高中化學(xué)-原電池實驗的高效化與微型化創(chuàng)新改進教學(xué)課件設(shè)計

原電池實驗的高效化與微型化創(chuàng)新改進學(xué)科：化學(xué)年級：高二版本：人教版單位：美國特斯拉電動跑車美國特斯拉電動跑車1分33秒充滿電續(xù)航480公里百公里加速3.9秒原電池實驗的高效化與微型化創(chuàng)新改進人教版授課人：馬翠翠【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（一）能根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計并組裝原電池，會測量原電池的電壓、電流。（二）能根據(jù)實驗結(jié)果，總結(jié)出增大電池電壓、電流的方法，并組裝出”完美”的原電池,使石英表工作。（三）通過電池性能改進的實驗，體驗實驗探究的過程，體會合作學(xué)習(xí)的樂趣。【縱觀劇本】探究實驗程序單液原電池與雙液原電池的比較1原電池的微型化創(chuàng)新改進3高效化與微型化創(chuàng)新再改進4原電池的高效化創(chuàng)新改進2【問題展示合作探究】實驗活動1:探究單液原電池與雙液原電池的優(yōu)缺點問題1：根據(jù)反應(yīng)：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，設(shè)計單液原電池和鹽橋原電池兩種原電池。選擇怎樣的正負(fù)極材料以及電解質(zhì)溶液？畫出裝置簡圖負(fù)極材料正極材料電解質(zhì)溶液單液原電池雙液原電池鋅比鋅活性弱的導(dǎo)體CuSO4溶液鋅比鋅活性弱的導(dǎo)體CuSO4溶液ZnSO4溶液CuSO4ZnCuACuSO4ZnCuZnSO4單液電池鹽橋電池Zn+Cu2+=Zn2++Cu總反應(yīng)：負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+氧化反應(yīng)正極：Cu2+

+2e-=Cu還原反應(yīng)問題展示，合作探究化學(xué)能

電能（2）寫出電極反應(yīng)式，試分析工作原理

能量觀

守恒觀【實驗·探究一】單液原電池與雙液原電池的比較單液電池雙液電池現(xiàn)象優(yōu)點缺點電流不穩(wěn)、鋅片有紅色物質(zhì)析出電流持久穩(wěn)定、鋅片無物質(zhì)析出電流大電流不穩(wěn)定電流持久穩(wěn)定電流小問題2：比較單液原電池和雙液原電池其優(yōu)缺點是什么？實驗步驟請同學(xué)們按如圖所示裝置連接：1、先將電池的正負(fù)極連數(shù)字傳感器的正負(fù)極。2、觀察鋅片、銅片、平板電腦電流示數(shù)的變化并如實記錄；3、實驗結(jié)束后，將電極從電解質(zhì)溶液中取出，用濾紙擦干；4、注意合作分工，講究效率；單雙液原電池中微觀粒子的運動微粒觀1、電子（外電路）：2、陰陽離子（內(nèi)電路）：ZnCuASO42-Cu2+概括歸理問題3：雙液原電池電流小的原因？由負(fù)極流向正極陰離子流向負(fù)極，陽離子流向正極問題展示，合作探究問題3：雙液原電池電流小的原因？改進措施？離子運動的距離變長離子運動的通道變窄解決方法：鹽橋加寬變短創(chuàng)新方案1：1、用培養(yǎng)皿代替燒杯；2、條狀凝膠柱代替U型管鹽橋；問題4：如何改進實驗得到高效化的原電池？問題展示，合作探究飽和KCl改進CuSO4ZnCuZnSO4U型管原電池ZnCuAZnSO4CuSO4培養(yǎng)皿原電池【實驗·探究二】鹽橋原電池高效化改進環(huán)節(jié)二：問題展示，合作探究飽和KCl改進CuSO4ZnCuZnSO4U型管原電池ZnCuAZnSO4CuSO4培養(yǎng)皿原電池【實驗·探究二】鹽橋原電池高效化改進電流電流穩(wěn)定性藥品用量雙液原電池培養(yǎng)皿原電池實驗結(jié)論0.01A0.07A穩(wěn)定較穩(wěn)定200ml20ml問題展示，合作探究問題5：培養(yǎng)皿原電池電流增大數(shù)倍，藥品用量大，能否設(shè)計更微型化的原電池？濾紙可以吸收大量溶液作為反應(yīng)容器創(chuàng)新方案2：1、濾紙條作為反應(yīng)池；2、蘸有飽和KCl溶液濾紙當(dāng)做鹽橋；ZnCuAZnSO4CuSO4KClaqZnSO4CuSO4ZnCu改進【實驗·探究三】雙液原電池微型化改進小貼士：指針偏轉(zhuǎn)穩(wěn)定后再讀取數(shù)據(jù)，測完請及時斷開電路。銅片上方濾紙滴加4滴CuSO4；鋅片上方濾紙滴加4滴ZnSO4

；用鑷子夾取蘸有飽和KCl溶液的濾紙，再與兩金屬片緊貼好，并用小玻璃片壓住濾紙；導(dǎo)線夾與金屬片接觸即可，避免接觸溶液電流電流穩(wěn)定性藥品用量培養(yǎng)皿原電池0.07A較穩(wěn)定20ml濾紙原電池0.02A穩(wěn)定1mlQ7:能否設(shè)計既高效又微型化的原電池？夾心式銅鋅原電池銅電極滴有CuSO4溶液的濾紙隔膜滴有ZnSO4溶液的濾紙鋅電極陽離子交換膜蘸有飽和KCl濾紙塑料薄膜（空白實驗）【實驗·探究四】原電池高效化微型化創(chuàng)新再改進小貼士：步驟2：指針偏轉(zhuǎn)穩(wěn)定后再讀取數(shù)據(jù)，測完請及時斷開電路步驟1：銅片上方濾紙滴加幾滴CuSO4；鋅片上方濾紙滴加幾滴ZnSO4

；中間夾為隔膜，并用小玻璃片壓住濾紙；步驟3：導(dǎo)線夾與金屬片接觸即可，避免接觸溶液銅電極滴有CuSO4溶液的濾紙隔膜滴有ZnSO4溶液的濾紙鋅電極電流示數(shù)為0A，無電流通過電流示數(shù)為0.11A，電流持久穩(wěn)定開始電流示數(shù)0.13A，逐漸在變小，電流不穩(wěn)定實驗方案123456陽離子交換膜（允許陽離子通過）蘸有飽和KCl溶液的濾紙塑料薄膜（不透任何離子）原電池高效化微型化創(chuàng)新再改進【實驗·探究四】序號方案簡述學(xué)生實驗現(xiàn)象及結(jié)論原因分析銅片陽離子交換膜鋅片CuSO4aq的濾紙ZnSO4aq的濾紙圖1：陽離子交換膜的原電池+-銅片鋅片CuSO4aq的濾紙ZnSO4aq的濾紙+-圖2：濾紙交換膜的原電池銅片鋅片CuSO4aq的濾紙ZnSO4aq的濾紙+-圖3：塑料薄膜的原電池陽離子交換膜，高效化、微型化濾紙鹽橋，電流穩(wěn)定條形凝膠柱，增大電流增加鹽橋，電流穩(wěn)定濾紙式微型化原電池培養(yǎng)皿式高效化原電池雙液原電池單液原電池原電池改進思路陽離子交換膜原電池具有體積小、藥品用量小、電流持久穩(wěn)定、操作簡便快速，多次重復(fù)使用等優(yōu)點知識梳理歸納總結(jié)

根據(jù)上述實驗結(jié)論，利用所提供的材料，組裝”完美”的電池，使石英表工作。學(xué)以致用角色提升微型化原電池的應(yīng)用膜電池（生活電池最簡單的基本模型）正極材料負(fù)極材料隔膜電解