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《原电池》教学设计 南安一中 赵世亮
教学目标 1．使学生理解原电池的化学原理，通过实验正确判断原电池的正负极。 2．初步掌握形成原电池的基本条件，并能将理论应用于实际。 3．通过实验不断总结、发现、归纳知识的要点，培养学生的思维能力和创造能力。 4．应用辨证唯物主义的思维方法，抓住氧化还原反应是原电池工作原理的本质；由师生共同参与讨论发现问题，并通过实验不断体现由实践→认识→再实践→再认识的认识过程，同时培养学生实事求是的科学态度和科学的学习方法。 教学重点 原电池的化学原理。 教学难点 原电池的形成条件及电极反应；电子流向和电流方向。 教学手段 讲授、演示实验、学生分组实验、多媒体辅助教学 课前准备 教师制作课件、准备实验 学生做好适当预习准备 教学过程 【引言】大家知道，各种形式的能量在一定条件可以相互转变，例如，通过电动机电能可以转化为机械能；机械能可以转化为热能等等。大家能否再举一些例子呢？ 【学生举例】 【讲述】物质在发生化学变化时常伴化学能与热能、光能等的转变，如在一般的化学反应里常表现出放热或吸热，有的还表现出发光，现在我们要研究的是化学能与电能之间的转化。首先请大家思考一个问题： 【问题】化学能与电能之间可以相互转化，那在什么条件下才能实现这样的转化？ 下面请大家按屏幕上的要求做实验，并加以讨论 【屏幕显示】分组实验 1、向烧杯中加入约20ml稀硫酸，插入铜丝观察现象 2、取出铜丝，再插入锌片观察现象 3、将铜丝、锌片同时插入烧杯中并如图相互接触，观察现象并讨论
下面大家开始做实验。做实验过程中要注意铜丝要用砂纸刷一下。 【学生边实验边开展讨论；教师边巡视边进行个别指导】 现在我们请同学汇报一下，在实验时看到一些什么现象？ 【学生回答】锌片、铜片插入稀硫酸中，锌片有气泡产生，铜丝上没有气泡产生，接触后铜丝上出现比较多的气泡。 【提问】（1）锌与稀硫酸直接反应的实质是什么？ 【学生回答】在金属活动性顺序表中，锌排在氢的前面，容易失去电子，能置换酸中的氢。铜排氢的后面，不能置换酸中的氢。 （2）铜丝与稀硫酸不反应，但与锌粒接触后铜丝上为什么有气泡产生？ 【学生回答】锌被氧化成锌离子进入溶液，溶液中的氢离子从铜丝获得电子，被还原成氢原子。（H+从铜丝得到电子而产生氢气） 【追问】铜丝与稀硫酸不反应，不失去电子，其电子从何而来？ 【讲解】铜丝虽然与稀硫酸不反应，铜丝与锌片接触后，锌与稀硫酸发生氧化还原反应，锌失去的电子转移给铜丝，H+从铜丝得到电子而产生氢气。值得注意的是锌片与稀硫酸接解反应时，电子不是在锌和氢离子之间直接转换；而在锌片与铜丝接连时，电子是由锌片到达铜片后，在铜片上向氢离子转移。也就是说，锌失去的电子发生了定向移动。从物理角度看，电子发生定向移动就要产生电流。是否这样，我们应任何证明？ 【学生回答】用导线连接铜丝和锌片，并将铜片和锌片同时置于稀硫酸溶液中，在导线中间连接一个电流计，可以观察指针是否偏转来判断是否有电流产生。 好，下面请大家看一个实验 【演示实验】实验2-3 把铜片和锌片平行的插入稀硫酸溶液中可以看到锌片上有气泡产生，铜片上没有气泡产生。用导线把铜片和锌片连接起来，铜片上有气泡产生。在导线中间连接一个电流计电流计指针发生偏转，偏向铜极。 【讲解】电流计指针发生偏转，说明有电流产生，有电流产生就能产生电能，象这种将化学能转化为电能的装置就是今天我们要研究的原电池。 【板书】第六节 原电池 一、原电池 1、定义：将化学能转化为电能的装置 【课件演示】原电池工作原理 【设问】根据原电池的组成结构，大家思考一下应如何判断电子流动方向和两金属的正负极？ 【讲解】原电池的正负极可以根据由电流计指针的偏转方向来判断，指针偏向哪一极，该极为正极。从刚才的实验现象知道，指针偏向铜极，铜为正极，那么锌为负极。从理论上讲，根据金属活动性顺序，锌比较活泼容易失去电子进入溶液，电子则从锌片定向流到铜片，而电流方向与此相反，从铜片流向锌片。根据物理学知识，电子流出（电流流入）的电极为负极，电子流入（电流流出）的电极为正极，所以锌为负极，铜为正极。 【板书】2、电子流向和电流方向 电子流：负极（Zn）→正极（Cu） 电流： 正极（Zn）→负极（Cu）→正极（Zn） 【设问】铜和锌通过导线连接在稀硫酸中能构成原电池，其他金属是否也能够构成原电池，要构成原电池需要那些条件？下面我们通过实验来加以探究。 西红柿主要成分是维生素、叶酸和钾盐，其中叶酸和钾盐是电解质。下面以西红柿代替烧杯和稀硫酸来研究原电池的形成条件。 【屏幕显示】分别用Zn、Pb、Cu三种金属作电极，两两组合，用导线连接电流计和两种金属同时插入西红柿中，如图合上电键，观察指针偏转方向，并判断正负极。 【指导实验】在实验过程中注意，那比较白的是锌，比较黑的是铅，红的是铜。电极插入之前要用砂纸刷一下。插电极时先割一横，在使劲往下插；两个电极距离不要太大。 学生分组实验后讨论： 有六种组合：Zn—Zn；Pb—Pb；Cu—Cu；Zn—Pb；Zn—Cu；Pb—Cu。 其中前三种组合没有电流产生，后三种组合中如果有一个电极没有插入西红柿中也没有电流产生，必须两个电极同时插入西红柿中才有电流产生。Zn—Pb组合中，指针偏向Pb，Pb为正极；Zn—Cu组合中，指针偏向Cu，Cu为正极； Pb—Cu组合中，指针偏向Cu，Cu为正极。 【讲解】两个不同电极插在西红柿中，连上电流计，指针发生偏转，说明有电流通过形成原电池。这里需要指出的是西红柿主要成分是维生素、叶酸和钾盐，其中叶酸和钾盐是电解质。两种活泼性不同的金属在电解质溶液中连接形成闭合回路能构成原电池 【归纳】两种活泼性不同的金属在电解质溶液中连接形成闭合回路能构成原电池 【设问】是否构成原电池的两个电极都必须是金属呢？ 【演示实验】用导线连接锌条、炭棒，并与电流计相连，向烧杯中倒入NH4C1溶液，同时插入两电极，观察指针偏转方向，判断正负极。 【讲解】指针偏向炭棒，说明锌为负极，炭棒为正极 学生讨论、归纳、小结原电池的形成条件 【板书】3、原电池的形成条件 （1） 相连接的两种活泼性不同的金属或导体 （2） 必须有电解质溶液 （3） 必须发生氧化还原反应 【设问】铜和锌在稀硫酸溶液中能构成原电池，怎样用方程式来表示电极反应呢？ 【板书】4、原电池的工作原理
负极锌片上发生氧化反应；正极铜片上的H＋发生还原反应。 负极（发生氧化反应）：Zn-2e=Zn2+ 正极（发生还原反应）：2H++2e=H2↑ 电池总反应方程式：Zn+2H+= Zn2++ H2↑ 【讲述】介绍几种原电池以及原电池在尖端科技中的应用 【屏幕显示】《形形色色的电池》 【板书】5、原电池原理的应用 【屏幕显示】（1）为什么实验室制取氢气常用不纯的锌？ （2）马口铁和白口铁一旦有划痕后，在潮湿空气中哪一种被腐蚀的速率快？
【练习】有A、B、C三种金属，两两用导线连接同置于稀硫酸溶液中（如下图），试判断A、B、C的金属活动性顺序
布置作业 课本P62 3、4；练习册 板书设计 第六节 原电池 一、电池 1、 定义：将化学能转化为电能的装置 2、电子流向和电流方向 电子流：负极（Zn）→正极（Cu） 电流： 正极（Zn）→负极（Cu）→正极（Zn） 3、原电池的形成条件 （1） 相连接的两种活泼性不同的金属或导体 （2） 必须有电解质溶液 （3） 必须发生氧化还原反应 4、原电池的工作原理 负极（发生氧化反应）：Zn-2e=Zn2+ 正极（发生还原反应）：2H++2e=H2 5、原电池原理的应用 |
