高中化學(xué)《第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)》第一節(jié) 原電池人教版選修四

教 案課題：第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 原電池授課班級課 時教學(xué)目的知識與技能1、 讓學(xué)生體驗化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程；2、使學(xué)生進(jìn)一步了解原電池的工作原理和構(gòu)成原電池的條件；3、能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式.過程與方法1.通過分組實驗培養(yǎng)學(xué)生觀察能力與分析思維能力。2.實驗引導(dǎo)學(xué)生以問題為中心的學(xué)習(xí)方法，學(xué)會發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的方法。3、加深理解實踐認(rèn)識再實踐再認(rèn)識的辨證唯物主義的思維方法情感態(tài)度價值觀通過一些實驗和科學(xué)探究過程，使學(xué)生增強探索化學(xué)反應(yīng)原理的興趣，樹立學(xué)習(xí)和研究化學(xué)的志向。重 點進(jìn)一步了解原電池的工作原理，能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式難 點原電池的工作原理知識結(jié)構(gòu)與板書設(shè)計第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 原電池(primary battery)二、設(shè)計原電池一、原電池工作原理 鋅片（）：Zn-2e-Zn2 氧化反應(yīng)；銅片（）：Cu22e-Cu 還原反應(yīng)總反應(yīng)式：Cu2ZnCuZn2教學(xué)過程教學(xué)步驟、內(nèi)容教學(xué)方法、手段、師生活動復(fù)習(xí)基礎(chǔ)模塊中有關(guān)原電池內(nèi)容。投影原電池的概念：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置組成原電池的條件：(1) 有兩種活動性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體)作電極，活潑性強的做負(fù)極(2) 電極材料均插入電解質(zhì)溶液中，電極可能與電解質(zhì)溶液反應(yīng)也可能不反應(yīng)(3) 兩極相連形成閉合回路，可以是導(dǎo)線相連接也可以是兩電極接觸板書第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié) 原電池(primary battery)講我們已所學(xué)過的原電池，是為了便于說明原電池化學(xué)原理的一種最簡單的裝置。如果用它作電源，不但效率低，而且時間稍長，電流就不斷減弱，因此不適合于實際應(yīng)用。這是什么原因呢？主要是由于在銅極上很快就聚集了許多氫氣泡，把銅極跟稀硫酸逐漸隔開，這樣就增加了電池的內(nèi)阻，使電流不能暢通。這種作用稱為極化作用。為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象，我們來設(shè)計一種更為科學(xué)的原電池裝置。設(shè)計實驗在兩個燒杯中分別放入鋅片和鋅鹽溶液、銅片和銅鹽溶液，將兩個燒杯中的溶液用一個裝滿電解質(zhì)溶液的鹽橋（如充滿KCl飽和溶液和瓊脂制成的膠凍）連接起來，再用導(dǎo)線將鋅片和銅片聯(lián)接，并在導(dǎo)線中串聯(lián)一個電流計，觀察現(xiàn)象。 學(xué)與問什么是鹽橋？鹽橋中裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管中溶液流出。鹽橋可使由它連接的兩溶液保持電中性，否則鋅鹽溶液會由于鋅溶解成為Zn2+而帶上正電，銅鹽溶液會由于銅的析出減少了Cu2而帶上負(fù)電現(xiàn)象（1）電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)方向，可以判斷出鋅片為負(fù)極、銅片為正極。（2）銅片上有銅析出，鋅片則被溶解。（3）取出鹽橋，指針回到零點，說明鹽橋起了溝通電路的作用。講發(fā)生上述現(xiàn)象的原因是由于鋅比銅活潑，容易失去電子變成Zn2進(jìn)入溶液，電子通過導(dǎo)線流向銅片，硫酸銅溶液中的Cu2從銅片上獲得電子變成銅原子沉積在銅片上。由于電子從鋅片流到銅片，所以鋅片上發(fā)生氧化反應(yīng)，銅片上發(fā)生還原反應(yīng)。鋅片（）：Zn-2e-Zn2 氧化反應(yīng)；銅片（）：Cu22e-Cu 還原反應(yīng)總反應(yīng)式：Cu2ZnCuZn2講一定時間后，溶液會因帶電離子的積累（ZnSO4溶液中的Zn2離子過多，CuSO4溶液中的SO42-離子過多）而阻礙電子的轉(zhuǎn)移。但有鹽橋存在，允許溶液中離子遷移，以中和過剩的電荷，起了溝通電路的作用，使傳遞電子的反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行。于是，鋅和CuSO4的氧化還原反應(yīng)的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成外電路上電子流動的電能。板書一、原電池工作原理 鋅片（）：Zn-2e-Zn2 氧化反應(yīng)；銅片（）：Cu22e-Cu 還原反應(yīng)總反應(yīng)式：Cu2ZnCuZn2講鹽橋存在，允許溶液中離子遷移，以中和過剩的電荷，起了溝通電路的作用，使傳遞電子的反應(yīng)能繼續(xù)進(jìn)行。講從分析銅-鋅原電池的組成可以看出，原電池是由兩個半電池組成的。鋅和鋅鹽溶液組成一個半電池，銅和銅鹽溶液組成另一個半電池。中間通過鹽橋連接起來。組成半電池的導(dǎo)體叫電極，失去電子的電極為負(fù)極，得到電子的電極為正極。不參加電極反應(yīng)的電極叫惰性電極，如銅電極。過渡根據(jù)銅-鋅原電池的組成，如何利用一個現(xiàn)有氧化還原反應(yīng)設(shè)計成為原電池？板書二、設(shè)計原電池講設(shè)計原理：從理論上講，任何一個可自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池，還原劑在負(fù)極上發(fā)生氧化反應(yīng)，失去的電子通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到正極上，氧化劑在正極上得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，從而形成閉合回路，外電路中則有電流產(chǎn)生。點擊試題根據(jù)下列氧化還原反應(yīng)，設(shè)計原電池，指出正負(fù)極，寫出電極反應(yīng)。 Cu+2Fe3=2Fe2+Cu2 2Fe3+2I-=2Fe2+I2分析銅被氧化，銅作負(fù)極，正極應(yīng)選擇比銅不活潑的金屬或石墨，用氯化鐵溶液作電解質(zhì)溶液；發(fā)生氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)的均為離子，因此應(yīng)選擇惰性材料作電極。投影 氧化還原反應(yīng)中還原劑的氧化反應(yīng)和氧化劑的還原反應(yīng)同時發(fā)生，一個氧化還原反應(yīng)被設(shè)計成原電池后，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)被分別設(shè)計在負(fù)極和正極發(fā)生，兩極反應(yīng)式疊加后應(yīng)該與氧化還原反應(yīng)式吻合，要求書寫電極反應(yīng)式時，負(fù)極失去的電子數(shù)與正極得到的電子數(shù)相等。小結(jié)原電池作為一種化學(xué)電源，當(dāng)它用導(dǎo)線連接上用電器形成閉合回路時就會有電流通過。（1）在外電路：電流的流向是從電源的正極出發(fā)經(jīng)用電器流向電源的負(fù)極。電子的流向是從電源的負(fù)極出發(fā)經(jīng)用電器流向電源的正極。（2）在內(nèi)電路：電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動，因為：正極是電子流入的電極，正極聚集了大量的電子，而電子帶負(fù)電，吸引陽離子向正極移動。電解質(zhì)溶液中的陰離子向負(fù)極移動，因為：負(fù)極溶解失去電子變成陽離子，陽離子大量聚集在負(fù)極，吸引陰離子向負(fù)極移動。（硝酸做電解質(zhì)溶液時，在H+幫助下，NO3-向正極移動得電子放出NO2或NO）小結(jié)原電池的基本類型：（1）只有一個電極參與反應(yīng)的類型：負(fù)極溶解，質(zhì)量減??；正極本身不參與反應(yīng)，但是在正極可能有氣體產(chǎn)生或正極質(zhì)量增