原電池教案
作為一位優(yōu)秀的人民教師,常常要根據教學(xué)需要編寫(xiě)教案,教案是保證教學(xué)取得成功、提高教學(xué)質(zhì)量的基本條件。教案要怎么寫(xiě)呢?下面是小編為大家整理的原電池教案,僅供參考,歡迎大家閱讀。

原電池教案1
探究目標
體驗化學(xué)能與電能相互轉化的探究過(guò)程
探究重點(diǎn)
初步認識原電池概念、原理、組成及應用。
探究難點(diǎn)
通過(guò)對原電池實(shí)驗的研究,引導學(xué)生從電子轉移角度理解化學(xué)能向電能轉化的本質(zhì),以及這種轉化的綜合利用價(jià)值。
四、教學(xué)過(guò)程
【引入】
電能是現代社會(huì )中應用最廣泛,使用最方便、污染最小的一種二次能源,又稱(chēng)電力。例如,日常生活中使用的手提電腦、手機、相機、攝像機……這一切都依賴(lài)于電池的應用。那么,電池是怎樣把化學(xué)能轉變?yōu)殡娔艿哪?我們這節課來(lái)一起復習一下有關(guān)原電池的相關(guān)內容。
【板書(shū)】4.1 原電池
一、原電池實(shí)驗探究
講:銅片、鋅片、硫酸都是同學(xué)們很熟悉的物質(zhì),利用這三種物質(zhì)我們再現了1799年意大利物理學(xué)家----伏打留給我們的歷史閃光點(diǎn)!
【實(shí)驗探究】(銅鋅原電池)
實(shí) 驗 步 驟現 象
1、鋅片插入稀硫酸
2、銅片插入稀硫酸
3、鋅片和銅片上端連接在一起插入稀硫酸
【問(wèn)題探究】
1、鋅片和銅片分別插入稀硫酸中有什么現象發(fā)生?
2、鋅片和銅片用導線(xiàn)連接后插入稀硫酸中,現象又怎樣?為什么?
3、鋅片的質(zhì)量有無(wú)變化?溶液中c (H+)如何變化?
4、鋅片和銅片上變化的反應式怎樣書(shū)寫(xiě)?
5、電子流動(dòng)的方向如何?
講:我們發(fā)現檢流計指針偏轉,說(shuō)明產(chǎn)生了電流,這樣的裝置架起了化學(xué)能轉化為電能的橋梁,這就是生活中提供電能的所有電池的開(kāi)山鼻祖----原電池。
【板書(shū)】
。1)原電池概念:學(xué)能轉化為電能的裝置叫做原電池。
問(wèn):在原電池裝置中只能發(fā)生怎樣的化學(xué)變化?
學(xué)生: Zn+2H+=Zn2++H2↑
講:為什么會(huì )產(chǎn)生電流呢?
答:其實(shí)鋅和稀硫酸反應是氧化還原反應,有電子的轉移,但氧化劑和還原劑熱運動(dòng)相遇發(fā)生有效碰撞電子轉移時(shí),由于分子熱運動(dòng)無(wú)一定的方向,因此電子轉移不會(huì )形成電流,而通常以熱能的形式表現出來(lái),激烈的時(shí)候還伴隨有光、聲等其他的形式的能量。顯然從理論上講,一個(gè)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應,若能設法使氧化與還原分開(kāi)進(jìn)行,讓電子的不規則轉移變成定向移動(dòng),便能形成電流。所以原電池的實(shí)質(zhì)就是將氧化還原的電子轉移變成電子的定向移動(dòng)形成電流。
。2)實(shí)質(zhì):將一定的氧化還原反應的電子轉移變成電子的定向移動(dòng)。即將化學(xué)能轉化成電能的形式釋放。
問(wèn):那么這個(gè)過(guò)程是怎樣實(shí)現的呢?我們來(lái)看原電池原理的工作原理。
。3)原理:(負氧正還)
問(wèn):在鋅銅原電池中哪種物質(zhì)失電子?哪種物質(zhì)得到電子?
學(xué)生:活潑金屬鋅失電子,氫離子得到電子
問(wèn):導線(xiàn)上有電流產(chǎn)生,即有電子的定向移動(dòng),那么電子從鋅流向銅,還是銅流向鋅?
學(xué)生:鋅流向銅
講:當銅上有電子富集時(shí),又是誰(shuí)得到了電子?
學(xué)生:溶液中的氫離子
講:整個(gè)放電過(guò)程是:鋅上的電子通過(guò)導線(xiàn)流向用電器,從銅流回原電池,形成電流,同時(shí)氫離子在正極上得到電子放出氫氣,這就解釋了為什么銅片上產(chǎn)生了氣泡的原因。
講:我們知道電流的方向和電子運動(dòng)的方向正好相反,所以電流的'方向是從銅到鋅,在電學(xué)上我們知道電流是從正極流向負極的,所以,鋅銅原電池中,正負極分別是什么?
學(xué)生:負極(Zn) 正極(Cu)
實(shí)驗:我們用干電池驗證一下我們分析的正負極是否正確!
講:我們一般用離子反應方程式表示原電池正負極的工作原理,又叫電極方程式或電極反應。一般先寫(xiě)負極,所以可表示為:
負極(Zn):Zn-2e=Zn2+ (氧化)
正極(Cu):2H++2e=H2↑(還原)
講:其中負極上發(fā)生的是氧化反應,正極上發(fā)生的是還原反應,即負氧正還。
注意:電極方程式要①注明正負極和電極材料 ②滿(mǎn)足所有守衡
總反應是:Zn+2H+=Zn2++H2↑
講:原來(lái)一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應通過(guò)一定的裝置讓氧化劑和還原劑不規則的電子轉移變成電子的定向移動(dòng)就形成了原電池。
轉折:可以看出一個(gè)完整的原電池包括正負兩個(gè)電極和電解質(zhì)溶液,及導線(xiàn)。那么銅鋅原電池中的正負極和硫酸電解質(zhì)能否換成其他的物質(zhì)呢?
學(xué)生:當然能,生活中有形形色色的電池。
過(guò)渡:也就是構成原電池要具備怎樣的條件?
二、原電池的構成條件
1、活潑性不同的兩電極
2、電解質(zhì)溶液
3、形成閉合回路(導線(xiàn)連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液
4、自發(fā)的氧化還原反應(本質(zhì)條件)
思考:鋅銅原電池的正負極可換成哪些物質(zhì)?保證鋅銅原電池原理不變,正負極可換成哪些物質(zhì)?( C、Fe、 Sn、 Pb、 Ag、 Pt、 Au等)
問(wèn):鋅銅原電池中硫酸能換成硫酸鈉嗎?
判斷是否構成原電池,是的寫(xiě)出原電池原理。
。1)鎂鋁/硫酸;鋁碳/氫氧化鈉;鋅碳/硝酸銀 ;鐵銅在硫酸中短路;鋅銅/水;鋅鐵/乙醇;硅碳/氫氧化鈉
。2)[鋅銅/硫酸(無(wú)導線(xiàn));碳碳/氫氧化鈉] 若一個(gè)碳棒產(chǎn)生氣體11.2升,另一個(gè)產(chǎn)生氣體5.6升,判斷原電池正負極并求鋅片溶解了多少克?設原硫酸的濃度是1l/L,體積為3L,求此時(shí)氫離子濃度。
。3)銀圈和鐵圈用細線(xiàn)連在一起懸在水中,滴入硫酸銅,問(wèn)是否平衡?(銀圈下沉)
。4)Zn/ZnSO4/pic/CuSO4鹽橋(充滿(mǎn)用飽和氯化鈉浸泡的瓊脂)
。5)鐵和銅一起用導線(xiàn)相連插入濃硝酸中
鎂和鋁一起用導線(xiàn)相連插入氫氧化鈉中
思考:如何根據氧化還原反應原理來(lái)設計原電池呢?
請將氧化還原反應 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+設計成電池:
此電池的優(yōu)點(diǎn):能產(chǎn)生持續、穩定的電流。
其中,用到了鹽橋
什么是鹽橋?
鹽橋中裝有飽和的Cl溶液和瓊脂制成的膠凍,膠凍的作用是防止管中溶液流出。
鹽橋的作用是什么?
可使由它連接的兩溶液保持電中性,否則鋅鹽溶液會(huì )由于鋅溶解成為Zn2+而帶上正電,銅鹽溶液會(huì )由于銅的析出減少了Cu2+而帶上了負電。
鹽橋保障了電子通過(guò)外電路從鋅到銅的不斷轉移,使鋅的溶解和銅的析出過(guò)程得以繼續進(jìn)行。
導線(xiàn)的作用是傳遞電子,溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內電路。
三、原電池的工作原理:
正極反應:得到電子 (還原反應)
負極反應:失去電子 (氧化反應)
總反應:正極反應+負極反應
想一想:如何書(shū)寫(xiě)復雜反應的電極反應式?
較繁電極反應式=總反應式-簡(jiǎn)單電極反應式
例:熔融鹽燃料電池具有高的放電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為負極燃氣,空氣與CO2的混合氣為正極助燃氣,已制得在6500C下工作的燃料電池,試完成有關(guān)的電極反應式:
負極反應式為:2CO+2CO32--4e-=4CO2
正極反應式為:2CO2+O2+4e-=2CO32-
電池總反應式:2CO+O2=2CO2
四、原電池中的幾個(gè)判斷
1.正極負極的判斷:
正極:活潑的一極 負極:不活潑的一極
思考:這方法一定正確嗎?
2.電流方向與電子流向的判斷
電流方向:正→負 電子流向:負→正
電解質(zhì)溶液中離子運動(dòng)方向的判斷
陽(yáng)離子:向正極區移動(dòng) 陰離子:向負極區移動(dòng)
原電池教案2
教學(xué)目標
知識技能:通過(guò)復習掌握原電池、電解、電鍍、金屬的腐蝕和防護原理。
能力培養:根據知識點(diǎn)的復習培養總結、歸納的能力,培養應用所學(xué)知識解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
科學(xué)思想:應用電化學(xué)的知識綜合、歸納,理論聯(lián)系實(shí)際。
科學(xué)方法:應用實(shí)驗研究問(wèn)題的方法。
重點(diǎn)、難點(diǎn) 原電池與電解池的比較。
教學(xué)過(guò)程設計
教師活動(dòng)
一、電化學(xué)知識點(diǎn)的復習
【設問(wèn)】
電化學(xué)中有哪些知識點(diǎn)是重點(diǎn)要掌握的呢?
學(xué)生活動(dòng)
回答:
原電池與電解池的不同點(diǎn);原電池的工作原理以及電解池的工作原理;兩極反應的判斷和書(shū)寫(xiě);電化學(xué)的應用。
很好,我們可以將電化學(xué)的知識歸納在網(wǎng)絡(luò )圖中,哪一個(gè)同學(xué)能夠寫(xiě)出?
【投影】知識點(diǎn)的歸納,網(wǎng)絡(luò )圖
學(xué)生打出投影:
1.常見(jiàn)的電池
【設問(wèn)】
、贅嫵稍姵氐牟牧鲜鞘裁茨?
、谠姵氐脑硎鞘裁茨?
、鬯脑砼c電解池有什么不同?
、艹R(jiàn)的電池的類(lèi)型?
看錄像或投影:
回答:
、僭姵厥怯山饘倥c金屬或非金屬,電解質(zhì)溶液構成的。
、谠姵厥怯苫瘜W(xué)能轉化為電能的裝置。
、鬯脑砼c電解池不同,因為電解池是由電能轉化為化學(xué)能的裝置。
、艹R(jiàn)的電池有:干電池;蓄電池。
幾種電池示意圖:
【設問(wèn)】
根據示意圖你能說(shuō)明電池的種類(lèi)嗎?
回答:
鋅錳電池(干電池)、鉛蓄電池、燃燒電池(氫氧燃燒電池、甲烷燃燒電池)等。
【設問(wèn)】
、匐姵氐膬蓸O各發(fā)生了什么反應?
、陔姵卣、負兩極應該如何確定?
它的兩極與電解池的兩極有什么不同點(diǎn)?
、墼诳赡骐姵刂,充電、放電過(guò)程是應用了原電池的原理還是電解池的原理?
回答:
、倩顫姷慕饘贋樨摌O,發(fā)生氧化反應。
不活潑的金屬為正極,發(fā)生還原反應。
、谠姵嘏c電解池的兩極不相同,表現在:原電池活潑金屬是負極,而電解池與電源負極相互聯(lián)結的就是負極(陰極)。
原電池兩極金屬的金屬活動(dòng)性必須不同,而電解池兩極可以是惰性電極,也可以是金屬電極。
、鄯烹姷倪^(guò)程是應用了原電池的原理,而充電過(guò)程應用了電解池的原理。
【講解】
電池可以分為可逆電池和不可逆電池,比如:干電池、燃燒電池等都是不可逆電池,它們在發(fā)生反應時(shí)有氣體或生成的物質(zhì)無(wú)法在相同的條件下返回,所以,稱(chēng)為不可逆電池。
【設問(wèn)1】
請舉例說(shuō)明不可逆電池(展示學(xué)生解剖的干電池)?
干電池的兩極材料是什么?
電解質(zhì)溶液是什么?
兩極反應式如何書(shū)寫(xiě)?
總反應如何書(shū)寫(xiě)?
回答1:
如:鋅-錳電池
兩極材料是Zn、MnO2
電解質(zhì)溶液是:NH4Cl
負極:Zn-2e=Zn2+
總反應:Zn+2NH4=Zn2++2NH3↑+2H2↑
【評價(jià)】糾正學(xué)生的錯誤,寫(xiě)出正確的反應。
【設問(wèn)2】
還有什么實(shí)例呢?
兩極材料是什么呢?
電解質(zhì)溶液是什么呢?
回答2:
再如:鋅-銅電池,負極-Zn,正極-Cu。
負極:Zn-2e=Zn2+,電解質(zhì)溶液——稀硫酸。
正極:2H++2e=2H=H2
總反應:2H++Zn=H2↑+Zn2+
什么是可逆電池呢?(看前面的圖)
誰(shuí)能寫(xiě)出兩極反應式?
總反應式又如何書(shū)寫(xiě)呢?
。ń處熤笇W(xué)生書(shū)寫(xiě))
鉛蓄電池是可逆電池
兩極反應式:
負極:Pb-2e=Pb2+
總反應:
【練習】
書(shū)寫(xiě)兩極反應式。
若有:
。1)銅、鋅、稀硫酸
。2)銅、鐵在潮濕的空氣中的腐蝕
。3)鋅、鐵放在食鹽水中
。4)氫、氧燃燒電池(電池的產(chǎn)物負極為H2O,正極則有大量的氫氧根生成)
。5)甲烷燃燒電池(電池負極甲烷燃燒失去電子,在堿性條件下
根據信息寫(xiě)出(4)、(5)的電池總反應式。
板演:
。1)負極:Zn-2e=Zn2+
正極:2H++2e=2H=H2
。2)負極:2Fe-4e=2Fe2+
正極:O2+4e+2H2O=4OH-
。3)負極:2Zn-4e=2Zn2+
正極:O2+4e+2H2O=4OH-
。4)負極:2H2+4OH--4e=4H2O
正極:O2+4e+2H2O=4OH-
總反應:2H2+O2=2H2O
正極:2O2+8e+4H2O=8OH-
【設問(wèn)】
誰(shuí)能夠將燃燒電池小結一下呢?
回答:
在燃燒電池反應中確定哪一極發(fā)生的是什么反應的關(guān)鍵是:
負極發(fā)生氧化反應,化合價(jià)升高,失去電子;
總反應式為:兩極反應的加合;
書(shū)寫(xiě)反應時(shí),還應該注意得失電子數目應該守恒。
【評價(jià)】回答的很好。
燃燒電池反應中確定哪一極發(fā)生的是什么反應的關(guān)鍵是:
負極:化合價(jià)升高,失去電子,發(fā)生氧化反應;
正極:化合價(jià)降低,得到電子發(fā)生還原反應。
2.分析電解應用的主要方法和思路
【設問(wèn)】
電解質(zhì)在通電前、通電后的關(guān)鍵點(diǎn)是什么呢?
在電解時(shí)離子的放電規律是什么呢?
電解的結果:溶液的濃度、酸堿性有無(wú)變化?
回答:
通電前:電解質(zhì)溶液的電離(它包括了電解質(zhì)的電離也包括了水的電離)。
通電后:離子才有定向的移動(dòng)(陰離子移向陽(yáng)極,陽(yáng)離子移向陰極)。
放電規律:
陽(yáng)極:
金屬陽(yáng)極>S2->I->Cl->OH->含氧酸根
陰極:
Ag+>Cu2+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+>Mg2+
溶液的離子濃度可能發(fā)生變化如:電解氯化銅、鹽酸等離子濃度發(fā)生了變化。
因為溶液中的氫離子或氫氧根離子放電,所以酸堿性可能發(fā)生改變。
請同學(xué)們看下列的歸納表格。
3.原電池、電解池、電鍍池的判斷規律
。1)若無(wú)外接電源,可能是原電池,依據原電池的形成條件判斷,主要有“三看”。
【設問(wèn)】看什么呢?
回答:
看電極;看溶液;看回路。
【投影】
先看電極:兩極為導體且活潑性不同,有一個(gè)先發(fā)生化學(xué)反應。
再看溶液:兩極插入電解質(zhì)溶液中。
【設問(wèn)】
這樣就可以形成電池了嗎?
回答:
不能。
對,還應該看回路:形成閉合回路或者兩極板相接觸。
【設問(wèn)】
若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液,并有回路,可能是什么池?
回答:
是電解池。
【評價(jià)】不完全正確。(糾正后看投影)
。2)若有外接電源,兩極插入電解質(zhì)溶液,可能是電解池或者是電鍍池。
【設問(wèn)】為什么呢?
回答:
當陽(yáng)極金屬與電解質(zhì)溶液中的陽(yáng)離子相同時(shí),則為電鍍池,其余的情況是電解池。
【評價(jià)】很好,根據電解液、根據陽(yáng)極的電極材料,確定電解或電鍍。
二、電化學(xué)的應用
1.原電池原理的應用
【設問(wèn)】
請同學(xué)們根據已經(jīng)復習的知識回答原電池原理的應用及依據?
回答:
應用到實(shí)際中有:
。1)由電極反應現象確定原電池的正極和負極,用來(lái)判斷電極金屬活動(dòng)性強弱。
。2)分析判斷金屬腐蝕的快慢程度。
。3)由電池反應分析判斷新的化學(xué)能源的變化,判斷放電、充電。
【投影】
【評價(jià)】學(xué)生總結的很好,看以下歸納。
根據學(xué)生的回答小結:
原電池原理的三個(gè)應用和依據:
。1)電極反應現象判斷正極和負極,以確定金屬的活動(dòng)性。其依據是:原電池的正極上現象是:有氣體產(chǎn)生,電極質(zhì)量不變或增加;負極上的現象是:電極不斷溶解,質(zhì)量減少。
。2)分析判斷金屬腐蝕的速率,分析判斷的依據,對某一個(gè)指定金屬其腐蝕快慢順序是:
作電解池的陽(yáng)極>作原電池的負極>非電池中的該金屬>作原電池的正極>作電解池的陰極。
判斷依據:
。1)根據反應現象原電池中溶解的一方為負極,金屬活動(dòng)性強。
。2)根據反應的速度判斷強弱。
。3)根據反應的'條件判斷強弱。
。3)由電池反應分析判斷新的化學(xué)能源的變化,分析的思路是先分析電池反應有關(guān)物質(zhì)化合價(jià)的變化,確定原電池的正極和負極,然后根據兩極的變化分析其它指定物質(zhì)的變化。
【練習】
1.下列五個(gè)燒杯中均有天然水
鐵被腐蝕由快到慢的順序是:______。
回答:
從圖和復習歸納的方法可以分析,有外接電源時(shí)鐵放在電源的正極,鐵被腐蝕的最快;若放在負極腐蝕的最慢;原電池中,兩極的金屬活動(dòng)性差別越大,反應越快,但若有活動(dòng)性強于鐵的金屬存在則鐵不被腐蝕(保護了鐵),所以此題的答案是:
。4)、(2)、(1)、(3)、(5)。
2.電解規律的應用
【設問(wèn)】
電解規律的應用有什么內容?
回答:
主要應用是:依據電解的基本原理分析判斷電解質(zhì)溶液。
【設問(wèn)】
如何恢復電解液的濃度呢?(舉例說(shuō)明)
回答:
電解液應先看pH的變化,再看電極產(chǎn)物。欲使電解液恢復一般是:
電解出什么物質(zhì)就應該加入什么,如:電解飽和食鹽水在溶液中減少的是氯氣和氫氣,所以應該加入的是氯化氫。
【設問(wèn)】
如果電解硫酸銅時(shí),要恢復原來(lái)的濃度應該加入什么呢?
回答:
因為電解硫酸銅時(shí),生成的是銅和氧氣,所以應該向溶液中加入氧化銅。
【設問(wèn)】
電解在應用中還應該注意什么呢?
回答:
在分析應用問(wèn)題中還應該注意:
一要:不僅考慮陰極、陽(yáng)極放電的先后順序,還應該注意電極材料(特別是陽(yáng)極)的影響;二要:熟悉用惰性電極電解各類(lèi)電解質(zhì)溶液的規律。
【練習】
用石墨電極電解1mol/L的下列溶液,溶液的pH不變的是______。
。1)HCl (2)NaOH
。3)Na2SO4 (4)NaCl
回答:
鹽酸溶液電解產(chǎn)生氯氣和氫氣,溶液的pH升高。
氫氧化鈉溶液電解產(chǎn)生氫氣和氧氣,溶液的pH升高。
硫酸鈉溶液電解產(chǎn)生氫氣和氧氣,溶液的pH不變。
氯化鈉溶液電解產(chǎn)生氫氧化鈉、氫氣和氯氣,溶液的pH升高。
所以(1)、(2)、(4)溶液的pH都增大。
答案:pH不變的是(3)。
以上的四種溶液電解后,如何使其濃度恢復到原來(lái)的濃度呢?
回答:
在(1)中應該加入氯化氫。
在(2)中應該加入一定量的水。
在(3)中應該加入一定量的水。
在(4)中應該加入一定量的氯化氫。
3.綜合利用——實(shí)用電池與可逆電池
常見(jiàn)的電池應用是:
、俑呻姵兀╖n-Mn電池)
日常生活和照明。
、阢U蓄電池
應用于國防、科技、交通、化學(xué)電源等。
、垆囯姵
密度小,壽命長(cháng)應用于電腦、手表、心臟起搏器、火箭、導彈的電源。
、苋紵姵
污染小、能量轉化高,應用于高科技研究。
、萜渌姵
鋁電池:能量高、不污染環(huán)境應用于照明、野營(yíng)作業(yè)。
回答:
應用在手電、心臟起搏器、海洋照明、航標電源。
今后我們還可以根據原理設計出更多更好的實(shí)用電池。
三、典型習題分析
【投影】
例題1如圖2-17,E為沾有Na2SO4溶液的濾紙,并加入幾滴酚酞。A,B分別為Pt片,壓在濾紙兩端,R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni的電極材料,它在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計,K為開(kāi)關(guān)。C、D和電解池中都充滿(mǎn)濃KOH溶液。若在濾紙中央點(diǎn)上一滴紫色的KMnO4溶液,K打開(kāi),接通電源一段時(shí)間后,C、D中有氣體產(chǎn)生。
。1)外電源的正、負極分別是R為_(kāi)___,S為_(kāi)____。
。2)A附近溶液的現象是_______,B附近發(fā)生的電極反應式為_(kāi)____。
。3)濾紙上的紫色點(diǎn)向哪方移動(dòng)____。
。4)當C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時(shí),切斷外電源并接通開(kāi)關(guān)K,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,C、D中氣體逐漸減少,主要因為_(kāi)___,有關(guān)的反應式為_(kāi)____。
根據圖分析回答:
。1)C、D產(chǎn)生氣體的體積是不相同的,由此可以判斷C端的氣體是氫氣,D端產(chǎn)生的氣體是氧氣,所以確定R為負極而S端是正極。
。2)A附近的變化是變?yōu)榧t色,因為D端放氧氣,N端為陽(yáng)極,而A端為陰極,吸引陽(yáng)離子,陽(yáng)離子放電2H+-2e=H2。因為,電解破壞了水的電離平衡,所以,此處OH-濃度增大,溶液顯紅色。而在B端發(fā)生OH-放電,其反應為:4OH--4e=2H2O+O2。
。4)氫氣和氧氣在堿的環(huán)境下發(fā)生的是電池反應,(類(lèi)似燃燒電池),消耗了氫氣和氧氣。
。-)2H2+4OH--4e=4H2O
。+)O2+2H2O+4e=4OH-
【評價(jià)】此題是一道比較綜合的題,它考察了電化學(xué)知識的大部分內容。
此題的突破點(diǎn)是,示意圖中的兩種氣體的體積,由此確定電源的正、負極,使題中所有問(wèn)題迎刃而解。這位同學(xué)分析得非常好,我們應該認真的讀題,抓住題中的突破口。
【投影】
例題2 用石墨電極電解100mLH2SO4和CuSO4混合溶液,通電一段時(shí)間后,兩極各出現氣體2.24L(標準狀況),求原來(lái)溶液中CuSO4的濃度。
請同學(xué)們分析后給出答案。
回答:
陽(yáng)極產(chǎn)生的氧氣為2.24L,陰極產(chǎn)生的氫氣為2.24L。
由CuSO4電解時(shí)放出的氧氣為0.05mol,計算是:
2Cu2+~O2
2/y=1/0.05 y=0.1mol
c(Cu2+)=0.1/0.1=(mol/L)
【評價(jià)】
此題的突破口是根據題意分析出兩極各產(chǎn)生的氣體為2.24L;根據得失電子守恒。
同學(xué)們的分析是非常正確的。
【投影】
例題3 人工生成鋁表面的氧化鋁保護膜的方法是將表面光潔的鋁制品作為陽(yáng)極放入盛18%H2SO4溶液的電解槽。通電一定時(shí)間,設陽(yáng)極氧氣全部與鋁反應。
思考后回答:
通過(guò)的電量為1A×3600s=3600C(庫侖)。由3600C/96500C/mol等于0.037mol的電子。
今有表面積約1.0dm2的鋁制品,放入電解槽,通入1A的電流1h(小時(shí)),已知氧化鋁膜的密度為2.67g/cm3,則生成均勻的氧化膜的厚度是多少?
請同學(xué)們分析:
在從2molAl與1.5mol氧氣反應產(chǎn)生氧化鋁可知,得失電子為6mol。根據此反應計算出氧化鋁的物質(zhì)的量,再根據氧化鋁的密度和表面求出氧化膜的厚度。
此題的答案是:24μm(微米)。
【評價(jià)】
同學(xué)們分析的比較清楚,在作此題時(shí)應該抓住時(shí)間、表面積、電量、物質(zhì)的量的相互關(guān)系,應用數學(xué)方法得到正確的答案。
請同學(xué)們通過(guò)練習鞏固復習的知識,提高解題的能力,以適合生活、生產(chǎn)、科技的需要。
精選題
一、選擇題
1.銀鋅電池廣泛應用各種電子儀器的電源,它的充電和放電過(guò)程可以表示為:
反應的物質(zhì)是 [ ]
A.Ag
B.Zn(OH)2
C.Ag2O
D.Zn
2.應用惰性電極插入500mLAgNO3溶液中,通電電解,當電解溶液的pH從6變?yōu)?時(shí)(設陰極沒(méi)有H2析出,電解前后的溶液體積不變),電極上析出銀的質(zhì)量是 [ ]
A.27mg
B.54mg
C.108mg
D.216mg
二、非選擇題
離子組成符合下列情況的電解質(zhì),進(jìn)行電解(各離子只能使用一次)。
。1)以碳棒為電極進(jìn)行電解,電解質(zhì)的含量減少,水量保持不變,兩極都有氣體生成,氣體體積相同,則該電解質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)___,電解的電極反應____,電解的總方程式是____。
。2)以鉑絲為電極進(jìn)行電解,水量減少,電解質(zhì)的含量保持不變,兩極都有氣體生成,氣體體積為2∶1,則該電解質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)___,電極反應式為_(kāi)___。
。3)惰性電解,電解質(zhì)的含量減少,水的含量也減少,pH下降,則電解質(zhì)的化學(xué)式為_(kāi)___,電解總的方程式____。
4.正在研究應用鋅頂替鉛的電池,它可以減少環(huán)境污染容量又很大,其電池反應為2Zn+O2=ZnO,其原料為鋅和電解質(zhì)溶液、空氣。請寫(xiě)出:
。1)電極反應____,____。
。2)估計該電解質(zhì)溶液應該用____(強的酸或強的堿)。
5.定溫下,將一定量飽和Na2SO4溶液用鉑電極通電電解。當陽(yáng)極逸出amol氣體時(shí),同時(shí)從溶液中析出mgNa2SO410H2O晶體,則原來(lái)飽和Na2SO4溶液的質(zhì)量分數是____。
6.某學(xué)生試圖用電解法根據電極上析出物質(zhì)的質(zhì)量來(lái)驗證阿伏加德羅常數值,其實(shí)驗方案的要點(diǎn)為:
、儆弥绷麟婋娊饴然~溶液,所用儀器如圖2-18。
、谠陔娏鲝姸葹镮A,通電時(shí)間為ts后,精確測得某電極上析出的銅的質(zhì)量為mg。試回答:
。1)連接這些儀器的正確順序為(用圖中標注儀器接線(xiàn)柱的英文字母表示。下同)E接____,C接____,接F____。
實(shí)驗電路中的電流方向為_(kāi)___→____→____→C→____→____。
。2)寫(xiě)出B電極上發(fā)生反應的離子方程式______。
G試管中淀粉KI溶液變化的現象為_(kāi)_____,相應的離子方程式為_(kāi)_____。
。3)為精確測定電極上析出銅的質(zhì)量,所必需的實(shí)驗步驟的先后順序是______。
、俜Q(chēng)量電解前電極質(zhì)量
、诠蜗码娊夂箅姌O上的銅并洗凈
、塾谜麴s水清洗電解后電極
、艿蜏睾娓呻姌O后稱(chēng)量
、莸蜏睾娓晒蜗碌你~后稱(chēng)量
、拊俅蔚蜏睾娓珊蠓Q(chēng)量至恒重
。4)已知電子電量為1.6×10-19C,試列出阿伏加德羅常數的計算表達式:N=______。
答 案
一、選擇題
1.D 2.B
二、非選擇題
3.(1)HCl 陽(yáng)極:2Cl-—2e→Cl2↑陰極:2H++2e→H2↑
總反應式:2HCl H2↑+Cl2↑
。2)KOH 陽(yáng)極:4OH--4e→2H2O+O2↑陰極:4H++4e→2H2↑
。3)CuSO4總反應式:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑
4.(1)負極:Zn—2e→Zn2+正極:O2+4e+2H2O→4OH-
。2)強堿
6.(1)D、A、B F→B→A→C→D→E
。2)2Cl-—2e=Cl2,變藍色,2I-+Cl2=I2+2Cl-
。3)①③④⑥
原電池教案3
一、 學(xué)習目標
1、 掌握原電池實(shí)質(zhì),原電池裝置的特點(diǎn),形成條件,工作原理
2、 了解干電池、鉛蓄電池、鋰電池、燃料電池
3、 了解金屬的電化學(xué)腐蝕
二、 知識重點(diǎn)、難點(diǎn)
原電池原理、裝置特點(diǎn)、形成條件、金屬的電化學(xué)腐蝕
三、教學(xué)過(guò)程
引入: 你知道哪些可利用的能源?電池做為能源的一種,你知道
是怎么回事嗎?它利用了哪些原理?你知道金屬是如何生
銹的嗎?
新授: 原電池原理及其應用
實(shí)驗:4-15:①將鋅片插入稀硫酸中報告實(shí)驗現象。
、趯€~片插入稀硫酸中報告實(shí)驗現象。
、蹖⑴c鐵鋅銅片相互接觸或用導線(xiàn)連接起來(lái)插入稀硫酸中報
告實(shí)驗現象。
、茉冖壑邪唁\片和銅片之間連上電流計,觀(guān)察其指針的變化。
結論:①鋅片能和稀硫酸迅速反應放出H2
、阢~片不能和稀硫酸反應
、坫~片上有氣體生成
、茈娏饔嫷闹羔槹l(fā)生偏轉,說(shuō)明在兩金屬片間有電流產(chǎn)生
結論:什么是原電池?(結論方式給出)它的形成條件是什么?
原電池定義:把化學(xué)能轉化為電能的裝置叫做原電池.
形成條件: ①兩個(gè)電極
、陔娊赓|(zhì)溶液
、坌纬砷]合電路
討論:1、Zn|H2SO4|Cu形成裝置后有電流產(chǎn)生,鋅片上發(fā)生了什么
反應?銅片上發(fā)生了什么反應?(可以取鋅片周?chē)?溶液
用NaOH溶液鑒別;取銅片上生成的氣體檢驗。)
結論:在鋅片周?chē)袖\離子生成;銅片上生成的是H2
討論:可能造成此現象的原因?倆金屬片上的反應式的書(shū)寫(xiě)。
結論:在Zn上:Zn – 2e- = Zn2+
在Cu上:2H++2e-= H2
Zn失去電子流出電子通過(guò)導線(xiàn)--Cu--電解質(zhì)中的離子獲得電子
我們把: 流出電子的一電極叫負極;
電子流入的一極叫做正極
兩極反應的本質(zhì):還是氧化還原反應,只是分別在兩極進(jìn)行了。
負極失電子 被氧化 ,發(fā)生氧化反應
正極得電子 被還原 發(fā)生還原反應
實(shí)驗:分別用兩個(gè)銅片和兩個(gè)鋅片做上述實(shí)驗④。
結論:兩種情況下電流計不發(fā)生偏轉,說(shuō)明線(xiàn)路中無(wú)電流生成,銅
片上無(wú)氣體生成。即兩電極必須是活潑性不同的金屬與金屬
或金屬與非金屬(能導電)
原電池教案4
以學(xué)生為中心,以科學(xué)探究為主線(xiàn),采用動(dòng)手實(shí)驗啟發(fā)探索動(dòng)手實(shí)驗分析歸納鞏固練習的教學(xué)方法,注重知識的產(chǎn)生和發(fā)展過(guò)成,引導學(xué)生從身邊走進(jìn)化學(xué),從化學(xué)走向社會(huì )。
【教學(xué)目標】
1、掌握原電池的構成條件,理解原電池的工作原理,能正確判斷原電池的正負極,正確書(shū)寫(xiě)電極反應式、電池反應式,能根據氧化還原原理設計簡(jiǎn)單的原電池。
2、通過(guò)實(shí)驗探究學(xué)習,體驗科學(xué)探究的方法,學(xué)會(huì )分析和設計典型的原電池,提高實(shí)驗設計、搜索信息、分析現象、發(fā)現本質(zhì)和總結規律的能力。
3、在自主探究、合作交流中感受學(xué)習快樂(lè )和成功喜悅,增強學(xué)習的反思和自我評價(jià)能力,激發(fā)科學(xué)探索興趣,培養科學(xué)態(tài)度和創(chuàng )新精神,強化環(huán)境保護意識以及事物間普遍聯(lián)系、辨證統一的哲學(xué)觀(guān)念。
【教學(xué)重點(diǎn)】
原電池的構成條件
【教學(xué)難點(diǎn)】
原電池原理的理解;電極反應式的書(shū)寫(xiě)
【教學(xué)手段】多媒體教學(xué),學(xué)生實(shí)驗與演示實(shí)驗相結合
【教學(xué)方法】實(shí)驗探究教學(xué)法
【課前準備】將學(xué)生分成幾個(gè)實(shí)驗小組,準備原電池實(shí)驗儀器及用品。實(shí)驗用品有:金屬絲、電流表、金屬片、水果。先將各組水果處理:A組:未成熟的橘子(瓣膜較厚),B組:成熟的`橘子(將瓣膜、液泡攪碎),C組:準備兩種相同金屬片,D組:準備兩種不同金屬片。
【教學(xué)過(guò)程】
[師]:課前我們先作個(gè)有趣的實(shí)驗。請大家根據實(shí)驗臺上的儀器和藥品組裝:將金屬片用導線(xiàn)連接后插入水果中,將電流表串聯(lián)入線(xiàn)路中,觀(guān)察會(huì )有什么現象發(fā)生?
。ń處熝惨暩鹘M實(shí)驗情況)。
[師]:請大家總結:有什么現象發(fā)生?
[生]:總結:出現兩種結果:
、匐娏鞅碇羔樒D②電流表指針不發(fā)生偏轉
[師]:電流表指針偏轉說(shuō)明什么?為什么會(huì )發(fā)生偏轉?
[生]:說(shuō)明有電流產(chǎn)生。
[師]:這個(gè)裝置就叫做原電池。這節課我們共同研究原電池。請大家列舉日常使用的原電池都有哪些?
[展示干電池]:我們日常使用的電池有下面幾種,大家請看:
[播放幻燈片]:
化學(xué)電池按工作性質(zhì)可分為:一次電池(原電池);二次電池(可充電電池)鉛酸蓄電池。其中:一次電池可分為:糊式鋅錳電池、紙板鋅錳電池、堿性鋅錳電池、扣式鋅銀電池、扣式鋰錳電池、扣式鋅錳電池、鋅空氣電池、一次鋰錳電池等。二次電池可分為:鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、二次堿性鋅錳電池等。鉛酸蓄電池可分為:開(kāi)口式鉛酸蓄電池、全密閉鉛酸蓄電池。
原電池的構成:任何一種電池由四個(gè)基本部件組成,四個(gè)主要部件是:兩個(gè)不同材料的電極、電解質(zhì)、隔膜和外殼。
【評注】提出問(wèn)題,從身邊走近化學(xué),喚起學(xué)生學(xué)習興趣。
[播放課件]《伏特電池》的發(fā)明:
說(shuō)起原電池的發(fā)明,有一段有趣的故事。1786年,著(zhù) 動(dòng)物電的發(fā)現引起了意大利物理學(xué)家伏打的極大興趣,他在多次重復伽伐尼的動(dòng)物電實(shí)驗時(shí),發(fā)現實(shí)驗成敗的關(guān)鍵在于其中的兩種金屬——鐵和銅,若把鉤著(zhù)蛙腿的銅鉤換成鐵鉤,肌肉就不會(huì )收縮。他認為動(dòng)物電的實(shí)質(zhì)是金屬屬性不同造成的,不同金屬帶有不同的電量,它們之間必然存在電位差,若有導線(xiàn)在中間連接,就會(huì )產(chǎn)生電流,蛙腿的收縮正是這種原因產(chǎn)生的電流刺激的結果。
伏打經(jīng)過(guò)反復實(shí)驗,深入鉆研,1799年第一個(gè)人造電源——伏打電池(伏打曾叫它伽伐尼電池)問(wèn)世。
[師]:這種可以把化學(xué)能轉化成電能的裝置叫原電池。那么他們是如何構成的呢?下面我們一起來(lái)研究原電池的原理。
[板書(shū)]:
一、原電池
1、原電池的形成條件:
[師]:請同學(xué)們根據自己的設想和實(shí)驗室提供的儀器、藥品,自己選擇,試一試,看誰(shuí)的電流表指針會(huì )發(fā)生偏轉?看誰(shuí)的音樂(lè )盒會(huì )響起。
實(shí)驗儀器、藥品:鋅板、銅板、鐵板、石墨、稀硫酸、硫酸銅溶液、食鹽水、白糖水、酒精、硝酸銀溶液、導線(xiàn)、燒杯、電流計、音樂(lè )盒。
各組學(xué)生積極探討、擬實(shí)驗方案。由學(xué)生的實(shí)驗方案大致可分為下列四種情況:
第一組:電極用同一種材料并連接
A:溶液用鹽酸;
B:溶液用酒精。
第二組:電極材料用不同種導電物質(zhì)并連接,
A:溶液用鹽酸;
B溶液用白糖水。
第三組:電極用不同金屬不連接
A:溶液用硝酸銀;
B:溶液用酒精。
第四組:電極一極插入溶液中,另一極放置在燒杯外。
[要求]:
學(xué)生在實(shí)驗過(guò)程中觀(guān)察并記錄實(shí)驗現象,記錄電流計的指針偏轉情況、兩極現象、,看看音樂(lè )盒能否發(fā)出美妙的音樂(lè )。
各組匯報實(shí)驗情況:
第一組中A、B均無(wú)現象。
第二組中A有電流產(chǎn)生,B無(wú)電流產(chǎn)生。
第三組中A、B均無(wú)現象。
第四組中無(wú)電流產(chǎn)生。
[師]:由上述實(shí)驗請大家總結,原電池的形成條件是什么?
[生]:討論、總結:
[板書(shū)]:
、賰蓚(gè)活潑性不同的金屬(或導電的非金屬)做電極
、陔娊赓|(zhì)溶液
、垭姌O相接觸或連接
④對應自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(有較強電流產(chǎn)生)
[師]:現在請大家重新分析課前用水果制作的原電池,為什么有的組有電流產(chǎn)生,而有的組沒(méi)有電流產(chǎn)生?找出癥結所在。
【評注】:強調內在條件,有利于學(xué)生把握實(shí)質(zhì)、前后呼應,注重知識的產(chǎn)生過(guò)程。
[設問(wèn)]:原電池的化學(xué)原理是什么?
[播放課件]銅——鋅——稀硫酸原電池的工作原理
[師]:在上面實(shí)驗探究中,我們看到,可產(chǎn)生電流的裝置中電極究竟發(fā)生了什么變化?原電池是怎樣實(shí)現化學(xué)能向電能轉變的?請大家以上面研究的銅——鋅——稀硫酸原電池為例研討分析。
[生]:總結:
Cu片上發(fā)生反應:2H++2e—=H2 Zn片上發(fā)生反應:Zn—2e—=Zn2+
氧化還原反應是發(fā)生在兩極。
電子從Zn片流向Cu片,應該有電流產(chǎn)生。
[板書(shū)]:較活潑金屬鋅做負極:Zn—2e—=Zn2+(氧化反應)
較不活潑金屬銅做正極:2H++2e—=H2(還原反應)
電池總反應式:Zn+2H+=Zn2++H2
電子流動(dòng)方向:鋅導線(xiàn)銅
電流方向:銅導線(xiàn)鋅
正極發(fā)生還原反應,負極發(fā)生氧化反應。
[師]:總結:原電池就是這樣一種裝置,它把一個(gè)氧化還原反應分拆成兩半,使之在兩個(gè)電極上進(jìn)行,從而在導線(xiàn)中產(chǎn)生了電流,實(shí)現了化學(xué)能向電能的轉變。
[探究]:根據反應2Fe3++Zn=Zn2++2Fe2+設計一個(gè)原電池,畫(huà)出裝置圖,指出電極材料、名稱(chēng),寫(xiě)出電極反應式。
[練習]:投影:
習題(略)
[課后思維拓展]
1、解釋?zhuān)簽槭裁锤呻姵厥褂靡欢螘r(shí)間后會(huì )沒(méi)電?以銅——鋅——稀硫酸原電池原理為例加以說(shuō)明。
2、使用后的電池是否可以隨地丟棄?為什么?應如何處理?
3、為什么手機電池充電后還可以繼續使用?
4、課外閱讀《電池的發(fā)展與研究》
原電池教案5
一、教學(xué)目標
【知識與技能】
1、理解原電池的基本反應原理;
2、掌握電極正負極的判斷、能夠寫(xiě)出電極反應式;
3、學(xué)習原電池組成的條件;
4、利用氧化還原反應設計原電池。
【過(guò)程與方法】
通過(guò)對原電池組成條件的研究,學(xué)習歸納總結的方法。
【情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)】
培養學(xué)生認真完成實(shí)驗、仔細觀(guān)察現象、合理分析實(shí)驗的科學(xué)態(tài)度。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
重點(diǎn):原電池的原理和原電池的組成。難點(diǎn):原電池的原理和原電池的組成。
三、教學(xué)方法
主要采用討論法并輔助以多媒體教學(xué)手段和實(shí)驗。引導學(xué)生討論、類(lèi)比分析,從而歸納出原電池的概念和組成條件,并通過(guò)多媒體課件幫助學(xué)生理解兩極的氧化還原反應原理。
四、教學(xué)過(guò)程
【新課引入】格林太太是一位非常美麗大方的夫人,她微笑的時(shí)候總是露出一口整齊的牙齒,其中有一顆是金色的,那象征著(zhù)她的地位和財富,另一顆是鋼的,那是一次車(chē)禍后留下的。令人不解的是,自從車(chē)禍換上那顆鋼牙之后,格林太太就整天頭疼,夜不能寐。醫生找不出問(wèn)題,連心理醫生也愛(ài)莫能助,但是一位年輕的化學(xué)家找出了問(wèn)題的癥結,你知道化學(xué)家怎么解決了問(wèn)題嗎?你能為格林太太開(kāi)出一張藥方嗎?
要想知道答案,我們一起來(lái)學(xué)習今天的內容。
上節課我們學(xué)習過(guò)化學(xué)能能夠轉化為熱能、光能,能不能將化學(xué)轉化為電能呢?
【實(shí)驗展示】Zn,Cu放入稀H2SO4,用導線(xiàn)連接,記錄現象。
【生活動(dòng)】觀(guān)察并記錄實(shí)驗現象。
【師分析】(學(xué)案投影)Zn,Cu單獨放入稀H2SO4,Zn片表面產(chǎn)生氣泡,Cu片表面不產(chǎn)生氣泡;用導線(xiàn)連接,發(fā)現Cu片表面產(chǎn)生氣體的同時(shí)產(chǎn)生電流。說(shuō)明生成新物質(zhì)的同時(shí),產(chǎn)生電流,可見(jiàn)化學(xué)能還可以轉化為電能。這個(gè)裝置稱(chēng)為原電池。我們今天就來(lái)一起探討原電池。
【板書(shū)】
原電池
一、原電池
1.定義:將化學(xué)能轉化為電能的裝置。
【師引導】在這個(gè)裝置中,為什么會(huì )產(chǎn)生電流?
【生回答】電子發(fā)生定向移動(dòng)。
【師引導】哪里的電子?
【生回答】Zn片Cu片上有能夠自由移動(dòng)的電子。
【師引導】電子從Cu片流向Zn片?還是Zn片流向Cu?為什么?
【生回答】Zn比Cu活潑,所以電子從Zn片流向Cu。
【師分析】(動(dòng)畫(huà)播放)從另一個(gè)角度講,Zn的電勢比Cu的電勢高,它們之間存在電勢差,就像水從高處向低處流動(dòng)一樣,故電子從Zn到Cu。那么為什么Cu表面產(chǎn)生氣泡呢?
【生回答】溶液中的H+在Cu片表面得電子生產(chǎn)H原子,兩兩結合生成H2。
【師提問(wèn)】H元素由+1價(jià)的離子變成H2,為什么?發(fā)生什么反應?
【生回答】得電子生成H2,化合價(jià)降低,發(fā)生還原反應。
【師引導】有得必有失,則Zn失電子生成Zn2+,化合價(jià)升高,發(fā)生氧化反應。
【師總結】(幻燈片播放)相當于Zn通過(guò)Cu將電子傳遞給溶液中的H+,反應的實(shí)質(zhì)是Zn和H+的'反應——氧化還原反應。只是一邊發(fā)生氧化反應,另一邊發(fā)生還原反應,將氧化還原反應分開(kāi)進(jìn)行,從而產(chǎn)生電子的定向移動(dòng),產(chǎn)生電流,這就是原電池的工作原理。其中Zn片和Cu片在原電池中叫做電極。失去電子的一極叫做負極,得到電子的一極叫做正極。
【板書(shū)】
2.電極
負極:電子流出的一極,發(fā)生氧化反應
正極:電子流入的一極,發(fā)生還原反應
【師強調】氧化反應在負極發(fā)生,失去電子;還原反應在正極發(fā)生,得到電子。
【師引導】什么樣的材料可以做電極?
【生回答】可以導電的物質(zhì),且活潑性不同。
【師總結】一般使用金屬或者石墨電極。將一個(gè)氧化還原反應分在負極和正極進(jìn)行才能形成原電池。
【練習】判斷下列裝置能否形成原電池。能夠形成原電池的指出正負極,書(shū)寫(xiě)正負極反應,電池總反應。
【師引導】電解質(zhì)溶液提供可以自由移動(dòng)的陰陽(yáng)離子,在內電路中形成閉合回路。
所以要形成原電池有哪些條件?
【板書(shū)】
3.形成原電池的條件:
。1)有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應
。2)活潑性不同的電極
。3)形成閉合回路
。4)溶液為電解質(zhì)溶液
【師總結】只要有一個(gè)能夠自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應,在兩極進(jìn)行,形成閉合回路,且溶液為電解質(zhì)溶液,就一定能形成原電池。
那么生活中哪些物質(zhì)可以組成原電池呢?利用金屬片和水果蔬菜能否組成原電池?
【生活動(dòng)】組裝水果電池。成果展示。
【師總結】水果中存在酸,可以與金屬片反應,只要滿(mǎn)足條件都可以組成原電池。
【師引導】現在你能給格林太太開(kāi)出藥方了嗎?
【師總結】原電池由自發(fā)行進(jìn)的氧化還原反應;活性不同的電極;閉合回路和電解質(zhì)溶液組成,原電池負極失去電子發(fā)生氧化反應,正極得電子發(fā)生還原反應。
【作業(yè)布置】完成學(xué)案上的原電池設計和練習冊上的習題
【板書(shū)設計】
原電池
1.定義:將化學(xué)能轉化為電能的裝置。
負極:電子流出的一極,發(fā)生氧化反應
2.電極
正極:電子流入的一極,發(fā)生還原反應
3.形成原電池的條件:
。1)有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應
。2)活潑性不同的電極
。3)形成閉合回路
。4)溶液為電解質(zhì)溶液
原電池教案6
【考綱要求】
1.了解原電池的工作原理,能寫(xiě)出電極反應和電池反應方程式;
2.了解常見(jiàn)化學(xué)電源的種類(lèi)及其工作原理。 常見(jiàn)的考查形式:①原電池的工作原理及電極反應式的書(shū)寫(xiě)(近幾年考查的重點(diǎn),預計今后幾年還會(huì )加強此方面的考查);②設計原電池,并繪制裝置圖。
【梳理與整合】
一、原電池的工作原理
A、導學(xué)誘思
下列裝置可以形成原電池的是____,并寫(xiě)出形成原電池的電極材料及電極反應式:正極:____________________;負極:______________________。
B、教材回歸
1.概念
原電池是將______轉變?yōu)開(kāi)___的裝置。
2.工作原理
如圖以銅鋅原電池為例:
(1)在ZnSO4溶液中,鋅片逐漸____,即Zn被____,鋅原子____電子,形成________進(jìn)入溶液,從鋅片上釋放出電子,經(jīng)過(guò)導線(xiàn)流向____;溶液中的________從銅片上得電子,還原成為_(kāi)___并沉積在銅片上。
(2)電子流向:從____極流向____極。
(3)電流方向:從____極(____)流向____極(____)。
3.電極材料及反應式
電極名稱(chēng) 負極 正極
電極材料
電極反應
反應類(lèi)型 ____反應 ____反應
電池反應式
4.原電池的構成條件
原電池的形成需要滿(mǎn)足以下三個(gè)條件:
(1)有電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)
(2)一般是活潑性不同的兩電極
(3)形成閉合回路①兩電極插入電解質(zhì)溶液②兩極直接或間接接觸③有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應發(fā)生一般是活潑 性強的`金屬與電解質(zhì)溶液反應
原電池裝置的作用就是把一個(gè)完整的氧化還原反應分開(kāi)——在負極只發(fā)生氧化反應,正極只發(fā)生還原反應。這樣負極失去的電子就只能通過(guò)導線(xiàn)轉移到正極上,從而產(chǎn)生電流。
二、化學(xué)電源
A、導學(xué)誘思
銅鋅原電池中,負極發(fā)生氧化反應,電極失電子質(zhì)量減小,是否所有的化學(xué)電源中負極電極材料均減?
答:________________________________。
B、教材回歸
1.一次電池
(1)鋅錳干電池
堿性鋅錳干電池比普通鋅錳干電池性能優(yōu)越,比能量大,儲存時(shí)間長(cháng),能提供較大電流并連續放電。其中負極是____,正極是______,電解質(zhì)是KOH,其電池反應方程式為Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。
(氫氧化氧錳)
(2)銀鋅紐扣電池
銀鋅紐扣電池的電極分別為Ag2O和Zn,電解質(zhì)溶液為KOH溶液,發(fā)生氧化還原反應后生成Ag和Zn(OH)2。其中____為負極,______為正極,電池反應方程式為Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。
2.二次電池
鉛蓄電池是常見(jiàn)的二次電池,是由兩組平行排列的柵狀鉛合金極板作為主架,正極板上覆蓋______,負極板上覆蓋____,電解質(zhì)是硫酸。其放電反應是______反應,充電反應則是放電反應的逆反應。放電時(shí),負極反應為_(kāi)_________________________________________,正極反應為_(kāi)_________________________________________________,因此其充放電反應可表示為_(kāi)___________________________________________________________________。
3.燃料電池
(1)燃料電池的工作原理
利用燃料和氧化劑之間發(fā)生的____________,將化學(xué)能直接轉化為電能的化學(xué)電池。它工作時(shí)不斷從外界輸入反應物,同時(shí)將電極反應產(chǎn)物排出電池。因此,燃料電池能連續不斷地提供電能。
(2)氫氧燃料電池
氫氧燃料電池是常見(jiàn)的燃料電池,它以____為燃料,____為氧化劑。除具有能量轉化率高、可持續使用的優(yōu)點(diǎn)外,還由于其燃燒產(chǎn)物為水,因此不會(huì )污染環(huán)境,其電池反應為H2+12O2===H2O。在酸性電解質(zhì)中電極反應式為:負極:______________,正極:____________________。
C、理解與深化
原電池教案7
知識與技能:
1、使學(xué)生了解原電池的工作原理。
2、能夠寫(xiě)出電極反應式和電池反應方程式。
過(guò)程與方法:
1、經(jīng)歷探究構成原電池的原理的過(guò)程,了解科學(xué)探究的步驟,學(xué)習科學(xué)探究的基本方法,提高科學(xué)探究的能力;
2、經(jīng)歷多次小組合作、學(xué)習、討論,是學(xué)生合作學(xué)習、解決問(wèn)題的能力得到提高。
情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān):
在合作探究學(xué)習的過(guò)程中體驗思維碰撞的樂(lè )趣。
重點(diǎn):
了解原電池的工作原理,能夠寫(xiě)出電極方程式和電池反應方程式。
難點(diǎn):
原電池的工作原理。
教學(xué)過(guò)程:
【引入】學(xué)生閱讀教材70頁(yè),解答電化學(xué)定義及電化學(xué)研究的內容,使學(xué)生在整體上了解本章知識點(diǎn)。
【播放視頻】以塑料杯、鐵釘、銅絲、白醋、二極管等生活中常見(jiàn)基本器材所做的有關(guān)原電池的實(shí)驗,引起學(xué)生的興趣,并提出問(wèn)題,二極管發(fā)光的原因是什么,讓學(xué)生帶著(zhù)問(wèn)題去學(xué)習。
【展示問(wèn)題】
1、什么是原電池?
2、構成原電池的條件是什么?
3、原電池的正負極和電子流向如何判斷?
4、原電池的工作原理是什么?(將原電池內容進(jìn)行細分,使學(xué)生有目的的進(jìn)行學(xué)習研究,給學(xué)生五分鐘時(shí)間,閱讀課本71—72頁(yè),帶著(zhù)問(wèn)題進(jìn)行閱讀,是學(xué)生對于整體知識有一個(gè)初步的認識,方便之后的學(xué)習)
【提問(wèn)】什么是原電池
【學(xué)生回答】將化學(xué)能轉化為電能的裝置叫做原電池。
【追問(wèn)】那么構成原電池需要什么條件呢?接下來(lái)通過(guò)實(shí)驗探究來(lái)進(jìn)行了解。
【實(shí)驗探究一】
【結論】前一個(gè)裝置可以形成原電池,后一個(gè)裝置不能形成原電池,得出形成原電池的條件之一:活潑性不同的兩個(gè)電極。并通過(guò)討論,進(jìn)一步確定,活潑性較強的做負極,而活潑性較弱的做正極。
【實(shí)驗探究二】
【結論】前一個(gè)裝置可以形成原電池,后一個(gè)裝置不能形成原電池,得出形成原電池的'條件之二:電極必須插進(jìn)電解質(zhì)溶液中。
【實(shí)驗探究三】
【結論】前一個(gè)裝置可以形成原電池,后一個(gè)裝置不能形成原電池,得出形成原電池的條件之三:必須要形成閉合回路。
【追問(wèn)】通過(guò)以上實(shí)驗,了解了構成原電池的三個(gè)條件,但是最根本的條件并沒(méi)有探究到。提問(wèn):原電池是將化學(xué)能轉化為電能的裝置,其中電流是如何產(chǎn)生的呢?
【學(xué)生回答】是由于電子的定向移動(dòng)所以產(chǎn)生了電流
【追問(wèn)】電子為什么會(huì )定向移動(dòng),在化學(xué)學(xué)習中哪種化學(xué)反應能使電子定向移動(dòng)?
【學(xué)生回答】氧化還原反應
【總結】由以上提問(wèn),可得出構成原電池的第四個(gè)條件:能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應。讓學(xué)生對構成原電池的四種條件記憶兩分鐘,之后進(jìn)行提問(wèn)。
【提問(wèn)】構成原電池的條件?
1、具有活潑性不同的電極,較活潑的金屬作負極,較不活潑的金屬或非金屬作正極。
2、具有電解質(zhì)溶液。
3、形成閉合回路。
4、具有能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應。
【提問(wèn)】如何判斷原電池的正負極及電子的流向。(給學(xué)生三分鐘時(shí)間,學(xué)生小組討論,解決問(wèn)題,之后隨機抽取學(xué)生回答)
負極:較活潑金屬,電子流出,發(fā)生氧化反應
正極:較不活潑金屬或非金屬,電子流入,發(fā)生還原反應。
【講述】剛才講解了有關(guān)原電池的定義、構成條件、各電極的反應,需要將這些知識點(diǎn)形成網(wǎng)絡(luò ),方便記憶與理解。
【小結】總結本節課的基本概念,對基本的定義和專(zhuān)用名詞進(jìn)行記憶。
【練習】判斷裝置是否能形成原電池?
【回答】ABEO可以形成原電池;CDFMN不能構成原電池。
【追問(wèn)】CDFMN為什么不能構成原電池,各自的原因是什么?(學(xué)生回答,進(jìn)一步復習鞏固構成原電池的四個(gè)條件)
【結尾】展示原電池在以后學(xué)習中的應用,是學(xué)生對原電池的重要性有一個(gè)清晰的認識。播放一段由橙子制造原電池的實(shí)驗視頻,寓教于樂(lè ),使學(xué)生學(xué)會(huì )自己動(dòng)手,學(xué)會(huì )用身邊簡(jiǎn)單的生活原料來(lái)進(jìn)行有趣的化學(xué)實(shí)驗,學(xué)以致用,達到良好的學(xué)習成果。
【板書(shū)】
電化學(xué)——原電池
1、定義:將化學(xué)能轉化為電能的裝置
2、工作原理:自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應
3、構成條件:
、倩顫娦圆煌碾姌O材料
、诒仨毑暹M(jìn)電解質(zhì)溶液中
、郾仨毿纬砷]合回路
原電池教案8
一、教材分析
1、教材地位和作用
《化學(xué)反應原理》第一章著(zhù)重研究了化學(xué)反應與熱能的關(guān)系,而第四章電化學(xué)基礎著(zhù)重研究化學(xué)反應與電能的關(guān)系,二者都屬于熱力學(xué)研究范疇。
原電池作為電化學(xué)的基礎,應用十分廣泛。利用其原理可制成多種電池,在工農業(yè)生產(chǎn),以及日常生活等方面都有廣泛的用途。另一個(gè)重要意義是從本質(zhì)上弄清金屬的腐蝕,找到金屬防護的方法,認識防止金屬腐蝕的重要意義。
2、課標分析
、傩抡n程標準對電極電勢等概念不作要求,在理論方面控制了知識深度。
、谘趸原理論和金屬活動(dòng)性順序,以及物理學(xué)中的電學(xué)知識,已對有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行一些定性的介紹和分析。
、郾竟澱n重在對原電池中正、負電極的判斷,設計原電池時(shí)對正、負電極材料和電解質(zhì)溶液的選擇以及對電極反應產(chǎn)物的判斷等。
3、教學(xué)重點(diǎn)和教學(xué)難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):進(jìn)一步了解原電池的工作原理,能夠寫(xiě)出電極反應式和電池反應方程式。
教學(xué)難點(diǎn):原電池的工作原理。
解決辦法:①學(xué)生共同探討設計實(shí)驗方案,體驗探究過(guò)程。
、谕ㄟ^(guò)數字實(shí)驗室電流傳感器作圖和多媒體動(dòng)畫(huà)展示使學(xué)生直觀(guān)感受原電池的工作原理以及鹽橋的作用。
、劢Y合實(shí)驗現象強化原電池的電極、電池反應方程式的書(shū)寫(xiě)。
4、教學(xué)目標
知識與技能目標:
進(jìn)一步了解原電池的工作原理,寫(xiě)出電極反應方程式。過(guò)程與方法目標:
、偻ㄟ^(guò)原電池實(shí)驗的觀(guān)察和分析,體會(huì )化學(xué)反應原理的形成過(guò)程。 ②通過(guò)原電池實(shí)驗的探究,學(xué)會(huì )解決問(wèn)題的方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)目標:
、偻ㄟ^(guò)學(xué)習原電池聯(lián)系社會(huì )、生活與實(shí)踐增強學(xué)生的學(xué)習興趣。 ②通過(guò)課堂探究活動(dòng),培養學(xué)生的探究能力,與人合作、交流的能力。
5、教學(xué)內容的處理在處理教學(xué)內容時(shí),把教學(xué)內容分為一下幾個(gè)步驟:
、僭诒匦2 “化學(xué)能與電能”的基礎上以銅鋅原電池為例,進(jìn)一步強調原電池的組成和原理。
、趯W(xué)生討論且設計實(shí)驗方案,體驗實(shí)驗的樂(lè )趣。教師通過(guò)電子白版轉換多媒體動(dòng)畫(huà)和電流傳感器作圖,提出問(wèn)題引導學(xué)生探究并講解原理。
、蹖W(xué)生通過(guò)實(shí)驗探究結果量化對比、討論并歸納總結出原電池中鹽橋的重要性及其作用。
、芙Y合實(shí)驗現象的分析,學(xué)生熟練掌握原電池的電極、電池反應方程式的書(shū)寫(xiě)。
二、教學(xué)方法和教學(xué)手段的選擇
教學(xué)方法:實(shí)驗探究式教學(xué)法
教學(xué)策略:采用學(xué)生“自主—合作—探究”的學(xué)習模式。以學(xué)生為中心,通過(guò)學(xué)生小組討論,自己動(dòng)手設計實(shí)驗,體驗合作探究的樂(lè )趣。
教學(xué)手段:利用數字實(shí)驗室電流傳感器及多媒體動(dòng)畫(huà)等輔助教學(xué),量化電流強度及演示原電池鹽橋中離子的移動(dòng)方向,使學(xué)生更直觀(guān)的掌握電化學(xué)原理。
設計意圖:
1、通過(guò)學(xué)生親自探討原電池,并運用現代數字實(shí)驗室及多媒體動(dòng)畫(huà)展示等直觀(guān)手段,動(dòng)靜結合,宏觀(guān)與微觀(guān)結合,化抽象為具體,形象生動(dòng),突出重點(diǎn),突破難點(diǎn)。
2、讓學(xué)生自主觀(guān)察歸納總結,培養學(xué)生的思維能力和語(yǔ)言表達能力,充分發(fā)揮學(xué)生的主體地位和教師的主導地位。
三、學(xué)生學(xué)情分析和學(xué)法指導
1、學(xué)情分析
對學(xué)生原有的認知結構的分析:
、偻ㄟ^(guò)對原電池的學(xué)習,增加學(xué)生對于原電池的感性認識。
、谕ㄟ^(guò)原電池的探究,掌握邏輯推理的方法,學(xué)會(huì )歸納化學(xué)反應原理的'過(guò)程和運用相關(guān)原理解決實(shí)際問(wèn)題的演繹過(guò)程。學(xué)生在學(xué)習本節內容有可能出現的問(wèn)題分析如下:(1)氧化還原反應不會(huì )判斷。(2)缺乏知識連貫性。
、墼姵刂姓摌O的判斷及電極方程式的書(shū)寫(xiě)。
2、學(xué)法指導
、俸献魈骄糠
開(kāi)展合作探究活動(dòng)、發(fā)展學(xué)生的探究能力、體驗合作、共同探究、提高學(xué)習技能。
、诮處焼(wèn)題引導法針對學(xué)生探究實(shí)驗中現象,提出問(wèn)題,啟發(fā)學(xué)生探究思維。
、鄱嗝襟w演示法
運用電子實(shí)驗室電流傳感器作圖、多媒體演示原電池中鹽橋中粒子的移動(dòng)方向,增加直觀(guān)感激發(fā)學(xué)生學(xué)習的興趣。
四、教學(xué)過(guò)程及設計構思
。ㄒ唬⿲(shí)驗引課
教師演示實(shí)驗,引入課題,質(zhì)疑問(wèn)題。、
設計意圖:
、倏疾鞂W(xué)生對必修2所學(xué)原電池工作原理的掌握程度。
、跒楸竟澱n探究實(shí)驗創(chuàng )造情景。
、蹖(shí)驗引課增強學(xué)生的學(xué)習興趣和求知欲望。
。ǘ﹩(wèn)題導課
1、上述實(shí)驗裝置構成原電池了嗎?
2、為什么無(wú)電流通過(guò)?
3、怎樣才能使得裝置有電流產(chǎn)生?學(xué)生分組討論提出假設和解決的方法
設計意圖:
、偻ㄟ^(guò)課堂探究活動(dòng),培養學(xué)生的探究能力,與人合作、交流的能力。
、谕ㄟ^(guò)討論判斷,強化學(xué)生對已有知識體系的掌握和靈活運用,以提出解決方案。
根據現象強化電極、電池反應方程式的書(shū)寫(xiě)現象1:電流傳感器顯示有電流通過(guò),并指示電子是由鋅片流向銅片,在銅片表面有紅色的銅析出。
結論1:發(fā)生了原電池反應,且其中鋅為原電池的負極,銅為正極。負極:Zn-2e—=Zn2+正極:Cu2+ + 2e—=Cu總反應:Zn + Cu2+=Zn2+ + Cu
現象2:隨著(zhù)時(shí)間的延續,電流越來(lái)越小,直至無(wú)電流通過(guò)。同時(shí)鋅片表面逐漸被銅全部覆蓋。
。ǘ﹩(wèn)題導課
著(zhù)時(shí)間的延續,電流逐漸減小,最后沒(méi)有電流呢?產(chǎn)生持續穩定的電流呢?
根據現象強化電極、電池反應方程式的書(shū)寫(xiě)電極反應:Zn — 2e—=Zn2+(負極)Cu2+ + 2e—=Cu(正極)
電池總反應:Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+
鹽橋:通常是KCl飽和溶液和瓊脂制成的膠凍。
鹽橋的作用:
、偈拐麄(gè)裝置構成閉合回路。
、谄胶怆姾。
。ㄈ┱n堂小結(學(xué)生概括)
1、總結形成原電池的條件
2、原電池中電子、電流以及陰陽(yáng)離子的移動(dòng)方向
3、電極反應方程式的書(shū)寫(xiě)
設計意圖:發(fā)揮學(xué)生的主體作用。
。ㄋ模┌鍟(shū)設計
教師簡(jiǎn)明扼要書(shū)寫(xiě)課堂探究主題流程,
學(xué)生根據實(shí)驗現象板書(shū)電極、電池反應方程式。設計意圖:強化電極、電池反應方程式的書(shū)寫(xiě)。
。ㄎ澹┚毩暀z測
下列哪些裝置能構成原電池?寫(xiě)出能構成原電池裝置的電極、電池反應方程式。
。⿻r(shí)間安排
1、實(shí)驗引課用時(shí):五分鐘
2、第一次討論:八分鐘
3、第一次分組實(shí)驗:五分鐘
4、學(xué)生板書(shū)電極反應式,電池反應方程式:二分鐘
5、第二次討論:八分鐘
6、第二次分組實(shí)驗:五分鐘
7、學(xué)生問(wèn)題反饋:二分鐘
8、學(xué)生課堂小結和問(wèn)題交流:五分鐘
9、練習檢測:五分鐘
。ㄆ撸┱n后體會(huì )和反思
1、通過(guò)本節課的學(xué)習,學(xué)生的積極性被充分調動(dòng)起來(lái),學(xué)生做探究實(shí)驗的熱情很高,發(fā)揮了他們的聰明才智,體現了學(xué)生的主體地位。但是在操作過(guò)程中,學(xué)生的實(shí)驗技能還需加強。
2、化學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗為基礎的學(xué)科,如果讓學(xué)生多接觸實(shí)驗,那么他們對知識的接受能力有很大的提升。
3、為在今后的課堂中更充分地調動(dòng)學(xué)生的積極性,挖掘學(xué)生的參與熱情,在教學(xué)設計上可勇于打破思維定勢,開(kāi)拓思維,尋求解決問(wèn)題的最佳方法。
原電池教案9
學(xué)習目標
初步認識原電池概念、原理、組成及應用。體驗化學(xué)能與電能相互轉化的探究過(guò)程
教學(xué)過(guò)程
電能是現代社會(huì )中應用最廣泛,使用最方便、污染最小的一種二次能源,又稱(chēng)電力。例如,日常生活中使用的手提電腦、手機、相機、攝像機……這一切都依賴(lài)于電池的應用。那么,電池是怎樣把化學(xué)能轉變?yōu)殡娔艿哪兀?/p>
一、原電池實(shí)驗探究
【實(shí)驗探究】(銅鋅原電池)實(shí)驗步驟現象
1、鋅片插入稀硫酸
2、銅片插入稀硫酸
3、鋅片和銅片上端連接在
一起插入稀硫酸
【問(wèn)題探究】
1、鋅片插入稀硫酸中有什么現象?寫(xiě)出反應的離子方程式。稀硫酸
銅片插入稀硫酸呢?
2、鋅片和銅片用導線(xiàn)連接后插入稀硫酸中
a、現象又怎樣?
b、鋅片和銅片上變化的反應式怎樣書(shū)寫(xiě)?
c、電子流動(dòng)的方向如何?
3、探究1和探究3發(fā)生的反應一樣,為什么探究3會(huì )產(chǎn)生電流?
1、原電池概念:_______能轉化為_(kāi)________能的裝置叫做原電池。
2、實(shí)質(zhì):一個(gè)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應,若能設法使氧化與還原分開(kāi)進(jìn)行,讓電子的不規則轉移變成定向移動(dòng),便能形成電流。即將化學(xué)能轉化成電能的形式釋放。
3、原理:
。1)當銅片與鋅片不連接,一同浸入稀硫酸銅溶液時(shí),鋅直接把電子給了_________,反應的離子方程式為_(kāi)____________________________,反應把_________轉化為_(kāi)________。
。2)當銅片與鋅片用導線(xiàn)連接,一同浸入稀硫酸銅溶液時(shí),由于鋅比銅活潑,鋅容易_____電子被_________成Zn2+進(jìn)入溶液,電極反應式為_(kāi)____________________。鋅片上的電子通過(guò)________流向_________,溶液中的______從銅片上______電子,被______成______、電極反應式為_(kāi)_______________________、反應的`總方程式是______________________ 。
反應是將_______________轉化為_(kāi)______________________、
二、原電池的構成條件
1、活潑性不同的兩電極:負極(相對活潑的金屬),正極(相對不活潑的金屬或非金屬導體)
2、電解質(zhì)溶液
3、形成閉合回路(導線(xiàn)連接或直接接觸且電極插入電解質(zhì)溶液
4、自發(fā)的氧化還原反應(本質(zhì)條件)
思考:
1、鋅銅原電池的正負極可換成哪些物質(zhì)?保證鋅銅原電池原理不變,正負極可換成哪些物質(zhì)?(C、Fe、Sn、Pb、Ag、Pt、Au等)
2、鋅銅原電池中硫酸能換成硫酸鈉嗎?
3、判斷是否構成原電池,是的寫(xiě)出原電池原理。
鎂、鋁/硫酸;鋅、碳/硝酸銀;鐵、銅在硫酸中短路;鋅、銅/水;鋅、鐵/乙醇;鎂、鋁/氫氧化鈉;硅、碳/氫氧化鈉
4、請將氧化還原反應Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+設計成電池:此電池的優(yōu)點(diǎn):能產(chǎn)生持續、穩定的電流。
。1)、什么是鹽橋?
鹽橋中裝有______________和______________。
。2)、鹽橋的作用是什么?
可使由它連接的兩溶液保持電______,鋅鹽溶液會(huì )由于鋅溶解成為Zn2+而帶上___電,鹽橋中的_______流入,而使溶液呈中性。銅鹽溶液會(huì )由于銅的析出減少了Cu2+而帶上了____電,鹽橋中的_______流入,而使溶液呈中性。
鹽橋保障了電子通過(guò)外電路從鋅到銅的不斷轉移,使鋅的溶解和銅的析出過(guò)程得以繼續進(jìn)行。
導線(xiàn)的作用是傳遞電子,溝通______電路。而鹽橋的作用則是溝通______電路。
三、原電池的工作原理:
負極反應:_____電子(_____反應),正極反應:_____電子(_____反應)電流方向:____→_____,電子流向:______→________
電解質(zhì)溶液中離子運動(dòng)方向:陽(yáng)離子:向_______極區移動(dòng),陰離子:向_______極區移動(dòng)
總反應==正極反應+負極反應(復雜的電極反應:總反應—簡(jiǎn)單的電極反應)
四、原電池的應用
1、原電池可加快反應速率
2、利用原電池反應現象可判斷金屬的活潑性
原電池教案10
第四章 第四節 原電池原理及其應用
教學(xué)重點(diǎn):
、僭姵氐幕瘜W(xué)工作原理;
、谠姵氐男纬蓷l件及電極反應式;電子流和電流的運動(dòng)方向;
、叟囵B學(xué)生關(guān)心科學(xué)、研究科學(xué)和探索科學(xué)的精神。
教學(xué)難點(diǎn):
原電池的化學(xué)工作原理和金屬的腐蝕。
教學(xué)過(guò)程:
Ⅰ復習
[提問(wèn)]化學(xué)反應通常伴有能量的變化,能量有那些轉換(或傳遞)能量的形式?
、蛐抡n: §3-4原電池原理及其應用
[學(xué)生實(shí)驗,教師指導]
[學(xué)生思考的問(wèn)題]
。1)鋅和稀H2SO4直接反應的實(shí)質(zhì)是什么?
。2)插入銅絲接觸到鋅粒后,為什么在銅絲上出氣泡?
。3)銅絲上的電子由何處而來(lái),出來(lái)的是什么氣體?
學(xué)生根據實(shí)驗,建議討論步驟:現象(易)——解釋?zhuān)y)——結論(難)
一、原電池
對比銅鋅原電池與直流電源或干電池的實(shí)驗,得出有關(guān)的電極名稱(chēng),電流流動(dòng)方向,電子流動(dòng)方向等。
電極反應:負極(鋅片) Zn - 2e = Zn2+(氧化反應)
正極(銅片)2H+ + 2e = H2↑(還原反應)
原電池反應:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑
定義:把化學(xué)能轉變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池。
原電池中:電子流入的一極是正極(較不活潑金屬),電子流出的一極是負極(較活潑金屬)。
原理:較活潑的金屬發(fā)生氧化反應,電子從較活潑的金屬(負極)流向較不活潑的金屬(正極)。
原電池組成:①兩塊相連的活潑性不同的金屬(或可以導電的其它材料);②電解質(zhì)溶液(中學(xué)只局限活潑金屬與電解質(zhì)溶液能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應的情況)。
原電池形成電流的條件:兩塊相連的活潑性不同的金屬(或可以導電的其它材料)與電解質(zhì)溶液接觸構成閉合回路。
經(jīng)常用做惰性電極材料的物質(zhì)是Pt(鉑)或C(石墨),如下圖兩個(gè)裝置的電極反應是相同的。
說(shuō)明:教學(xué)軟件不能代替教學(xué)實(shí)驗,不過(guò)可以在總結時(shí)用演示教學(xué)軟件。
[練習]判斷下列裝置那些能構成原電池,標出電極名稱(chēng),寫(xiě)出電極反應。
二、化學(xué)電源
。ń處熆梢圆贾谜n外文獻檢索,課堂時(shí)間有限,不可能涉及過(guò)多內容,局限于教材即可)
1、干電池
家庭常用電池。
常見(jiàn)的是鋅-錳干電池。如圖:
2、鉛蓄電池
目前汽車(chē)上使用的電池。
鉛蓄電池的構造是用含銻5%—8%的鉛銻合金鑄成格板。PbO2作為陽(yáng)極,Pb作為陰極,二者交替排列而成。電極之間充有密度為1.25%—1.28%gcm-3的硫酸溶液。
3、鋰電池
鋰電池是一種高能電池,鋰作為負極,技術(shù)含量高,有質(zhì)量輕、體積小、電壓高、工作效率高和壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)。常用于電腦筆記本、手機、照相機、心臟起博器、火箭、導彈等的動(dòng)力電源。
4、新型燃料電池
還原劑(燃料)在負極失去電子,氧化劑在正極得到電子。
目前常見(jiàn)的有,氫氣、甲烷、煤氣、鋁等燃料與空氣、氯氣、氧氣等氧化劑組成的`燃料電池。
特點(diǎn)是能量大、使用方便、不污染環(huán)境和能耗少等。
三、金屬的腐蝕和防護
(1)金屬的腐蝕
金屬腐蝕是指金屬或合金跟周?chē)佑|到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應而腐蝕損耗的過(guò)程。
◇ 析氫腐蝕(在酸性條件下)
說(shuō)明:析氫腐蝕備有Flash演示教學(xué)軟件,請查閱或選用。
鋼鐵在潮濕的空氣中,鋼鐵表面吸附的水膜由于溶入二氧化碳,使H+增多。
H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-
構成的原電池:鐵(負極)——碳(正極)——酸性電解質(zhì)薄膜
負極(鐵)Fe – 2e = Fe2+ (被氧化)
正極(碳)2H+ + 2e = H2↑(被還原)
◇ 吸氧腐蝕(在弱酸性或中性條件下)
說(shuō)明:吸氧腐蝕備有Flash演示教學(xué)軟件,請查閱或選用。
鋼鐵在潮濕的空氣中,鋼鐵表面水膜溶解了氧氣。
構成的原電池:鐵(負極)——碳(正極)——電解質(zhì)薄膜
負極(鐵)2Fe – 4e = 2Fe2+ (被氧化)
正極(碳)2H2O + O2 + 4e = 4OH-(被還原)
◇ 析氫腐蝕和吸氧腐蝕往往同時(shí)發(fā)生,一般情況下,鋼鐵腐蝕主要是吸氧腐蝕。
[討論] 析氫腐蝕或吸氧腐蝕鋼鐵表面水膜溶液的PH值會(huì )有什么變化?
(2)金屬的防護
[通過(guò)研究討論學(xué)習]
1、 改變金屬的內部組織結構。
2、 在金屬表面覆蓋保護層。
涂油脂、油漆,覆蓋搪瓷、塑料,電鍍、熱鍍、噴鍍,在鋼鐵表面形成致密而穩定的氧化膜。
3、 電化學(xué)保護法。
Ⅲ作業(yè)——教材69頁(yè):一、二、三題
[課后研究課題]
通過(guò)查找資料(包括上網(wǎng))了解一種新型電池的詳細化學(xué)原理和優(yōu)缺點(diǎn)。(如海水電池、氫氧燃料電池、紐扣電池、鋰電池等)
原電池教案11
1、分析本節內容的地位和作用
本節內容為高中化學(xué)新課程(人教版)選修4的第四章電化學(xué)的重要內容之一。該內容學(xué)生在必修2已有一定的了解,本節是該內容的加深,主要是增加了一個(gè)鹽橋內容。掌握本節知識,對指導學(xué)生了解生活中電池使用原理、金屬腐蝕和防護,研究探索發(fā)明新電池有重要意義。
2、了解學(xué)情底碼
已有基礎:對原電池原理有初步認識;具有一定的實(shí)驗探究能力。
局限認識:氧化劑和還原劑只有接觸才可能發(fā)生氧化還原反應。
發(fā)展方向:通過(guò)實(shí)驗活動(dòng)對原電池原理形成完整認識,提高探索解決問(wèn)題的能力。
3、明確教學(xué)目標
知識與技能:深入了解原電池的工作原理。對原電池的形成條件有更完整的認識。學(xué)會(huì )書(shū)寫(xiě)電極反應式和電池總反應。能根據反應設計簡(jiǎn)單的原電池。
過(guò)程與方法:
通過(guò)Pb-CuSO4電池的設計活動(dòng),感悟科學(xué)探究的思路和方法,進(jìn)一步體會(huì )控制變量在科學(xué)探究中的應用。
情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān):通過(guò)設計原電池,激發(fā)學(xué)生學(xué)習興趣,感受原電池原理應用于化學(xué)電源開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵作用。
4、研究教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)
教學(xué)重點(diǎn):
原電池工作原理和形成條件
教學(xué)難點(diǎn):
氧化還原反應完全分開(kāi)在兩極(兩池)發(fā)生及鹽橋的作用。
5、確定教學(xué)方式與教學(xué)手段
以“教師啟發(fā)引導,學(xué)生實(shí)驗探究,自主分析設計”的學(xué)習方式學(xué)習。在教師引導下,通過(guò)學(xué)生不斷深入認識原電池原理和形成條件,最終實(shí)現知識和能力上的跨越。
6、教學(xué)設計過(guò)程和意圖
(1)情境導課:
讓學(xué)生舉一些手機、電子表等新型電池例子。聯(lián)系生活,吸引學(xué)生注意力,喚起學(xué)生學(xué)習欲望。
(2)回顧原電池:
復習基本概念,溫故而知新。
學(xué)生回憶原電池的.有關(guān)內容,調動(dòng)學(xué)生思考,回憶概念為后期探究作準備。
板書(shū)(便于學(xué)生直觀(guān)記憶、理解掌握):
1.概念
2.電極名稱(chēng)
3.構成條件
4.原電池工作原理(展示微觀(guān)過(guò)程)
(3)設計原電池:(板書(shū))
活動(dòng)一、依Pb+CuSO4=PbS04+Cu反應,自主設計原電池。紙上談兵重溫原電池原理。
活動(dòng)二、學(xué)生分組實(shí)驗探究此原電池反應。實(shí)踐出真知,培養學(xué)生實(shí)驗動(dòng)手操作能力。
活動(dòng)三、成果展示:學(xué)生寫(xiě)出有關(guān)電極反應方程式,進(jìn)行練習。
活動(dòng)四、學(xué)生總結單池原電池的設計思路,形成整體思維模式。
活動(dòng)五、學(xué)生評價(jià)原電池:電流不穩,引出新發(fā)明。
(4)改良原電池:
。ò鍟(shū))啟發(fā)分析電流不穩定的原因,引導雙池原電池的設計思路,學(xué)習課本知識,按實(shí)驗小組發(fā)放鹽橋,重新實(shí)驗。探討鹽橋的作用。能力提升到一個(gè)新的層次。
(5)鹽橋的作用:
。ò鍟(shū))教師啟發(fā)引導學(xué)生理解掌握。
1.補充電荷。
2.使裝置形成閉合回路。
3.提高了能量轉化率。
(6)結尾的設計:
學(xué)生談?wù)剬W(xué)習本節的感受,情感表達及分享。
總體設計思想:在課程實(shí)施過(guò)程中,學(xué)生親手實(shí)驗,觀(guān)察現象,提出疑問(wèn),自主解答,自主設計,合作評價(jià)。在自主提問(wèn)的過(guò)程中推動(dòng)課的進(jìn)程,旨在培養學(xué)生的動(dòng)手能力、問(wèn)題意識,學(xué)會(huì )實(shí)驗,學(xué)會(huì )提問(wèn)、學(xué)會(huì )探究、學(xué)會(huì )設計、學(xué)會(huì ) 合作、學(xué)會(huì )評價(jià)。
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