人教版高中化學(xué)選修4教案：第一節(jié)原電池

第四章電化學(xué)根底第一節(jié) 原電池一、教材分析4《化學(xué)反響原理》第四章第一節(jié)，本課以必修化學(xué)2其次章其次節(jié)“化學(xué)能與電能”為根底，進(jìn)一步介紹原電池的組成和工作原理。教材的設(shè)置表達(dá)了學(xué)習(xí)學(xué)問的階梯性，更加關(guān)注學(xué)生的化學(xué)專業(yè)學(xué)問和科學(xué)素養(yǎng)的提升。在必修局部只要求學(xué)生能舉例說明化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)化，在選修局部則進(jìn)一步要求學(xué)生指導(dǎo)原電池的工作原理并能設(shè)計原電池。本節(jié)課教學(xué)內(nèi)容中，從雙液鋅銅原電池入手，通過一個鹽橋的設(shè)置，將氧化反響和復(fù)原反響分別開來。這對學(xué)生而言不僅僅是裝置的改進(jìn)，更是對氧化復(fù)原反響思維方式的轉(zhuǎn)變，也是學(xué)生學(xué)習(xí)最困難的地方。學(xué)生通過將原電池的工作原理進(jìn)展應(yīng)用，設(shè)計原電池，加深了學(xué)生對原電池的理解。學(xué)生對電化學(xué)學(xué)問，對原電池的工作原理有驚異感和探究欲望，要充分利用學(xué)生的奇異心和求知欲，設(shè)計層層試驗和問題情境，使學(xué)生在自主試驗、樂觀思考和相互爭論中自己覺察問題、分析問題和解決問題。原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的重要裝置，小到手機、心臟起搏器，大到交通工具、人造衛(wèi)星、宇宙飛船都離不開原電池。原電池的工作原理不僅再現(xiàn)了氧化復(fù)原反響中能量的轉(zhuǎn)化和守恒規(guī)律，也為金屬的防護供給了理論依據(jù)。因此本節(jié)是電化學(xué)的根底學(xué)問，也是本章的重點內(nèi)容，學(xué)好本節(jié)學(xué)問，具有比較重要的現(xiàn)實意義和理論意義。二、教學(xué)目標(biāo)1、學(xué)問與技能知道原電池的工作原理。能夠依據(jù)原電池的形成條件設(shè)計原電池。能書寫簡潔的電極反響和電池反響方程式。2、過程與方法通過對原電池模型的建立，讓學(xué)生體會原電池的工作原理并加以簡潔應(yīng)用。通過對原電池的了解，進(jìn)一步深化對原電池構(gòu)成條件和工作原理的理解。通過試驗探究，使學(xué)生學(xué)會科學(xué)的爭論方法，擅長在體驗過程中覺察問題。3、情感態(tài)度價值觀通過對能量之間的轉(zhuǎn)換的學(xué)習(xí)和了解，使學(xué)生了解化學(xué)對我們的生產(chǎn)、生活帶來的便利，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。通過能量的守恒和電子的守恒等守恒思想的建立，使學(xué)生進(jìn)一步體驗守恒的思想。三、教學(xué)重點(1)初步生疏原電池概念、原理、組成及應(yīng)用。(2)能夠?qū)懗鲭姌O反響方程式。四、教學(xué)難點(1)原電池的工作原理。(2)電極反式的書寫。五、教學(xué)方法試驗探究法、分析歸納法、理論聯(lián)系實際。六、課時安排1課時七、學(xué)情分析七、教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容［復(fù)習(xí)］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： 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 電極材料均插入電解質(zhì)溶液中，電極可能與電解質(zhì)溶液反響也可能不反響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第四章電化學(xué)根底第一節(jié)原電池[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)原理的一種最簡潔的裝置。假設(shè)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。這是什么緣由呢？主要是由于在銅極上很快就聚攏了很多氫氣泡，把銅極跟稀硫酸漸漸隔開，這樣就增加了電池的內(nèi)阻，使電流不能暢通。為了避開發(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。[試驗]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〔如布滿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，觀看現(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。[現(xiàn)象]〔1〕銅片上有銅析出，鋅片則被溶解。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)象的緣由是由于鋅比銅活潑，簡潔失去電子變成Zn2＋進(jìn)入

教學(xué)活動溶液，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)生氧化反響，銅片上發(fā)生復(fù)原反響。鋅片〔－〕：Zn-2e-＝Zn2＋ 氧化反響；銅片〔＋〕：Cu2＋＋2e-＝Cu 復(fù)原反響總反響式：Cu2＋＋Zn＝Cu＋Zn2＋[講]〔ZnSO溶液中的Zn2＋離子過多，4CuSO溶液中的SO2-離子過多〕而阻礙電子的轉(zhuǎn)移但有鹽橋存在，允許溶4 4液中離子遷移，以中和過剩的電荷，起了溝通電路的作用，使傳遞電子的反響能連續(xù)進(jìn)展。于是，鋅和CuSO的氧化復(fù)原反響的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成外電4路上電子流淌的電能。一、原電池工作原理鋅片〔－〕：Zn-2e-＝Zn2＋ 氧化反響；銅片〔＋〕：Cu2＋＋2e-＝Cu 復(fù)原反響總反響式：Cu2＋＋Zn＝Cu＋Zn2＋[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。中得到電子的電極為正極。不參與電極反響的電極叫惰性電極，如銅電極。[過渡]依據(jù)銅--鋅原電池的組成，如何利用一個現(xiàn)有氧化復(fù)原反響設(shè)計成為原電池？兩個半電池組成原電池的工作原理強復(fù)原性物質(zhì)做負(fù)極，向外電路供給電子；強氧化性物質(zhì)做正極，從外電路得到電子二、設(shè)計原電池1池，復(fù)原劑在負(fù)極上發(fā)生氧化反響，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)生復(fù)原反響，從而形成閉合回路，外電路中則有電流產(chǎn)生。2、電解質(zhì)溶液的選擇假設(shè)為兩個半反響則：兩個容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料一樣的陽離子的鹽溶液。3、電極材料的選擇活潑金屬做負(fù)極[投影]氧化復(fù)原反響中復(fù)原劑的氧化反響和氧化劑的復(fù)原反響同時發(fā)生，一個氧化復(fù)原反響被設(shè)計成原電池后，氧化反響和復(fù)原反響被分別設(shè)計在負(fù)極和正極發(fā)生，兩極反響式疊加后應(yīng)當(dāng)與氧化復(fù)原反響式吻合，要求書寫電極反響式時，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。在外電路：①電流的流向是從電源的正極動身經(jīng)用電器流向電源的負(fù)極。②電子的流向是從電源的負(fù)極動身經(jīng)用電器流向電源的正極。在內(nèi)電路：①電解質(zhì)溶液中的陽離子向正極移動，由于：正極是電子流入的電極，正極聚攏了大量的電子，而電子帶負(fù)電，吸引陽離子向正極移動。②電解質(zhì)溶液中的陰離子向負(fù)極移動，由于：負(fù)極溶解失去電子變成陽離子，陽離子大量聚攏在負(fù)極，吸引陰離子向負(fù)極移動。呈中性隨堂練習(xí)：1構(gòu)造如右圖所示。兩個電極均由多孔碳制成，通入的氣體在空隙中逸出，并在電極外表放電。〔1〕a是極，b是極電極反響式分別為 和 ?！?〕假設(shè)將KOH溶液改為H2SO4電極反響式分別為 和 。2、A、B、C、D四種金屬，將ABBA、DDACuBCu浸入C的鹽溶液中，有金屬C〔〕A、DCABB、DABCC、DBACD、BADC3絕緣的細(xì)絲，使之平衡。留神地從燒杯中心滴入CuSO4

溶液，片刻后可觀察到的現(xiàn)象是〔〕A、鐵圈和銀圈左右搖擺不定 B、保持平衡狀態(tài)不變C、鐵圈向下傾斜 D、