宾县一中集体备课教案.docx

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宾县一中集体备课教案

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课题

原电池

单元（章节）

第四章第一节

课型

新课

设计人

冯立波

授课教师

授课时间

教学

目标

知识与技能

1了解原电池的构成及工作原理

2学会写电极反应式和原电池反应方程式

3了解形成原电池的条件，能初步设计简单的原电池　

过程与方法

体验化学能与电能相互转化的探究过程

情感态度价值观

通过实验总结、发现、归纳知识要点，培养学生思维能力和创造能力　

教学

重点

初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

教学

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。

教学过程

教学内容

师生活动

个性化设计

铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质，通过必修2的学习我们知道利用这三种物质可以实现化学能到电能的转化，从而再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点！

【实验探究】（铜锌原电池）

、

硫酸做电解液

我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。

【板书】一、原电池的工作原理

（1）原电池概念：

将化学能转化为电能的装置叫做原电池。

师：

电流计指针偏转说明有电流产生，为什么会产生电流呢？

讲解：

其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应，有电子的转移，但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时，由于分子热运动无一定的方向，因此电子转移不会形成电流，而通常以热能的形式表现出来，激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。

显然从理论上讲，一个能自发进行的氧化还原反应，若能设法使氧化与还原分开进行，让电子的不规则转移变成定向移动，便能形成电流。

所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。

【板书】

（2）实质：

将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。

即将化学能转化成电能的形式释放。

那么这个过程是怎样实现的呢？

我们来看原电池原理的工作原理。

【板书】（3）原理：

（负氧正还）

　整个放电过程是：

锌上的电子通过导线流向用电器，从铜流回原电池，形成电流，同时氢离子在正极上得到电子放出氢气，这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。

讲：

我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反，所以电流的方向是从铜到锌，在电学上我们知道电流是从正极流向负极的，所以，锌铜原电池中，正负极分别是什么？

学生：

负极（Zn）

正极（Cu）

则原电池的工作原理是：

【板书】正极反应：

得到电子（还原反应）

负极反应：

失去电子（氧化反应）

总反应：

正极反应+负极反应

讲解：

我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理，又叫电极方程式或电极反应。

那么电极方程式该怎样书写呢？

【板书】二、电极方程式的书写

（1）一般先写简单电极反应式，因为总反应：

正极反应+负极反应

所以可表示为：

（2）较繁电极反应式=总反应式-简单电极反应式

讲：

其中负极上发生的是氧化反应，正极上发生的是还原反应，即负氧正还。

注意：

电极方程式要①注明正负极和电极材料②满足所有守衡

负极（Zn）：

Zn－2e＝Zn2＋（氧化）

正极（Cu）：

2H＋＋2e＝H2↑（还原）

总反应是：

Zn+2H+=Zn2++H2↑

例：

熔融盐燃料电池具有高的放电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，已制得在6500C下工作的燃料电池，试完成有关的电极反应式：

•负极反应式为：

2CO+2CO32--4e-=4CO2

正极反应式为：

2CO2+O2+4e-=2CO32-

电池总反应式：

2CO+O2=2CO2

思考：

如何根据氧化还原反应原理来设计原电池呢？

我们可以回顾一下原电池的构成条件

【板书】三、原电池的构成条件

1、活泼性不同的两电极

2、电解质溶液

3、形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液

4、自发的氧化还原反应（本质条件）

【设疑】如果你要出较远地方，交通工具是电动自行车，要到达目的地，行驶的自行车蓄电池如何放电才能如你所愿呢？

【回答】那当然是放电越久越好！

【导入】好，下面我们将结合高一有关原电池知识来探究怎样的原电池如何工作，如何持续放电！

【演示实验】2.将锌片与铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，再同时浸入盛有CuSO4溶液的烧杯中。

（指导学生演示实验并观察总结，回答问题）

.现象：

电流计指针发生偏转，并指示电子是由锌片流向铜片，在铜片表面有红色的铜析出。

结论：

发生原电池反应，说明该装置构成了原电池，且锌为原电池的负极，铜为正极。

【副板书】电极反应式：

负极：

Zn-2e-=Zn2+氧化反应

正极：

Cu2++2e-=Cu还原反应

总反应式：

Cu2++Zn=Zn2++Cu

【设疑】随上述实验时间的延续，电流计指针偏转的角度逐渐减小，即没有电流通过，同时锌片表面逐渐被铜覆盖，为什么？

（指导学生据观察继续总结，回答问题）

【分析】由于锌片与CuSO4溶液直接接触，反应一段时间后，难以避免溶液中有Cu2+在锌片表面被直接还原，一旦有少量铜在锌片表面析出，指示向外输出的电流强度减弱，当锌片表面完全被铜覆盖后，反应就终止了，也就无电流再产生。

【设疑】作为原电池，其功能是将化学能转换成电能，上述实验中负极上变化势必影响原电池的供电效率，车到半途，就不是骑，而是推车了，这样就不好，那能否设法阻止溶液中的Cu2+在负极锌片表面还原？

【演示实验】

3.课本P71实验4-1

.现象：

有盐桥存在时，电流计指针偏转。

【副板书】电极反应式：

负极：

Zn-2e-=Zn2+氧化反应

正极：

Cu2++2e-=Cu还原反应

总反应式：

Cu2++Zn=Zn2++Cu

【分析】当盐桥存在时，随反应的进行，盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持电中性，氧化还原反应得以继续进行，从而使原电池不断地产生电流，保证了你的电动车可以带你到达目的地。

【思考】盐桥取出，电流还能产生吗？

（学生思考回答）

【分析】取出盐桥，由于Zn原子失去电子成了Zn2+，进入溶液，使ZnSO4溶液因Zn2+增加而带正电，同时CuSO4溶液中Cu2+得到电子成为金属铜沉淀在铜片上，使溶液中的Cu2+减少而带负电，这两因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成不产生电流的现象。

此电池的优点：

能产生持续、稳定的电流。

其中，用到了盐桥

什么是盐桥？

盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。

盐桥的作用是什么？

可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。

盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。

导线的作用是传递电子，沟通外电路。

而盐桥的作用则是沟通内电路。

【小结】从以上演示实验存在的现象及分析，可知，要产生持续、稳定的电流，可以用实验4-1的装置。

【板书】四、原电池的重要用途：

（1）制作电池，如干电池、蓄电池。

（2）防止金属被腐蚀，如镀锌管，用锌保护铁。

（3）提高化学反应速率，如用粗锌代替纯锌制H2，反应速率较快

小结：

本节课我们在高一的基础上，回顾并深化了原电池的有关知识，学习了如何根据原电池工作原理设计简单的的原电池，课后请同学们查找相关资料，了解我国能源分布和利用情况，下节课我们进行交流。

练习：

某原电池的总反应的离子方程式为：

2Fe3++Fe==3Fe2+，

不能实现该反应的原电池组成是（）

A、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液

B、正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe（NO3）3溶液

C、正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2（SO4）3溶液

D、正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液

练习：

宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为2H2+O2=2H2O，电解质溶液为KOH，反应保持在高温下，使H2O蒸发，正确叙述正确的是：

（）

A．H2为正极，O2为负极

B．电极反应（正极）：

O2+2H2O+4e-=4OH-

C．电极反应（负极）：

2H2+4OH-=4H2O-4e-

D．负极发生氧化反应，正极发生还原反应

练习：

下列关于原电池的叙述正确的是（）

A、构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属

B、原电池是将化学能转变为电能的装置

C、原电池中电子流出的一极是负极，该极被还原

D、原电池放电时，电流的方向是从负极到正极

【问题探究】

1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？

生：

1指针偏转

2锌逐渐溶解

3铜极有气泡

学生：

Zn+2H+=Zn2++H2↑

问：

问：

在锌铜原电池中哪种物质失电子？

哪种物质得到电子？

学生：

活泼金属锌失电子，氢离子得到电子

问：

导线上有电流产生，即有电子的定向移动，那么电子从锌流向铜，还是铜流向锌？

学生：

锌流向铜

讲：

当铜上有电子富集时，又是谁得到了电子？

学生：

溶液中的氢离子

转折：

可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液，及导线。

那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢？

学生：

当然能，生活中有形形色色的电池。

过渡：

也就是构成原电池要具备怎样的条件？

思考：

锌铜原电池的正负极可换成哪些物质？

保证锌铜原电池原理不变，正负极可换成哪些物质？

（C、Fe、Sn、Pb、Ag、Pt、Au等）

问：

锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗？

板书设计

一、原电池的工作原理

（1）概念：

将化学能转化为电能的装置叫做原电池。

（2）实质：

将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。

即将化学能转化成电能的形式释放　

（3）原理：

（负氧正还）

正极反应：

得到电子（还原反应）

负极反应：

失去电子（氧化反应）

总反应：

正极反应+负极反应

二、电极方程式的书写

（1）一般先写简单电极反应式

（2）较繁电极反应式=总反应式-简单电极反应式

三、原电池的构成条件

1、活泼性不同的两电极

2、电解质溶液

3、形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液

4、自发的氧化还原反应（本质条件）

四、原电池的重要用途：

（1）制作电池，如干电池、蓄电池。

（2）防止金属被腐蚀，如镀锌管，用锌保护铁。

（3）提高化学反应速率，如用粗锌代替纯锌制H2，反应速率较快

课后反思