陕西省石泉县高中化学第四章电化学基础4.1原电池教案新人教版选修4.doc

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1、14.1 原电池课标依据1.进一步认识原电池，牢固掌握原电池的工作原理及其构成条件；2.了解简单原电池的缺点和改进方法；3.掌握盐桥的作用及工作原理教材分析在人教版教材必修 2 中以铜锌单液电池模型为载体，简单介绍了原电池的工作原理和形成条件；在选修 4化学反应原理的第四章第一节中以双液电池模型为载体，深化认识原电池原理和形成条件；随之，第二节化学电源则在此基础上介绍实用化学电池及其工作原理。因此，本节课在教材内容上起着承上启下的作用。学情分析【认知基础】对原电池原理有初步认识；具有一定的实验探究能力。【局限认识】氧化剂和还原剂只有接触才可能发生氧化还原反应。【发展方向】通过实验活动对原电池原

2、理形成完整认识，提高解决问题的能力。从单液电池模型到双液电池模型，学生的知识和能力层次需要进行一次较大的跨越。因此，本节课的关键是寻找学生的“最近发展区” ，帮助学生主动思考，突破认识的局限性，完成对原电池原理及形成条件的认知跨越。知识与能力深入理解原电池的工作原理；完整的认识原电池的形成条件；学会书写电极反应式和电池总反应方程式；能根据反应设计简单的原电池。过程与方法通过铜锌原电池实验活动体验建构原电池模型的过程；通过 Zn-CuSO4 电池的设计活动，感悟科学探究的思路和方法；体会控制变量在科学探究中的应用。三维目标情感态度与价值观通过介绍电池发展史，激发学习兴趣，感受原电池原理应用于化学

3、电源的关键作用；通过双液电池模型的建构，渗透对立统一的辩证唯物主义思想。教学重点原电池工作原理和形成条件教学重难点教学难点2氧化还原反应完全分开在两极发生(分池、分液)教法与学法1、应用讨论交流的方法调动学生的积极性，充分发挥学生的想象力；2、启发学生学会归纳、概括，对信息进行加工，得出结论；3、注重从学生已有知识及日常生活的经验上构建新知识。信息技术应用分析知识点 学习目标 媒体内容与形式 使用方式 媒体来源课程导入 知识与技能 视频 教师播放 下载复习提问知识与技能过程与方法电子白板（时钟计时器）教师演示 教师制作电池原理知识与技能过程与方法电子白板（特效交互功能） 教师演示 教师制作盐桥

4、原理知识与技能情感、态度与价值观电子白板（移动、智能笔、特效交互功能）教师演示学生操作教师制作师生活动 设计意图 批注教学活动设计引入：水果是我们生活中必不可少的食品，那么有同学是否能想到水果其实也可以产生电流呢？（教师视频演示水果电池）哪位同学能不能告诉我，水果为什么能产生电流？设问：什么是原电池？板书： 第一节 原电池复习设问：1、 原电池是_的装置。原电池反应的本质是_ 2、构成原电池的条件哪些？ 构成原电池的条件：1.内部条件能自发进行氧化思考与交流交流与表达化学能转化为电能的装置，即原电池。回顾与思考3还原反应。2.外部条件：（1）有两种活动性不同的金属（或金属与导电的非金属单质或金

5、属氧化物）作电极；（2）电极材料必须与电解质溶液接触；（3）两极相连形成闭合电路；过渡：那请同学们一起来设计一个原电池。3、请根据反应：Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu 设计一个原电池,思考为什么有电流产生？（教师引导学生分析反应，选择两极材料和电解质溶液材料）过渡：那它是怎么样工作的？4、原电池工作原理PPT 展示原电池动态示意图，学生讨论交流，得出结论。5. 电极反应及总反应式负极（锌片）： Zn 2e - = Zn2+ （氧化反应）正极（铜片）： Cu 2+ + 2e- = Cu （还原反应）电池反应（总化学方程式）：Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu过渡：请同学们

6、根据原理预测下它的实验现象？思考、讨论、交流。讨论与交流归纳与小结：1、原电池电路：电子流向，由负极流向正级，电流流向，由正极流向负级；2、电极：负极CuZn - A4预测实验现象 实际现象电流表电流表指针发生偏转铜Cu2+2e-=Cu铜片上有红色物质析出锌片Zn-2e-=Zn2+锌片逐渐溶解过渡：那实际现象是不是这样呢？我们一起实验来验证下。(教师演示实验，学生分组实验)预测实验现象 实际现象电流表电流表指针发生偏转电流表读数不稳定铜Cu2+2e-=Cu铜片上有红色物质析出铜片上有红色物质析出锌片Zn-2e-=Zn2+锌片逐渐溶解锌片上有“黑色物质“析出过渡：黑色物质其实是铜单质。设问 1：

7、为什么锌片有铜析出？最终导致什么结果？（教师引导学生，得出结论）由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，难以避免溶液中有 Cu2+在锌片表面被直接还原，铜在锌片表面析出，锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成电子流出的一极，正极电子流入的一极；3、电极反应：负极氧化反应，正极还原反应，构成氧化还原反应。4、内电路中溶液离子的定向移动和外电路中电子的定向移动，构成闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流。5原电池，也就没有电流产生。设问 2：当断开电路不使用时，该原电池能否长期保存？Zn 也会和 CuSO4

8、直接反应存在严重缺陷！过渡：所以我们必须对其进行改进。6.改进原电池。设问 1：此原电池不能获得稳定电流的根本原因是什么？设问 2：怎么避免这一“隐患”的发生？建立模型：转化为设问 1:能不能产生电流？ 为什么？设问 2：怎样才能建立两溶液的联系呢？我们能不能在两溶液间建立一座桥呢？（教师带动学生分析）设问 3：这座桥应该选择什么材料呢？金属还是电解质溶液？(教师提醒学生这是内电路，主要是离子的定向移动)设问 4：选用哪种电解质溶液？思考、讨论、交流学生分析得出结论：锌片与硫酸铜溶液直接接触让锌片与硫酸铜不直接接触ZnSO4溶液 CuSO4溶液Zn CuACuZnACuSO4溶液6（教师带动学

9、生分析）过渡：所以我们把这座桥称之为“盐桥”。你能构建一个盐桥吗？过渡：在这个装置中，锌与硫酸铜溶液并未接触，能不能反应呢？我们一起实验来验证下。（介绍实验室常见盐桥）进行实验 4-1设问 1：插入盐桥的现象是什么？你能得出什么结论？设问 2：取出盐桥的现象是什么？你得出什么结论?过渡：那这个电池是怎么工作的呢？7.双液原电池的工作原理。（教师引导）用还原性较强的物质作为负极，负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作为正极，正极从外电路得到电子。学生思考 回答：未形成闭合电路电解质溶液酸碱具有腐蚀性，可能与原电池材料发生反应。盐类比较合理，选择不与原电池材料发生反应的盐类学生思考，利用7在原

10、电池的内部，两电解质溶液用盐桥连接，并通过阴阳离子的定向运动而形成内电路。过渡：盐桥在其中起了什么作用？8.盐桥的作用。（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触，改进后的原电池装置提高了能量转换率。（2）平衡电荷 可使连接的两溶液保持电中性，从而持续稳定的产生电流。过渡：与单液原电池相比双液原电池具有哪些优点？1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应,实现了开路即停，增加了原电池的使用寿命2.离子在盐桥中作定向移动，减少了离子的混乱，使离子移动更加有序,电流持续稳定,提高了原电池的使用效率练习：利用反应 Mg+FeCl2=MgCl2+Fe,设计一个双液原电池（使用盐桥） ，画出原电池的

11、示意图并写出电极方程式。 总结本节课主要内容。现有材料构架沾有 Nacl 溶液的滤纸条做为盐桥。培养学生动手能力和实验操作能力。电流表指针偏转；铜片表面有红色物质析出；锌片逐渐溶解，无黑红色物质析出。学生比较分析：电流稳定。取出盐桥，电流表指针归零，反应不再进行。学生比较分析：实现了开路即停。8学生自己总结，回顾本堂课内容。知识再现，加深印象。当堂检测有效练习1、美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源，其结构如右图所示。两个电极均由多孔碳制成，通入的气体在空隙中逸出，并在电极表面放电。（1）a 是_极，b 是_极，电极反应式分别为_和_。（2）若将 KOH 溶液改为 H2S

12、O4电极反应式分别为_和_。2、A、B、C、D 四种金属，将 A 和 B 用导线连接起来，浸入电解质溶液中，B 不易腐蚀。将 A、D 分别放入等浓度盐酸中，D 比 A 反应剧烈。将 Cu 浸9入 B 的盐溶液中无明显变化，如果把 Cu 浸入 C 的盐溶液中，有金属 C 析出。其活动顺序为：（ ）A、D C A B B、D A B CC、D B A C D、B A D C3、如下图所示的装置，在盛有水的烧杯中，铁圈和银圈的连接处吊着一根绝缘的细丝，使之平衡。小心地从烧杯中心滴入 CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是（ ）A、铁圈和银圈左右摇摆不定 B、保持平衡状态不变C、铁圈向下倾斜 D、银圈

13、向下倾斜作业布置 配套检测卷板书设计第一节 原电池复习设问：1、 原电池是_的装置。原电池反应的本质是_ 2、构成原电池的条件哪些？ 构成原电池的条件：1.内部条件能自发进行氧化还原反应。3、外部条件：（1）有两种活动性不同的金属（或金属与导电的非金属单质或金属氧化物）作电极；（2）电极材料必须与电解质溶液接触；（3）两极相连形成闭合电路；10教学反思本节课的教学充分体现了新课程理念，实验探究与思维探究并重，注重培养学生的自主探究能力，注重学生的个性体验，充分调动了学生的积极性和主观能动性。教师通过学生能实际生活中所能接触的事物入手，让学生学会在生活中思考，在思考中理解化学知识，充分发挥学生主体地位，强化思维加工和知识获取的过程，让学生在自主探究和问题的驱动下感悟知识、形成方法，使知识结构化，让学生在获得知识的同时，学会获得知识的方法。同时，课堂上充分利用现代化多媒体技术的优势，将抽象难懂的知识点通过动画等手段向学生展现，有利于学生的理解。此外课堂有较好的师生互动，在增进师生默契的同时，也在提高学生的综合素质和科学素养。课堂内容概念入手，探究工作原理，由易到难，逐步深入，让学生在一步步探究学习中学好本节课的相关知识。备注