原电池教案
文学网整理的原电池教案(精选6篇),供大家参考,希望能给您提供帮助。
原电池教案 篇1
学习目标
初步认识原电池概念、原理、组成及应用。体验化学能与电能相互转化的探究过程
教学过程
电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?
一、原电池实验探究
【实验探究】(铜锌原电池)实验步骤现象
1、锌片插入稀硫酸
2、铜片插入稀硫酸
3、锌片和铜片上端连接在
一起插入稀硫酸
【问题探究】
1、锌片插入稀硫酸中有什么现象?写出反应的离子方程式。稀硫酸
铜片插入稀硫酸呢?
2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中
a、现象又怎样?
b、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?
c、电子流动的方向如何?
3、探究1和探究3发生的反应一样,为什么探究3会产生电流?
1、原电池概念:_______能转化为_________能的装置叫做原电池。
2、实质: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。即将化学能转化成电能的形式释放。
3、原理:
(1)当铜片与锌片不连接,一同浸入稀硫酸铜溶液时,锌直接把电子给了_________,反应的离子方程式为_____________________________,反应把_________转化为_________。
(2)当铜片与锌片用导线连接,一同浸入稀硫酸铜溶液时,由于锌比铜活泼,锌容易_____电子被_________成Zn2+进入溶液,电极反应式为_____________________。锌片上的电子通过________流向_________,溶液中的______从铜片上______电子,被______成______、电极反应式为________________________、反应的总方程式是______________________ 。
反应是将_______________转化为_______________________、
二、原电池的构成条件
1、活泼性不同的两电极:负极(相对活泼的金属),正极(相对不活泼的金属或非金属导体)
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)
思考:
1、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)
2、锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗?
3、判断是否构成原电池,是的写出原电池原理。
镁、铝/硫酸;锌、碳/硝酸银;铁、铜在硫酸中短路;锌、铜/水;锌、铁/乙醇;镁、铝/氢氧化钠;硅、碳/氢氧化钠
4、请将氧化还原反应Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+设计成电池:此电池的优点:能产生持续、稳定的电流。
(1)、什么是盐桥?
盐桥中装有______________和______________。
(2)、盐桥的作用是什么?
可使由它连接的两溶液保持电______,锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上___电,盐桥中的_______流入,而使溶液呈中性。铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了____电,盐桥中的_______流入,而使溶液呈中性。
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______电路。而盐桥的作用则是沟通______电路。
三、原电池的工作原理:
负极反应:_____电子(_____反应),正极反应:_____电子(_____反应)电流方向:____→_____,电子流向:______→________
电解质溶液中离子运动方向:阳离子:向_______极区移动,阴离子:向_______极区移动
总反应==正极反应+负极反应(复杂的电极反应:总反应—简单的电极反应)
四、原电池的应用
1、原电池可加快反应速率
2、利用原电池反应现象可判断金属的活泼性
原电池教案 篇2
学习目标
初步认识原电池概念、原理、组成及应用。体验化学能与电能相互转化的探究过程
教学过程
电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?
一、原电池实验探究
【实验探究】(铜锌原电池)实验步骤现象
1、锌片插入稀硫酸
2、铜片插入稀硫酸
3、锌片和铜片上端连接在
一起插入稀硫酸
【问题探究】
1、锌片插入稀硫酸中有什么现象?写出反应的离子方程式。稀硫酸
铜片插入稀硫酸呢?
2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中
a、现象又怎样?
b、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?
c、电子流动的方向如何?
3、探究1和探究3发生的反应一样,为什么探究3会产生电流?
1、原电池概念:_______能转化为_________能的装置叫做原电池。
2、实质: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。即将化学能转化成电能的形式释放。
3、原理:
(1)当铜片与锌片不连接,一同浸入稀硫酸铜溶液时,锌直接把电子给了_________,反应的离子方程式为_____________________________,反应把_________转化为_________。
(2)当铜片与锌片用导线连接,一同浸入稀硫酸铜溶液时,由于锌比铜活泼,锌容易_____电子被_________成Zn2+进入溶液,电极反应式为_____________________。锌片上的电子通过________流向_________,溶液中的______从铜片上______电子,被______成______、电极反应式为________________________、反应的总方程式是______________________ 。
反应是将_______________转化为_______________________、
二、原电池的构成条件
1、活泼性不同的两电极:负极(相对活泼的金属),正极(相对不活泼的金属或非金属导体)
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)
思考:
1、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)
2、锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗?
3、判断是否构成原电池,是的写出原电池原理。
镁、铝/硫酸;锌、碳/硝酸银;铁、铜在硫酸中短路;锌、铜/水;锌、铁/乙醇;镁、铝/氢氧化钠;硅、碳/氢氧化钠
4、请将氧化还原反应Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+设计成电池:此电池的优点:能产生持续、稳定的电流。
(1)、什么是盐桥?
盐桥中装有______________和______________。
(2)、盐桥的作用是什么?
可使由它连接的两溶液保持电______,锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上___电,盐桥中的_______流入,而使溶液呈中性。铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了____电,盐桥中的_______流入,而使溶液呈中性。
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______电路。而盐桥的作用则是沟通______电路。
三、原电池的工作原理:
负极反应:_____电子(_____反应),正极反应:_____电子(_____反应)电流方向:____→_____,电子流向:______→________
电解质溶液中离子运动方向:阳离子:向_______极区移动,阴离子:向_______极区移动
总反应==正极反应+负极反应(复杂的电极反应:总反应—简单的电极反应)
四、原电池的应用
1、原电池可加快反应速率
2、利用原电池反应现象可判断金属的活泼性
原电池教案 篇3
知识与技能:
1、使学生了解原电池的工作原理。
2、能够写出电极反应式和电池反应方程式。
过程与方法:
1、经历探究构成原电池的原理的过程,了解科学探究的步骤,学习科学探究的基本方法,提高科学探究的能力;
2、经历多次小组合作、学习、讨论,是学生合作学习、解决问题的能力得到提高。
情感态度与价值观:
在合作探究学习的过程中体验思维碰撞的乐趣。
重点:
了解原电池的工作原理,能够写出电极方程式和电池反应方程式。
难点:
原电池的工作原理。
教学过程:
【引入】学生阅读教材70页,解答电化学定义及电化学研究的内容,使学生在整体上了解本章知识点。
【播放视频】以塑料杯、铁钉、铜丝、白醋、二极管等生活中常见基本器材所做的有关原电池的实验,引起学生的兴趣,并提出问题,二极管发光的原因是什么,让学生带着问题去学习。
【展示问题】
1、什么是原电池?
2、构成原电池的条件是什么?
3、原电池的正负极和电子流向如何判断?
4、原电池的工作原理是什么?(将原电池内容进行细分,使学生有目的的进行学习研究,给学生五分钟时间,阅读课本71—72页,带着问题进行阅读,是学生对于整体知识有一个初步的认识,方便之后的学习)
【提问】什么是原电池
【学生回答】将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
【追问】那么构成原电池需要什么条件呢?接下来通过实验探究来进行了解。
【实验探究一】
【结论】前一个装置可以形成原电池,后一个装置不能形成原电池,得出形成原电池的条件之一:活泼性不同的两个电极。并通过讨论,进一步确定,活泼性较强的做负极,而活泼性较弱的做正极。
【实验探究二】
【结论】前一个装置可以形成原电池,后一个装置不能形成原电池,得出形成原电池的条件之二:电极必须插进电解质溶液中。
【实验探究三】
【结论】前一个装置可以形成原电池,后一个装置不能形成原电池,得出形成原电池的条件之三:必须要形成闭合回路。
【追问】通过以上实验,了解了构成原电池的'三个条件,但是最根本的条件并没有探究到。提问:原电池是将化学能转化为电能的装置,其中电流是如何产生的呢?
【学生回答】是由于电子的定向移动所以产生了电流
【追问】电子为什么会定向移动,在化学学习中哪种化学反应能使电子定向移动?
【学生回答】氧化还原反应
【总结】由以上提问,可得出构成原电池的第四个条件:能自发进行的氧化还原反应。让学生对构成原电池的四种条件记忆两分钟,之后进行提问。
【提问】构成原电池的条件?
1、具有活泼性不同的电极,较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或非金属作正极。
2、具有电解质溶液。
3、形成闭合回路。
4、具有能自发进行的氧化还原反应。
【提问】如何判断原电池的正负极及电子的流向。(给学生三分钟时间,学生小组讨论,解决问题,之后随机抽取学生回答)
负极:较活泼金属,电子流出,发生氧化反应
正极:较不活泼金属或非金属,电子流入,发生还原反应。
【讲述】刚才讲解了有关原电池的定义、构成条件、各电极的反应,需要将这些知识点形成网络,方便记忆与理解。
【小结】总结本节课的基本概念,对基本的定义和专用名词进行记忆。
【练习】判断装置是否能形成原电池?
【回答】ABEO可以形成原电池;CDFMN不能构成原电池。
【追问】CDFMN为什么不能构成原电池,各自的原因是什么?(学生回答,进一步复习巩固构成原电池的四个条件)
【结尾】展示原电池在以后学习中的应用,是学生对原电池的重要性有一个清晰的认识。播放一段由橙子制造原电池的实验视频,寓教于乐,使学生学会自己动手,学会用身边简单的生活原料来进行有趣的化学实验,学以致用,达到良好的学习成果。
【板书】
电化学——原电池
1、定义:将化学能转化为电能的装置
2、工作原理:自发进行的氧化还原反应
3、构成条件:
①活泼性不同的电极材料
②必须插进电解质溶液中
③必须形成闭合回路
原电池教案 篇4
【考纲要求】
1.了解原电池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式;
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。 常见的考查形式:①原电池的工作原理及电极反应式的书写(近几年考查的重点,预计今后几年还会加强此方面的考查);②设计原电池,并绘制装置图。
【梳理与整合】
一、原电池的工作原理
A、导学诱思
下列装置可以形成原电池的`是____,并写出形成原电池的电极材料及电极反应式:正极:____________________;负极:______________________。
B、教材回归
1.概念
原电池是将______转变为____的装置。
2.工作原理
如图以铜锌原电池为例:
(1)在ZnSO4溶液中,锌片逐渐____,即Zn被____,锌原子____电子,形成________进入溶液,从锌片上释放出电子,经过导线流向____;溶液中的________从铜片上得电子,还原成为____并沉积在铜片上。
(2)电子流向:从____极流向____极。
(3)电流方向:从____极(____)流向____极(____)。
3.电极材料及反应式
电极名称 负极 正极
电极材料
电极反应
反应类型 ____反应 ____反应
电池反应式
4.原电池的构成条件
原电池的形成需要满足以下三个条件:
(1)有电解质溶液或熔融电解质
(2)一般是活泼性不同的两电极
(3)形成闭合回路①两电极插入电解质溶液②两极直接或间接接触③有能自发进行的氧化还原反应发生一般是活泼 性强的金属与电解质溶液反应
原电池装置的作用就是把一个完整的氧化还原反应分开——在负极只发生氧化反应,正极只发生还原反应。这样负极失去的电子就只能通过导线转移到正极上,从而产生电流。
二、化学电源
A、导学诱思
铜锌原电池中,负极发生氧化反应,电极失电子质量减小,是否所有的化学电源中负极电极材料均减小?
答:________________________________。
B、教材回归
1.一次电池
(1)锌锰干电池
碱性锌锰干电池比普通锌锰干电池性能优越,比能量大,储存时间长,能提供较大电流并连续放电。其中负极是____,正极是______,电解质是KOH,其电池反应方程式为Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。
(氢氧化氧锰)
(2)银锌纽扣电池
银锌纽扣电池的电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,发生氧化还原反应后生成Ag和Zn(OH)2。其中____为负极,______为正极,电池反应方程式为Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。
2.二次电池
铅蓄电池是常见的二次电池,是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架,正极板上覆盖______,负极板上覆盖____,电解质是硫酸。其放电反应是______反应,充电反应则是放电反应的逆反应。放电时,负极反应为__________________________________________,正极反应为__________________________________________________,因此其充放电反应可表示为____________________________________________________________________。
3.燃料电池
(1)燃料电池的工作原理
利用燃料和氧化剂之间发生的____________,将化学能直接转化为电能的化学电池。它工作时不断从外界输入反应物,同时将电极反应产物排出电池。因此,燃料电池能连续不断地提供电能。
(2)氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是常见的燃料电池,它以____为燃料,____为氧化剂。除具有能量转化率高、可持续使用的优点外,还由于其燃烧产物为水,因此不会污染环境,其电池反应为H2+12O2===H2O。在酸性电解质中电极反应式为:负极:______________,正极:____________________。
C、理解与深化
原电池教案 篇5
一、教材分析
1、教材地位和作用
《化学反应原理》第一章着重研究了化学反应与热能的关系,而第四章电化学基础着重研究化学反应与电能的关系,二者都属于热力学研究范畴。
原电池作为电化学的基础,应用十分广泛。利用其原理可制成多种电池,在工农业生产,以及日常生活等方面都有广泛的用途。另一个重要意义是从本质上弄清金属的腐蚀,找到金属防护的方法,认识防止金属腐蚀的重要意义。
2、课标分析
①新课程标准对电极电势等概念不作要求,在理论方面控制了知识深度。
②氧化还原理论和金属活动性顺序,以及物理学中的电学知识,已对有关问题进行一些定性的介绍和分析。
③本节课重在对原电池中正、负电极的判断,设计原电池时对正、负电极材料和电解质溶液的选择以及对电极反应产物的判断等。
3、教学重点和教学难点
教学重点:进一步了解原电池的工作原理,能够写出电极反应式和电池反应方程式。
教学难点:原电池的工作原理。
解决办法:①学生共同探讨设计实验方案,体验探究过程。
②通过数字实验室电流传感器作图和多媒体动画展示使学生直观感受原电池的工作原理以及盐桥的作用。
③结合实验现象强化原电池的电极、电池反应方程式的书写。
4、教学目标
知识与技能目标:
进一步了解原电池的工作原理,写出电极反应方程式。过程与方法目标:
①通过原电池实验的观察和分析,体会化学反应原理的形成过程。 ②通过原电池实验的探究,学会解决问题的方法。情感态度与价值观目标:
①通过学习原电池联系社会、生活与实践增强学生的学习兴趣。 ②通过课堂探究活动,培养学生的探究能力,与人合作、交流的能力。
5、教学内容的处理在处理教学内容时,把教学内容分为一下几个步骤:
①在必修2 “化学能与电能”的基础上以铜锌原电池为例,进一步强调原电池的组成和原理。
②学生讨论且设计实验方案,体验实验的乐趣。教师通过电子白版转换多媒体动画和电流传感器作图,提出问题引导学生探究并讲解原理。
③学生通过实验探究结果量化对比、讨论并归纳总结出原电池中盐桥的重要性及其作用。
④结合实验现象的分析,学生熟练掌握原电池的电极、电池反应方程式的书写。
二、教学方法和教学手段的选择
教学方法:实验探究式教学法
教学策略:采用学生“自主—合作—探究”的学习模式。以学生为中心,通过学生小组讨论,自己动手设计实验,体验合作探究的乐趣。
教学手段:利用数字实验室电流传感器及多媒体动画等辅助教学,量化电流强度及演示原电池盐桥中离子的移动方向,使学生更直观的掌握电化学原理。
设计意图:
1、通过学生亲自探讨原电池,并运用现代数字实验室及多媒体动画展示等直观手段,动静结合,宏观与微观结合,化抽象为具体,形象生动,突出重点,突破难点。
2、让学生自主观察归纳总结,培养学生的思维能力和语言表达能力,充分发挥学生的主体地位和教师的主导地位。
三、学生学情分析和学法指导
1、学情分析
对学生原有的认知结构的分析:
①通过对原电池的.学习,增加学生对于原电池的感性认识。
②通过原电池的探究,掌握逻辑推理的方法,学会归纳化学反应原理的过程和运用相关原理解决实际问题的演绎过程。学生在学习本节内容有可能出现的问题分析如下:(1)氧化还原反应不会判断。(2)缺乏知识连贯性。
③原电池中正负极的判断及电极方程式的书写。
2、学法指导
①合作探究法
开展合作探究活动、发展学生的探究能力、体验合作、共同探究、提高学习技能。
②教师问题引导法针对学生探究实验中现象,提出问题,启发学生探究思维。
③多媒体演示法
运用电子实验室电流传感器作图、多媒体演示原电池中盐桥中粒子的移动方向,增加直观感激发学生学习的兴趣。
四、教学过程及设计构思
(一)实验引课
教师演示实验,引入课题,质疑问题。、
设计意图:
①考察学生对必修2所学原电池工作原理的掌握程度。
②为本节课探究实验创造情景。
③实验引课增强学生的学习兴趣和求知欲望。
(二)问题导课
1、上述实验装置构成原电池了吗?
2、为什么无电流通过?
3、怎样才能使得装置有电流产生?学生分组讨论提出假设和解决的方法
设计意图:
①通过课堂探究活动,培养学生的探究能力,与人合作、交流的能力。
②通过讨论判断,强化学生对已有知识体系的掌握和灵活运用,以提出解决方案。
根据现象强化电极、电池反应方程式的书写现象1:电流传感器显示有电流通过,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1:发生了原电池反应,且其中锌为原电池的负极,铜为正极。负极:Zn-2e—=Zn2+正极:Cu2+ + 2e—=Cu总反应:Zn + Cu2+=Zn2+ + Cu
现象2:随着时间的延续,电流越来越小,直至无电流通过。同时锌片表面逐渐被铜全部覆盖。
(二)问题导课
着时间的延续,电流逐渐减小,最后没有电流呢?产生持续稳定的电流呢?
根据现象强化电极、电池反应方程式的书写电极反应:Zn — 2e—=Zn2+(负极)Cu2+ + 2e—=Cu(正极)
电池总反应:Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+
盐桥:通常是KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻。
盐桥的作用:
①使整个装置构成闭合回路。
②平衡电荷。
(三)课堂小结(学生概括)
1、总结形成原电池的条件
2、原电池中电子、电流以及阴阳离子的移动方向
3、电极反应方程式的书写
设计意图:发挥学生的主体作用。
(四)板书设计
教师简明扼要书写课堂探究主题流程,
学生根据实验现象板书电极、电池反应方程式。设计意图:强化电极、电池反应方程式的书写。
(五)练习检测
下列哪些装置能构成原电池?写出能构成原电池装置的电极、电池反应方程式。
(六)时间安排
1、实验引课用时:五分钟
2、第一次讨论:八分钟
3、第一次分组实验:五分钟
4、学生板书电极反应式,电池反应方程式:二分钟
5、第二次讨论:八分钟
6、第二次分组实验:五分钟
7、学生问题反馈:二分钟
8、学生课堂小结和问题交流:五分钟
9、练习检测:五分钟
(七)课后体会和反思
1、通过本节课的学习,学生的积极性被充分调动起来,学生做探究实验的热情很高,发挥了他们的聪明才智,体现了学生的主体地位。但是在操作过程中,学生的实验技能还需加强。
2、化学是一门以实验为基础的学科,如果让学生多接触实验,那么他们对知识的接受能力有很大的提升。
3、为在今后的课堂中更充分地调动学生的积极性,挖掘学生的参与热情,在教学设计上可勇于打破思维定势,开拓思维,寻求解决问题的最佳方法。
原电池教案 篇6
以学生为中心,以科学探究为主线,采用动手实验启发探索动手实验分析归纳巩固练习的教学方法,注重知识的产生和发展过成,引导学生从身边走进化学,从化学走向社会。
【教学目标】
1、掌握原电池的构成条件,理解原电池的工作原理,能正确判断原电池的正负极,正确书写电极反应式、电池反应式,能根据氧化还原原理设计简单的原电池。
2、通过实验探究学习,体验科学探究的方法,学会分析和设计典型的原电池,提高实验设计、搜索信息、分析现象、发现本质和总结规律的能力。
3、在自主探究、合作交流中感受学习快乐和成功喜悦,增强学习的反思和自我评价能力,激发科学探索兴趣,培养科学态度和创新精神,强化环境保护意识以及事物间普遍联系、辨证统一的哲学观念。
【教学重点】
原电池的构成条件
【教学难点】
原电池原理的理解;电极反应式的书写
【教学手段】多媒体教学,学生实验与演示实验相结合
【教学方法】实验探究教学法
【课前准备】将学生分成几个实验小组,准备原电池实验仪器及用品。实验用品有:金属丝、电流表、金属片、水果。先将各组水果处理:A组:未成熟的橘子(瓣膜较厚),B组:成熟的橘子(将瓣膜、液泡搅碎),C组:准备两种相同金属片,D组:准备两种不同金属片。
【教学过程】
[师]:课前我们先作个有趣的实验。请大家根据实验台上的仪器和药品组装:将金属片用导线连接后插入水果中,将电流表串联入线路中,观察会有什么现象发生?
(教师巡视各组实验情况)。
[师]:请大家总结:有什么现象发生?
[生]:总结:出现两种结果:
①电流表指针偏转②电流表指针不发生偏转
[师]:电流表指针偏转说明什么?为什么会发生偏转?
[生]:说明有电流产生。
[师]:这个装置就叫做原电池。这节课我们共同研究原电池。请大家列举日常使用的原电池都有哪些?
[展示干电池]:我们日常使用的电池有下面几种,大家请看:
[播放幻灯片]:
化学电池按工作性质可分为:一次电池(原电池);二次电池(可充电电池)铅酸蓄电池。其中:一次电池可分为:糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为:镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。铅酸蓄电池可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。
原电池的构成:任何一种电池由四个基本部件组成,四个主要部件是:两个不同材料的电极、电解质、隔膜和外壳。
【评注】提出问题,从身边走近化学,唤起学生学习兴趣。
[播放课件]《伏特电池》的发明:
说起原电池的发明,有一段有趣的故事。1786年,著动物电的发现引起了意大利物理学家伏打的极大兴趣,他在多次重复伽伐尼的动物电实验时,发现实验成败的关键在于其中的两种金属——铁和铜,若把钩着蛙腿的铜钩换成铁钩,肌肉就不会收缩。他认为动物电的实质是金属属性不同造成的,不同金属带有不同的电量,它们之间必然存在电位差,若有导线在中间连接,就会产生电流,蛙腿的收缩正是这种原因产生的电流刺激的结果。
伏打经过反复实验,深入钻研,1799年第一个人造电源——伏打电池(伏打曾叫它伽伐尼电池)问世。
[师]:这种可以把化学能转化成电能的装置叫原电池。那么他们是如何构成的呢?下面我们一起来研究原电池的`原理。
[板书]:
一、原电池
1、原电池的形成条件:
[师]:请同学们根据自己的设想和实验室提供的仪器、药品,自己选择,试一试,看谁的电流表指针会发生偏转?看谁的音乐盒会响起。
实验仪器、药品:锌板、铜板、铁板、石墨、稀硫酸、硫酸铜溶液、食盐水、白糖水、酒精、硝酸银溶液、导线、烧杯、电流计、音乐盒。
各组学生积极探讨、拟实验方案。由学生的实验方案大致可分为下列四种情况:
第一组:电极用同一种材料并连接
A:溶液用盐酸;
B:溶液用酒精。
第二组:电极材料用不同种导电物质并连接,
A:溶液用盐酸;
B溶液用白糖水。
第三组:电极用不同金属不连接
A:溶液用硝酸银;
B:溶液用酒精。
第四组:电极一极插入溶液中,另一极放置在烧杯外。
[要求]:
学生在实验过程中观察并记录实验现象,记录电流计的指针偏转情况、两极现象、,看看音乐盒能否发出美妙的音乐。
各组汇报实验情况:
第一组中A、B均无现象。
第二组中A有电流产生,B无电流产生。
第三组中A、B均无现象。
第四组中无电流产生。
[师]:由上述实验请大家总结,原电池的形成条件是什么?
[生]:讨论、总结:
[板书]:
①两个活泼性不同的金属(或导电的非金属)做电极
②电解质溶液
③电极相接触或连接
④对应自发进行的氧化还原反应(有较强电流产生)
[师]:现在请大家重新分析课前用水果制作的原电池,为什么有的组有电流产生,而有的组没有电流产生?找出症结所在。
【评注】:强调内在条件,有利于学生把握实质、前后呼应,注重知识的产生过程。
[设问]:原电池的化学原理是什么?
[播放课件]铜——锌——稀硫酸原电池的工作原理
[师]:在上面实验探究中,我们看到,可产生电流的装置中电极究竟发生了什么变化?原电池是怎样实现化学能向电能转变的?请大家以上面研究的铜——锌——稀硫酸原电池为例研讨分析。
[生]:总结:
Cu片上发生反应:2H++2e—=H2 Zn片上发生反应:Zn—2e—=Zn2+
氧化还原反应是发生在两极。
电子从Zn片流向Cu片,应该有电流产生。
[板书]:较活泼金属锌做负极:Zn—2e—=Zn2+(氧化反应)
较不活泼金属铜做正极:2H++2e—=H2(还原反应)
电池总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2
电子流动方向:锌导线铜
电流方向:铜导线锌
正极发生还原反应,负极发生氧化反应。
[师]:总结:原电池就是这样一种装置,它把一个氧化还原反应分拆成两半,使之在两个电极上进行,从而在导线中产生了电流,实现了化学能向电能的转变。
[探究]:根据反应2Fe3++Zn=Zn2++2Fe2+设计一个原电池,画出装置图,指出电极材料、名称,写出电极反应式。
[练习]:投影:
习题(略)
[课后思维拓展]
1、解释:为什么干电池使用一段时间后会没电?以铜——锌——稀硫酸原电池原理为例加以说明。
2、使用后的电池是否可以随地丢弃?为什么?应如何处理?
3、为什么手机电池充电后还可以继续使用?
4、课外阅读《电池的发展与研究》