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）对比干电池连接检流计。。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？ZnZnCBADCu稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸ZnCuCu【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+=Zn2＋＋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。ZnGGGCuZnGZnZnCZnZnCuCu稀硫酸稀硫酸乙醇稀硫酸ABCD【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，SO42-移向负极，Zn2＋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。AgFeAlMgCuZnGCuZnO4溶液CuCGH2SO4溶液盐酸溶液CuSO4溶液CCl4溶液盐酸溶液盐酸溶液ABCCCuCuZnFeAgZnCuMgAl含杂质的Fe片DEF【投影小结】一、原电池能量转化化学能→电能电极材料可以是1．两种不同的金属。2．一种金属和一种非金属。电极的确定与电极材料有关。负极：电子流出的极。正极：电子流入的极。电极反应（工作原理）负极：Fe－2e－＝Fe2＋发生氧化反应正极：2H++2e－＝H2↑发生还原反应构成条件1．有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属）作电极；2．电极插入相通的电解质溶液中；3．两极用导线相连形成闭合的回路。电流与电子的方向电子：负极→正极电流：正极→负极二、化学电源【作业】1.课后习题一、三、12.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DACCZnZnZnCuB