人教版化学 选修四  第四章电化学基础

第一节 原电池 教学设计

西安市长安区第六中学  雷艳利

一、教学目标

1、知识与技能

(1)知道原电池的工作原理。

(2)能够根据原电池的形成条件设计原电池。

(3)能书写简单的电极反应和电池反应方程式。

2、过程与方法

(1)通过对原电池模型的建立，让学生体会原电池的工作原理并加以简单应用。

(2)通过对原电池的了解，进一步深化对原电池构成条件和工作原理的理解。

(3)通过实验探究，使学生学会科学的研究方法，善于在体验过程中发现问题。

3、情感态度价值观

(1)通过对能量之间的转换的学习和了解，使学生了解化学对我们的生产、生活带来的便利，激发学生学习化学的兴趣。

(2)通过能量的守恒和电子的守恒等守恒思想的建立，使学生进一步体验守恒的思想。

二、教学重点

    (1)初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

    (2)能够写出电极反应方程式。

三、教学难点

    (1)原电池的工作原理。

(2)电极反式的书写。

四、教学方法

实验探究法、分析归纳法、多媒体辅助法、理论联系实际。

五、教学过程

【新课导入】展示生活中电池的图片，同学们，大家认识这些物质吗？电在我们生活中无处不在，小到手机、心脏起搏器，大到交通工具、人造卫星、宇宙飞船都离不开原电池。可以说离开了电我们就无法正常生活。那么请大家回忆我们学过哪个知识与电有关呢？

【生】原电池

【师】判断原电池：

下列哪些装置能构成原电池？

                            

 

                            

【板书】 一、原电池的构成条件

         1、两极

         2、一液

         3、回路

         4、氧化还原反应

【教学过程】这节课我们在必须2学习原电池的基础上继续来学习原电池。

【板书】 选修四 第四章   第一节    原电池

【师】 首先，请大家根据实验台的实验仪器。设计一套原电池装置并实验操作仔细观察实验现象。

【生】我们组用Zn片做负极材料、用Cu片做正极材料，硫酸做电解质溶液。实验现象：Zn片、Cu片上都有气泡产生。这和高一讲过的实验现象不一样。Zn片上不应该产生气泡。还有一个现象，电流表指针的偏转角度开始大随后慢慢减小。

【师】这一组的同学设计的原源电池完全正确，现象观察的也十分细致，并且还发现了不同点。不错

【师]】有没有其他组的设计方案或者实验现象和这一组不同呢？

【思考分析】 为什么Zn片上会有气泡产生呢？让我们来分析解决吧。

【生1】Zn片不纯，Zn与杂质形成原电池。

【师】分析合理。

【生2】 Zn与稀H₂SO₄直接接触发生氧化还原反应。

【师】 合理

【思考】电流表指针偏转角度由大到小说明了什么？电流强度减弱的原因又是什么？

【生】 指针偏转角度减小说明电流强度减弱，电流强度减弱的原因是因为Zn片经外电路向Cu片转移到电子数减少了。

【师】非常正确，那么这套原电池装置是否将化学能全部转化为了电能？

【生】没有。

【师】 浪费能源相当于浪费生命。高效节能的电池是我们的最终目标，如何提高这套装置的能量转化率？迫在眉睫，刻不容缓，让我们马上行动起来吧。

【师】请每组同学思考、交流，并展示你们组的改进方案。

【生1】我们组将Zn片放在NaCl溶液中，两电解质溶液用导线连接;实验现象:Zn片没有气泡产生，有电流产生，但电流有减小趋势。

【生2】我们组将Zn片放在氯化锌溶液中，两电解质溶液用石墨连接;Zn片上没有气泡产生，有电流产生但电流也有减小趋势。

【生3】我们组将Zn片放在硫酸锌溶液中。由于前面我们学过原电池内电路是通过阴阳离子的定向移动来形成闭合回路。所以我们组选用浸泡过饱和KCl溶液的滤纸来连通两溶液;Zn片上没有气泡产生，而且电流持续稳定。

【师】为了减少能量损失，同学们都将Zn片放在与它不反应的电解质溶液中。这个思路非常正确，通常选用含负极阳离子的电解质溶液做负极电解液。

【师】为了形成闭合回路，大家选用不同导体做连通装置。通过实验我们发现金属及非金属导体不可取。（为什么电流会逐渐减小。这问题留给大家，课后通过查阅资料、寻找答案。）应选用与两电解液不会发生反应的电解质溶液来联通。因为K^十和Cl^一在溶液中的扩散速率相近所以通常选用饱和KCl溶液，为了使用方便，就引入了一个新的实验仪器—盐桥。

【师】盐桥介绍：盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液，琼胶半凝固状既保证了KCl溶液不会流出又不影响K⁺、Cl^-的自由移动。分析盐桥电解质构成条件。

【板书】 一、盐桥原电池的构成条件

         1、两极

         2、两液：(双液原电池）负极半电池

                               正极半电池

         3、回路-盐桥

         4、氧化还原反应

        优点:减少能量损失，产生持续稳定的电流。

【板书】二、盐桥原电池的工作原理

         视频学习

【练习】 利用 Zn + Cu²⁺ = Zn²⁺ +Cu 设计一个原电池，画出示意图，写出电

极反应。

【解析】

                              

负极：Zn – 2e^- = Zn²⁺     正极：Cu²⁺ + 2e^- = Cu

【师】从具体情况到一般规律，是学习化学的方法之一。通过对盐桥原电池的学习，我们来整理盐桥原电池的设计思路。

【板书】三、盐桥原电池的设计思路

       氧化剂+还原剂=还原产物+氧化产物

负极半电池：还原剂做电极材料；氧化产物做电解质溶液。

正极半电池：活泼性较弱的金属（或非金属导体）做电极材料；氧化剂做电解质溶液。

外电路：用导线连通，可以接用电器。

内电路：是将电极浸入电解质溶液中，并通过盐桥沟通内电路。 

【课后作业】 (07年海南高考）依据氧化还原反应：2Ag⁺(aq) + Cu(s) == Cu²⁺(aq) + 2Ag(s)设计的原电池并回答下列问题：

（1）负极材料是       ；电解质溶液是       ；

（2）银电极为电池的     极,发生的电极反应为              。

负极上发生的电极反应为                     。

（3）外电路中的电子是从      电极流向      电极。

【课堂总结】本节课我们学习了盐桥原电池的构成条件、工作原理及设计思路。电池的发展是日新月异的，但科学的发展并不是一帆风顺，需要我们不断探索不懈努力与坚持。

【板书设计】  选修四 第四章   第一节    原电池

            一、盐桥原电池的构成条件

                1、两极

                2、两液：负极半电池

                         正极半电池

                3、回路-盐桥

                4、氧化还原反应

                优点:减少能量损失，产生持续稳定的电流。

二、盐桥原电池的工作原理

三、盐桥原电池的设计思路

六、教学反思

本课教学，能充分调动学生在学习过程中的自主意识，以实验为载体，创设问题情境，将对原有知识的回顾与新知识的引入融为一体，将实验探究与思考交流交替进行，凸现学生的主体作用。