属材料是：

A镁B石墨C铝D铅

2、X、Y、Z都是金属，把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出，X与Y组成原电池时，Y为电池的负极，X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为：

（）

AX>Y>ZBX>Z>YCY>X>ZDY>Z>X

3、电工操作规程中规定不能把铜导线与铝导线连接在一起，其中的化学原理是。

4、市场上出售的“热敷袋”中含有铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等，热敷袋启

用前，用塑料袋和空气隔绝，启用时打开塑料袋，轻轻揉搓就会放出热量。

试回答下列问题：

热敷袋产生热量的来源是

炭粉的主要作用是

加入NaCl的作用

原电池的工作原理教学设计

一、设计意图：

1、引导学生探究原电池概念的形成过程,理解其工作原理,明确原电池的形成条件；会书写简单的电极反应式，设计简单的原电池，会判断电极名称，电子及电流的方向。

2、从概念的形成入手逐步探究其原理，以问题为中心带动学生的学习热情，让学生充分享受学习的全过程，使学生不但知其然，还要知其所以然。

二、教学目标

1.知识与能力：

⑴使学生了解原电池概念的形成与发展过程和组成条件，理解原电池的工作原理。

⑵初步掌握形成原电池的基本条件，能正确规范书写电极反应方程式，能初步根据典型的氧化还原反应设计设计简单的原电池。

2.过程与方法：

⑴通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力。

⑵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→再认识的辨证唯物主义的思维方法。

3.情感态度与价值观：

⑴通过原电池的发明、发展史，培养学生实事求是勇于创新的科学态度。

⑵激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。

⑶体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。

三、教学重点

原电池的工作原理。

四、教学难点

原电池的形成条件及电极反应；电子流向和电流方向。

【教师活动】指导学生实验：

观察锌片、铜片上各有什么现象发生？

【学生分组实验】⑴锌片、铜片分别插入稀硫酸中。

⑵锌片、铜片用导线连接插入稀硫酸中。

【学生记录现象】⑴中锌片溶解，锌片上有气泡产生；铜片上无现象。

⑵中锌片溶解，铜片上有气泡产生。

【设计意图】锻炼学生实验能力、观察能力，通过观察、思考发现新问题的能力。

【问题与讨论】铜片与稀硫酸不反应，但与锌片连接后铜片上为什么有气泡产生？

气体是什么？

怎样产生的？

【学生猜想与推测】铜片上的气体应该是氢气，虽然铜不与稀硫酸反应，但锌片与铜片连接后，锌片仍然发生失电子的氧化反应而溶解，铜片上发生了氢离子得电子的还原反应，生成氢气。

铜片上的电子来自于锌片，即锌片上失去的电子通过导线传递到了铜片上，氢离子在铜片上得电子。

【教师活动】动画演示，指导学生观察电子的流动方向、离子的移动方向。

【启发】从物理角度看，电子定向移动就会产生电流，怎样证明电流的产生？

【学生回答】连接灵敏电流计检验电流的存在。

【学生分组实验】锌片、铜片用导线连接以后连上灵敏电流计，插入稀硫酸中。

【问题】灵敏电流计的指针是否偏转，偏向何方。

【学生】指针偏转，偏向铜片一方。

【问题】电流计指针偏转说明有电能产生，请问电能是从什么形式的能转化来的？

【小结】由于发生了氧化还原反应，有电子的转移，电子的定向移动可以形成电流，把化学能转化成电能。

这样的装置称为原电池。

【设计意图】通过以上问题的设计与解决，层层递进,锻炼了学生分析推理能力，以及通过实验验证理论推测的能力；在概念的逐步形成过程中体验到了探究的快乐，初步形成了原电池的概念。

四、进一步探究原电池的本质。

【提问】作为电池，有正极和负极之分，锌片和铜片谁是正极，谁是负极，你的判断依据是什么？

【学生】电子流出（电流流入）的电极为负极，电子流入（电流流出）电极为正极。

所以

锌片为负极，铜片为正极。

指针偏向哪一极，该极为正极。

从实验现象知道，指针偏向铜片铜片为正极，那么锌片为负极。

【设计意图】运用已有的物理知识解决化学问题，培养学生的思维迁移能力以及将各学科知识融会贯通与应用能力。

有利于培养学生的科学素养。

【过渡】锌片、铜片上发生的变化本质是什么？

我们如何用一个最简单的式子把其变化本质描述出来？

【师生互动】学生讨论，教师启发，运用已有的氧化还原反应知识，据反应本质写出电极反应式。

【板书】负极（Zn）Zn→Zn2++2e- 正极（Cu）2H++2e-→H2↑

       总式   Zn+2H+=Zn2+ + H2↑

【教师活动】指导学生书写电极反应方程式，强调其写法需注意事项。

【提问】原电池反应与普通化学反应相比有何特点？

【指导实验】⑴锌粒单独与稀硫酸反应，观察现象。

           ⑵用铜丝接触锌粒，观察现象。

           ⑶拿走铜丝，观察；再加少量硫酸铜溶液，观察现象。

【学生活动】分组实验、讨论、汇报实验结果：

形成原电池反应可加快反应速率。

【小结】发生原电池反应时，电子从负极流出，流入正极；负极发生失电子的氧化反应，正极发生得电子的还原反应。

而普通的氧化还原反应，电子直接从还原剂转移到氧化剂。

原电池反应可加快反应速率。

【板书】负极:

还原剂-ne-→氧化产物（氧化反应）

正极:

氧化剂+ne-→还原产物（还原反应）

 还原剂失去的电子流向正极，形成定向移动的电子流，使氧化反应和还原反应被分开在两极发生,使化学能转化成电能。

【设计意图】揭示原电池的反应本质，培养学生分析问题的能力

五、总结原电池形成的条件

【问题与讨论】比较伽伐尼电池、伏打电池和今天的化学模型电池，请你归纳组成原电池的条件。

【教师活动】重新演示这几种电池的投影，启发学生，共同探讨。

【板书】原电池形成的条件:

⑴两个电极，能导电。

（强调：

不一定是金属电极）⑵电解质溶液或者熔融态的电解质，能提供自由移动的阴阳离子导电。

（阳离子移向正极，阴离子移向负极）⑶形成闭合的回路

【设计意图】利用化学史料培养学生发现问题，归纳抽象其本质的能力。

完成化学源于生活，探究其本质，应用于生活的学习目的。

正在修改的教案

一、探究教学目标

知识目标

1、使学生进一步认识原电池，理解原电池原理，会设计简单的原电池。

2、通过一些探究活动，进一步认识与体验科学探究的过程。

3、能利用所学知识进行知识的运用。

能力目标

培养学生利用化学实验进行探究原电池原理和形成条件的能力。

情感、态度目标

引导学生通过化学实验对原电池原理进行探究，培养学生的动手能力和相互合作精神及科学探究问题的能力。

二、探究重点

进一步探究原电池概念、原理、组成及应用。

三、探究难点

单液原电池向双液原电池的过渡

四、探究过程

【展示】西红柿电池。

（观看趣味实验，激发学生进一步探究原电池工作原理的欲望。

）

【引入】电池与我们的生活息息相关，在生活中哪些地方会用到电池？

（学生踊跃回答）电池对我们的生活如此重要，那么你知道电池是怎样制造出来的吗？

【提问]原电池在必修已介绍过，今天我们来进一步研究原电池。

请大家回顾下列问题

     1、什么是原电池？

    2、 要想构成原电池必须满足什么条件 ？

【学生回答】组成原电池的条件

首先，有自发的氧化还原反应

其次，满足下列条件：

（1）有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极

（2）电极材料均插入电解质溶液中

（3）两极相连形成闭合回路

【教师强调】构成原电池的条件:

两极一液成回路

【思考】

下面，依据构成原电池的条件，请大家判断下列装置是不是原电池，不是的说明理由，是的写出电极反应方程式

【动画演示】原电池工作原理（以Zn-Cu原电池为例），教师做补充讲解

负极：

电子流出，较活泼，（锌片）：

Zn－2e-=Zn2+（氧化反应）

正极：

电子流入，较不活泼，（铜片）：

2H++2e-=H2↑（还原反应

【分组实验】引导学生仔细做下面的实验Zn-Cu原电池，用一个较大的电流表，用的电解质溶液浓度较小，让学生观察实验现象。

要求同学认真观察现象并思考原因

【学生回答】

两极上都有气泡产生，电流计指针偏转的幅度越来越小

【学生讨论】

为什么两极上均有气泡产生？

这个原电池能否持续稳定产生电流？

为什么？

【教师总结】汇总学生的讨论结果后，引导学生分析总结

这个原电池不能持续产生稳定电流。

主要原因是锌与稀硫酸直接接触，氢气在锌片表面不断析出构成了原电池，致使向外输出的电流强度减弱。

当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。

其次，两极周围有过剩电荷，阻碍电子的定向移动。

【提问】怎样才能持续产生稳定的电流呢？

结合我们刚才分析的原因，应该怎样改进原来的装置呢?

【学生回答】1、要避免锌与稀硫酸直接接触；2、想办法消除两极周围的过剩电荷。

【演示实验】1、演示带有盐桥的改进实验。

（边实验边讲解以下内容：

1、该原电池的组成；2、相关概念：

半电池、半反应、外电路、内电路、盐桥。

）

2去掉盐桥，电流表指针是否偏转？

为什么？

眼桥的作用是什么呢

【学生回答】不再偏转，因为这是个断路。

盐桥的作用沟通内电路

【讲解】盐桥中阴阳离子的移动方向，并总结出盐桥的另一个作用—平衡电荷

【讨论并比较】盐桥原电池有什么优点简单原电池和带有盐桥原电池有什么相同点和不同点

【设问】能产生持续稳定电流的原电池应具备哪些条件？

【学生总结】1、电极和与其接触的电解质溶液不发生反应

2、用眼桥接通电路

【过渡】那么依据原电池原理如何设计一个能产生持续稳定电流的原电池？

〔巩固练习〕把反应Fe+2FeCL3=3FeCL2设计成双液原电池

〔课堂总结〕

1、原电池原理

2、产生持续、稳定电流的原电池应具备的条件

3、原电池的设计思路

作业布置完成本节同步练习