《原电池的原理》教学案[教学目标]知识与技能：复习巩固原

《原电池的原理》教学案[教学目标]知识与技能：复习巩固原电池的构成条件、工作原理，通过进行化学能转化为电能的探究活动和一系列设计制作原电池的活动，更深刻地认识原电池的构造特点和工作原理，更熟练正确地书写电极反应式。过程与方法：学生动脑设计、动手制作各种原电池，同一实验小组成员间的相互协作，不同组间相互竞争，提供展示作品的舞台，极大地调动了学生的学习积极性，并在愉快的活动中更深刻地认识原电池的构造特点和工作原理。情感、态度、价值观：让学生在设计活动中体味到知识的力量，运用知识可以改善我们的生活质量，造福人类。[重点]：各种原电池的设计和电极方程式的书写[难点]：原电池的构成条件，各种原电池的设计和电极方程式的书写及相关计算[实验用品]：溶液：1mol/LCuSO4溶液、1mol/LZnSO4溶液、1mol/LH2SO4溶液、1mol/LNaOH溶液、1mol/LFeCl3溶液、1mol/LNaCl溶液、酒精电极材料：Fe棒1根、Cu棒1根、C棒2根、Zn片2片、Cu片2片、Mg条两条、Al条1条其它：灵敏电流计、导线两根、夹子两个，250ml烧杯1个、小塑料水槽四只、胶头滴管、洗瓶、塑料盆（废液缸）、抹布、砂纸[教学过程]：【知识回顾】：电化学：指研究化学能与电能之间相互转换的装置、过程和效率的科学。按电化学反应过程及装置分：1.产生电流的化学反应及装置(如:原电池等)2.借助电流而发生反应及装置(如:电解池)一、原电池1什么是原电池？2.构成原电池的条件是什么？【学生答】：(1)有两个相连的电极：a导体；b相连的形式可以多种多样的；(可以用导线相连，也可以两个电极相接触）c电极材料可以多种多样。两种活泼性不同的金属。哪种是负极？电极本身都参与反应吗？一种金属与一种非金属（如石墨）。哪种是负极？电极本身都参与反应吗？(2)两电极都接触电解质溶液（酸、碱、盐）正极、负极、电解质溶液构成闭合回路(3)在电极表面上能发生自发进行的氧化还原反应。（必定是放热反应）3、简单原电池的正负极和电子流向如何判断？负极（–）：是活泼金属，本身失去电子，发生氧化反应。正极（+）:是不活泼金属或非金属，进电子，本身不反应，是溶液中的阳离子得电子发生还原反应。注意：要用到金属活动性顺序表：K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au…活泼性，还原性依次减弱。【总结】：原电池正负极的判断：1由组成原电池的两极电极材料确定.一般活泼的金属作负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极.2根据电流或电子流的方向确定.电流由正极流向负极,而电子流由负极流向正极.3根据原电池里电解质溶液中离子移动的方向确定.在原电池里电解质溶液中,阳离子移向,阴离子移向.4根据现象判断:溶解的一极为负极,增重或有气泡放出的一极为正极.5根据电流计的指针的偏向判断。4、原电池的工作原理什么？【学生回忆后，教师投影】以Cu_Zn原电池为例：明确以下几点:①原电池的工作原理是将氧化还原反应分在正（还原）、负（氧化）两极进行，负极上失去的电子流入正极，从而产生电流。②正负两极上进出电子总数相等，根据电子守恒原理可进行许多有关电极反应的计算。③原电池反应跟直接反应差别：反应速率加快；一般只有一个电极直接参加反应。④利用原电池原理可制作各种电池，如干电池、铅蓄电池、银锌电池、锂电池、氢氧燃料电池……。【练习】:⒈判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明理由；若是，氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池电解质溶液失e，沿导线传递，有电流产生还原反应2H++2e-=H2↑阴离子阳离子总反应：负极正极2H++2e-=H2↑Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(离子方程式）（化学方程式）电极反应正极：负极：（氧化反应）（还原反应）阳离子请指出正负极名称，并写出电极反应式.①②③④⑤⑥【过度】：若将上述原电池的装置进行改装，如右图：还能形成原电池吗？下面我们用实验探究一下：学生完成课本P12活动与探究。【小结】：【小结】：【练习】：1判断下面是否为原电池？是，请写出电极反应式和总电池反应式。1盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶。作用：使Cl-向锌盐方向移动，K+向铜盐方向移动，使Zn盐和Cu盐溶液一直保持电中性，从而使电子不断从Zn极流向Cu极。这种装置能将化学能转变为电能，称为原电池（PrimaryCell）232.有A、B、C、D四种金属。将A与B用导线连结起来，浸入电解质溶液中，Ｂ不易腐蚀。将A、D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈。将铜浸入Ｂ的盐溶液里，无明显变化。如果把铜盐浸入C的盐溶液里，有金属C析出。据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是：（）（A）DCAB（B）DABC（C）DBAC（D）BADC3.如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（）A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液[学生活动]一位同学朗读病例：格林太太是一位漂亮、开朗、乐观的妇女。当她开怀大笑的时候，就会露出两颗很精致的牙齿：一颗是黄金的——这是她富有的标志；另一颗是不锈钢的——这是一次车祸留下的。令人百思不得其解的，自从车祸以后，格林太太经常头痛、夜间失眠、整天心情烦躁，医生绞尽了脑汁，格林太太的病情仍未好转……[师问]你知道其中的奥妙？GCABGCAB5、原电池的设计：请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+设计成一个原电池。画出装置图。1、电解液：。2、电极材料：正极，负极。3、电极反应式：负极:.正极:.【练习】：设计一：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可设计成铜、锌原电池,那么能否根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu也设计一个铜、锌原电池呢?画出装置图。所选用电解质溶液___________该原电池的负极____，负极反应____________正极____，正极反应____________设计二：现有试剂：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精除Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Cu2+=Zn2++Cu两反应外,若保持电极材料不变，通过改变电解质溶液,你能再设计一个铜.锌原电池吗?画出装置图。总反应式：________________________选用的电解质溶液为___________相应的半反应：负极_______________正极_______________设计三：现有电极材料:Fe棒、Cu棒、C棒、Zn片、Cu片根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu已经设计出了铜、锌原电池，若保持总反应不变,通过改变电极材料,你能设计出别的原电池吗？画出装置图。负极_____负极反应____________正极_____正极反应____________选用的电解质溶液_____________【变形设计】：原电池要形成闭合回路，往往是将两电极插入同一池内；原电池的两极是否一定要插入同一池内?【学生答后师投影】：[观察思考]请大家注意观察右图原电池，完成相应填空。右图原电池中:负极______负极反应____________正极______正极反应____________总反应________________________[学生体验活动]现在请大家根据这个构造图，制作该盐桥电池，检测出电流。[学生展示作品]电流计发生偏转即可。[设计活动四]：请用镁、铝作电极,设计一个原电池；画出装置图。所用电解质溶液________负极____负极反应___________正极____正极反应___________总反应_______________设计五：现有试剂：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精。请用镁、铝作电极,再设计一个与上题不同的原电池；画出装置图。所用电解质溶液________负极___负极反应________________正极___正极反应___________总反应________________________从以上两种镁、铝原电池中,你对原电池负极的判断有什么认识？6.依探究实验2的原理，按:Cu+2AgNO3====Cu(NO3)2+2Ag的反应设计一个能持续产生电流的原电池装置,画出装置图。7.为获得较长时间持续产生的稳定电流,如何将必修2中由“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池进行简单改装？【小结】：一.原电池：把化学能直接转化为电能的装置。二.构成原电池的基本条件：1.有两块金属(或非金属)导体作电极;2.两个电极相连插入电解质溶液中并形成闭合电路;3.有可自发发生的氧化还原反应。三.加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：CuSO4ZnCuZnSO41.用还原性较强的物质(如:活泼金属)作负极,向外电路提供电子;用氧化性较强的物质作正极,并在正极得到电子;2.原电池在放电时,负极上的电子经过导线流向正极，而氧化性较强的物质从正极上得到电子，两极之间再通过盐桥及池内溶液中的阴、阳离子定向运动形成的内电路构成有稳定电流的闭合回路。【练习】：1.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是A.铁圈和银圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；2.试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池（1）Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag（2）2Fe3++Fe=3Fe2+【反思】：原电池一定要有活泼性不同的两电极吗？【板书设计】：一。原电池1概念：2.构成条件。3原电池的原理。4原电池正负极的判断5.原电池的设计【教学反馈】：本节课学生动脑设计、动手制作各种原电池，同一实验小组成员间的相互协作，不同组间相互竞争，提供展示作品的舞台，极大地调动了学生的学习积极性，并在愉快的活动中更深刻地认识原电池的构造特点和工作原理。同时让学生在设计活动中体味到知识的力量，运用知识可以改善我们的生活质量，造福人类。从而积极地投入到学习中。