原電池的原理及其應(yīng)用

1、原電池的原理及其應(yīng)用第一課時教學(xué)實錄昌吉州四中神芳芳教學(xué)目標1. 知識目標：理解原電池原理，掌握構(gòu)成原電池的條件，會進行簡單的原 電池設(shè)計。2. 情感目標：培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和依據(jù)實驗事實得出結(jié)論的科學(xué)態(tài)度， 培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神。3. 能力目標：培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、實驗?zāi)芰?、實驗設(shè)計能力、語言表達能 力。培養(yǎng)學(xué)生正向思維、逆向思維、發(fā)散思維能力。?設(shè)計思路 指導(dǎo)思想：以學(xué)生為主體，讓學(xué)生自主地參與知識的獲得過程， 并給學(xué)生充分的表達自己想法的機會。學(xué)生初次接觸電化學(xué)知識，對原電池的工作原理有神秘感和探索欲望。要充分利用學(xué)生的好奇心和求知欲，設(shè)計層層實 驗和問題情境，使學(xué)生在自主實驗、積極思考

2、和相互討論中自己發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題。 在教學(xué)內(nèi)容的安排上，按照從易到難，從實踐到理論再到實 踐的順序，首先通過一組實驗，引入課題。在實驗-觀察-討論-推測 -驗證的過程中，學(xué)習(xí)和理解原電池的概念和原理。在此基礎(chǔ)上，通過實驗探 索和討論組成原電池的條件。最后，讓學(xué)生自己設(shè)計一個原電池以檢驗學(xué)生對所 學(xué)知識的實際應(yīng)用能力。根據(jù)學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)、心理特點和教學(xué)內(nèi)容的實際需要，采取了啟發(fā)、討論、實驗探究等教學(xué)方法，并結(jié)合多媒體進行教學(xué)。?教學(xué)準備1. 對學(xué)生進行分組：四人為一個小組2. 實驗準備：每組一個靈敏電流計，兩片銅片、兩片鋅片、一根石墨電極、 一節(jié)干電池、兩杯相同濃度的硫酸、一杯硫酸銅

3、溶液、一杯無水乙醇、一杯水、 一顆葡萄（或小西紅柿等水果）。3. 制作銅鋅原電池工作原理的模擬動畫4. 場地：有多媒體放映設(shè)備的實驗室? 教學(xué)過程（課堂實錄）【引入】我們的生活中離不開各種電池。大到宇宙火箭、人造衛(wèi)星，小到照 相機、手機，都要用到各種各樣的電池。如：干電池、蓄電池、充電電池、高能 電池等。其實，這些電池都是應(yīng)用原電池的原理制成的。 那么到底什么是原電池？ 它的工作原理怎樣？今天我們就想通過一些實驗一起來研究一下原電池的原理?！景鍟康谒墓?jié)原電池原理及其應(yīng)用【實驗指導(dǎo)】介紹實驗桌上的物品，指導(dǎo)學(xué)生做以下三個實驗： 1. 將鋅片 插入稀硫酸中 2. 將銅片插入稀硫酸中 3. 將鋅片

4、和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫 酸中 說明實驗注意事項，要求同學(xué)認真觀察現(xiàn)象，并思考原因【學(xué)生活動】實驗并觀察現(xiàn)象【學(xué)生回答】 1. 鋅片上有氣泡，因為鋅能和稀硫酸反應(yīng)放出氫氣 2. 銅片 上沒有氣泡，因為銅不能和稀硫酸反應(yīng) 3. 銅片上有氣泡【設(shè)疑】銅片上的氣體是哪里來的？【學(xué)生討論】學(xué)生激烈討論，討論的焦點問題有：1 、銅片上的氣體是什么？ （學(xué)生認為可能是氫氣或 SO 2 或是氧氣。最 后同學(xué)認為最有可能的是氫氣。本處不展開）2 、氫離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅錃馑璧碾娮訌暮味鴣恚浚▽W(xué)生提出許多假設(shè)） 學(xué)生甲：電子應(yīng)是銅失去的，因為氣泡是在銅片上產(chǎn)生的。 學(xué)生乙：電子應(yīng)是鋅失去的，因為鋅比銅活潑，易失去電

5、子。 學(xué)生甲：電子應(yīng)是銅失去的，若是鋅失去電子，氣泡應(yīng)該出現(xiàn)在鋅片上，怎 么會在銅片上出現(xiàn)氣泡呢？學(xué)生乙：鋅片失去的電子可以通過導(dǎo)線傳遞到銅片上， 溶液中的氫離子在銅 片上得到電子，因此，銅片上有氣泡。 學(xué)生丙：既然電子是鋅片失去的，氫離子為什么不直接在鋅片上得電子， 而 要到銅片上得電子呢？ （對這個問題學(xué)生感到難以回答，期待老師的評判和解 釋。但老師不必急于回答）【引導(dǎo)】電子究竟是鋅片還是銅片失去的，我們可以用實驗來證明。那么， 如何通過實驗來證明鋅片上的電子是否通過導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到了銅片上？【學(xué)生回答】在銅片和鋅片中間連接一個靈敏電流計，檢測有無電流 【實驗指導(dǎo)】使用靈敏電流計的注意事項【學(xué)生

6、活動】實驗并觀察現(xiàn)象 【學(xué)生回答】現(xiàn)象：電流計指針偏轉(zhuǎn) 結(jié)論：有電流流過，說明導(dǎo)線中有電 子流過，說明氫離子得到的電子確實是鋅片失去，通過導(dǎo)線傳遞到銅片上的。（但 是，對于剛才同學(xué)提出的問題，即 “既然電子是鋅片失去的，氫離子為什么不直 接在鋅片上得電子，而要到銅片上得電子呢？ ”還是覺得難以解釋。）【動畫演示】由于鋅片失去電子后產(chǎn)生鋅離子，鋅片的周圍有許多來不及擴 散到溶液中去的鋅離子，對氫離子有排斥作用，使氫離子很難在鋅片上直接得到 電子【學(xué)生小結(jié)】鋅片：較活潑，電子流出，發(fā)生氧化反應(yīng) Zn 2e - =Zn 2+ 銅 片：較不活潑，電子流入，發(fā)生還原反應(yīng) 2H + +2e - =H 2

7、T能量變化：化學(xué)能 轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋景鍟?1. 原電池的概念： 【實驗指導(dǎo)】給你一節(jié)干電池，用實驗證明銅鋅原電池的正負極 【學(xué)生活動】實驗并觀察現(xiàn)象 【學(xué)生回答】現(xiàn)象：測干電池時，電流計指針偏向正極方向，測銅鋅原電池時，電流計指針偏向銅片方向 結(jié)論：鋅片為負極，銅片為正極【板書】 2. 原電池的原理：負極：電子流出，較活潑，（鋅片）： Zn 2e- =Zn 2+ （氧化反應(yīng)）正極：電子流入，較不活潑，（銅片）： 2H + +2e - =H 2 T （還原反應(yīng)）【引導(dǎo)】寫出銅鋅原電池的總反應(yīng)方程式，并比較其與鋅片直接跟稀硫酸反應(yīng)有何異同。 總反應(yīng)方程式為：Zn+2H + =Zn 2+ +H 2仿目

8、同點：總反應(yīng)方程式相同不同點：電子轉(zhuǎn)移途徑不同【過渡】原電池的實質(zhì)是氧化還原反應(yīng)，氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計成原電 池，那么構(gòu)成原電池要有哪些條件呢？【板書】 3. 組成原電池的條件【實驗習(xí)題】請用實驗驗證下列哪些裝置構(gòu)成原電池？并據(jù)此對比分析， 討 論構(gòu)成原電池的條件?！緦W(xué)生活動】實驗并觀察現(xiàn)象。【學(xué)生回答】 C 、 D 、 H 構(gòu)成原電池【學(xué)生討論】（通過對比分析、討論和補充、修改，最后得出組成原電池的條件） 學(xué)生甲：從 A 、 B 不構(gòu)成原電池可知，構(gòu)成原電池必須有兩種活動性不 同的金屬作電極。從 F 、 G 不構(gòu)成原電池可知，要組成原電池還必須構(gòu)成閉 合回路學(xué)生乙：H 也構(gòu)成原電池，是因為

9、水果呈酸性，說明構(gòu)成原電池需酸溶液。學(xué)生丙：D 也能構(gòu)成原電池，說明構(gòu)成原電池不一定要酸溶液，也可以是鹽溶液，結(jié)合E 可知，構(gòu)成原電池電極材料必須與電解質(zhì)溶液接觸。學(xué)生?。簭?C 可知，電極材料也可以是象石墨這樣能導(dǎo)電的非金屬【學(xué)生小結(jié)】組成原電池的條件：有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極 電極材料均插入電解質(zhì)溶液中 兩極相連形成閉合回路【練習(xí)】對于上述能組成原電池的裝置， 分析正負極和發(fā)生的電極反應(yīng) （在 學(xué)生回答過程中， 教師引導(dǎo)學(xué)生注意正極材料本身并未發(fā)生變化， 負極和電解質(zhì) 溶液之間發(fā)生了氧化還原反應(yīng)）【追問】假如把上述 C 裝置的電極改為 Cu 和 Ag ，能組成原電池嗎？【學(xué)生回答】 不能，要構(gòu)成原電池， 負極和電解質(zhì)溶液之間必須有自發(fā)的氧 化還原反應(yīng)【練習(xí)】請同學(xué)結(jié)合組成原電池的條件， 將氧化還原反應(yīng)： Fe+Cu 2+ =Cu+Fe 2+ 設(shè)計成 一個原電池?！緦W(xué)生回答】負極：鐵正極：銅電解質(zhì)溶液：硫酸銅【學(xué)生補充】