在教学工作者开展教学活动前,就不得不需要编写教学设计,借助教学设计可以更好地组织教学活动。那么大家知道规范的教学设计是怎么写的吗?为了让您对于原电池教案的写作了解的更为全面,下面快回答给大家分享了10篇原电池的工作原理教案,希望可以给予您一定的参考与启发。
高中化学必修二《原电池》教案 篇一
教学目标
知识技能:通过复习掌握原电池、电解、电镀、金属的腐蚀和防护原理。
能力培养:根据知识点的复习培养总结、归纳的能力,培养应用所学知识解决实际问题的能力。
科学思想:应用电化学的知识综合、归纳,理论联系实际。
科学方法:应用实验研究问题的方法。
重点、难点 原电池与电解池的比较。
教学过程设计
教师活动
一、电化学知识点的复习
【设问】
电化学中有哪些知识点是重点要掌握的呢?
学生活动
回答:
原电池与电解池的不同点;原电池的工作原理以及电解池的工作原理;两极反应的判断和书写;电化学的应用。
很好,我们可以将电化学的知识归纳在网络图中,哪一个同学能够写出?
【投影】知识点的归纳,网络图
学生打出投影:
1.常见的电池
【设问】
①构成原电池的材料是什么呢?
②原电池的原理是什么呢?
③它的原理与电解池有什么不同?
④常见的电池的类型?
看录像或投影:
回答:
①原电池是由金属与金属或非金属,电解质溶液构成的。
②原电池是由化学能转化为电能的装置。
③它的原理与电解池不同,因为电解池是由电能转化为化学能的装置。
④常见的电池有:干电池;蓄电池。
几种电池示意图:
【设问】
根据示意图你能说明电池的种类吗?
回答:
锌锰电池(干电池)、铅蓄电池、燃烧电池(氢氧燃烧电池、甲烷燃烧电池)等。
【设问】
①电池的两极各发生了什么反应?
②电池正、负两极应该如何确定?
它的两极与电解池的两极有什么不同点?
③在可逆电池中,充电、放电过程是应用了原电池的原理还是电解池的原理?
回答:
①活泼的金属为负极,发生氧化反应。
不活泼的金属为正极,发生还原反应。
②原电池与电解池的两极不相同,表现在:原电池活泼金属是负极,而电解池与电源负极相互联结的就是负极(阴极)。
原电池两极金属的金属活动性必须不同,而电解池两极可以是惰性电极,也可以是金属电极。
③放电的过程是应用了原电池的原理,而充电过程应用了电解池的原理。
【讲解】
电池可以分为可逆电池和不可逆电池,比如:干电池、燃烧电池等都是不可逆电池,它们在发生反应时有气体或生成的物质无法在相同的条件下返回,所以,称为不可逆电池。
【设问1】
请举例说明不可逆电池(展示学生解剖的干电池)?
干电池的两极材料是什么?
电解质溶液是什么?
两极反应式如何书写?
总反应如何书写?
回答1:
如:锌-锰电池
两极材料是Zn、MnO2
电解质溶液是:NH4Cl
负极:Zn-2e=Zn2+
总反应:Zn+2NH4=Zn2++2NH3↑+2H2↑
【评价】纠正学生的错误,写出正确的反应。
【设问2】
还有什么实例呢?
两极材料是什么呢?
电解质溶液是什么呢?
回答2:
再如:锌-铜电池,负极-Zn,正极-Cu。
负极:Zn-2e=Zn2+,电解质溶液——稀硫酸。
正极:2H++2e=2H=H2
总反应:2H++Zn=H2↑+Zn2+
什么是可逆电池呢?(看前面的图)
谁能写出两极反应式?
总反应式又如何书写呢?
(教师指导学生书写)
铅蓄电池是可逆电池
两极反应式:
负极:Pb-2e=Pb2+
总反应:
【练习】
书写两极反应式。
若有:
(1)铜、锌、稀硫酸
(2)铜、铁在潮湿的空气中的腐蚀
(3)锌、铁放在食盐水中
(4)氢、氧燃烧电池(电池的产物负极为H2O,正极则有大量的氢氧根生成)
(5)甲烷燃烧电池(电池负极甲烷燃烧失去电子,在碱性条件下
根据信息写出(4)、(5)的电池总反应式。
板演:
(1)负极:Zn-2e=Zn2+
正极:2H++2e=2H=H2
(2)负极:2Fe-4e=2Fe2+
正极:O2+4e+2H2O=4OH-
(3)负极:2Zn-4e=2Zn2+
正极:O2+4e+2H2O=4OH-
(4)负极:2H2+4OH--4e=4H2O
正极:O2+4e+2H2O=4OH-
总反应:2H2+O2=2H2O
正极:2O2+8e+4H2O=8OH-
【设问】
谁能够将燃烧电池小结一下呢?
回答:
在燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是:
负极发生氧化反应,化合价升高,失去电子;
总反应式为:两极反应的加合;
书写反应时,还应该注意得失电子数目应该守恒。
【评价】回答的很好。
燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是:
负极:化合价升高,失去电子,发生氧化反应;
正极:化合价降低,得到电子发生还原反应。
2.分析电解应用的主要方法和思路
【设问】
电解质在通电前、通电后的关键点是什么呢?
在电解时离子的放电规律是什么呢?
电解的结果:溶液的浓度、酸碱性有无变化?
回答:
通电前:电解质溶液的电离(它包括了电解质的电离也包括了水的电离)。
通电后:离子才有定向的移动(阴离子移向阳极,阳离子移向阴极)。
放电规律:
阳极:
金属阳极>S2->I->Cl->OH->含氧酸根
阴极:
Ag+>Cu2+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+>Mg2+
溶液的离子浓度可能发生变化如:电解氯化铜、盐酸等离子浓度发生了变化。
因为溶液中的氢离子或氢氧根离子放电,所以酸碱性可能发生改变。
请同学们看下列的归纳表格。
3.原电池、电解池、电镀池的判断规律
(1)若无外接电源,可能是原电池,依据原电池的形成条件判断,主要有“三看”。
【设问】看什么呢?
回答:
看电极;看溶液;看回路。
【投影】
先看电极:两极为导体且活泼性不同,有一个先发生化学反应。
再看溶液:两极插入电解质溶液中。
【设问】
这样就可以形成电池了吗?
回答:
不能。
对,还应该看回路:形成闭合回路或者两极板相接触。
【设问】
若有外接电源,两极插入电解质溶液,并有回路,可能是什么池?
回答:
是电解池。
【评价】不完全正确。(纠正后看投影)
(2)若有外接电源,两极插入电解质溶液,可能是电解池或者是电镀池。
【设问】为什么呢?
回答:
当阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同时,则为电镀池,其余的情况是电解池。
【评价】很好,根据电解液、根据阳极的电极材料,确定电解或电镀。
二、电化学的应用
1.原电池原理的应用
【设问】
请同学们根据已经复习的知识回答原电池原理的应用及依据?
回答:
应用到实际中有:
(1)由电极反应现象确定原电池的正极和负极,用来判断电极金属活动性强弱。
(2)分析判断金属腐蚀的快慢程度。
(3)由电池反应分析判断新的化学能源的变化,判断放电、充电。
【投影】
【评价】学生总结的很好,看以下归纳。
根据学生的回答小结:
原电池原理的三个应用和依据:
(1)电极反应现象判断正极和负极,以确定金属的活动性。其依据是:原电池的正极上现象是:有气体产生,电极质量不变或增加;负极上的现象是:电极不断溶解,质量减少。
(2)分析判断金属腐蚀的速率,分析判断的依据,对某一个指定金属其腐蚀快慢顺序是:
作电解池的阳极>作原电池的负极>非电池中的该金属>作原电池的正极>作电解池的阴极。
判断依据:
(1)根据反应现象原电池中溶解的一方为负极,金属活动性强。
(2)根据反应的速度判断强弱。
(3)根据反应的条件判断强弱。
(3)由电池反应分析判断新的化学能源的变化,分析的思路是先分析电池反应有关物质化合价的变化,确定原电池的正极和负极,然后根据两极的变化分析其它指定物质的变化。
【练习】
1.下列五个烧杯中均有天然水
铁被腐蚀由快到慢的顺序是:______。
回答:
从图和复习归纳的方法可以分析,有外接电源时铁放在电源的正极,铁被腐蚀的最快;若放在负极腐蚀的最慢;原电池中,两极的金属活动性差别越大,反应越快,但若有活动性强于铁的金属存在则铁不被腐蚀(保护了铁),所以此题的答案是:
(4)、(2)、(1)、(3)、(5)。
2.电解规律的应用
【设问】
电解规律的应用有什么内容?
回答:
主要应用是:依据电解的基本原理分析判断电解质溶液。
【设问】
如何恢复电解液的浓度呢?(举例说明)
回答:
电解液应先看pH的变化,再看电极产物。欲使电解液恢复一般是:
电解出什么物质就应该加入什么,如:电解饱和食盐水在溶液中减少的是氯气和氢气,所以应该加入的是氯化氢。
【设问】
如果电解硫酸铜时,要恢复原来的浓度应该加入什么呢?
回答:
因为电解硫酸铜时,生成的是铜和氧气,所以应该向溶液中加入氧化铜。
【设问】
电解在应用中还应该注意什么呢?
回答:
在分析应用问题中还应该注意:
一要:不仅考虑阴极、阳极放电的先后顺序,还应该注意电极材料(特别是阳极)的影响;二要:熟悉用惰性电极电解各类电解质溶液的规律。
【练习】
用石墨电极电解1mol/L的下列溶液,溶液的pH不变的是______。
(1)HCl (2)NaOH
(3)Na2SO4 (4)NaCl
回答:
盐酸溶液电解产生氯气和氢气,溶液的pH升高。
氢氧化钠溶液电解产生氢气和氧气,溶液的pH升高。
硫酸钠溶液电解产生氢气和氧气,溶液的pH不变。
氯化钠溶液电解产生氢氧化钠、氢气和氯气,溶液的pH升高。
所以(1)、(2)、(4)溶液的pH都增大。
答案:pH不变的是(3)。
以上的四种溶液电解后,如何使其浓度恢复到原来的浓度呢?
回答:
在(1)中应该加入氯化氢。
在(2)中应该加入一定量的水。
在(3)中应该加入一定量的水。
在(4)中应该加入一定量的氯化氢。
3.综合利用——实用电池与可逆电池
常见的电池应用是:
①干电池(Zn-Mn电池)
日常生活和照明。
②铅蓄电池
应用于国防、科技、交通、化学电源等。
③锂电池
密度小,寿命长应用于电脑、手表、心脏起搏器、火箭、导弹的电源。
④燃烧电池
污染小、能量转化高,应用于高科技研究。
⑤其它电池
铝电池:能量高、不污染环境应用于照明、野营作业。
回答:
应用在手电、心脏起搏器、海洋照明、航标电源。
今后我们还可以根据原理设计出更多更好的实用电池。
三、典型习题分析
【投影】
例题1如图2-17,E为沾有Na2SO4溶液的滤纸,并加入几滴酚酞。A,B分别为Pt片,压在滤纸两端,R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni的电极材料,它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计,K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液,K打开,接通电源一段时间后,C、D中有气体产生。
(1)外电源的正、负极分别是R为____,S为_____。
(2)A附近溶液的现象是_______,B附近发生的电极反应式为_____。
(3)滤纸上的紫色点向哪方移动____。
(4)当C、D里的气体产生到一定量时,切断外电源并接通开关K,经过一段时间,C、D中气体逐渐减少,主要因为____,有关的反应式为_____。
根据图分析回答:
(1)C、D产生气体的体积是不相同的,由此可以判断C端的气体是氢气,D端产生的气体是氧气,所以确定R为负极而S端是正极。
(2)A附近的变化是变为红色,因为D端放氧气,N端为阳极,而A端为阴极,吸引阳离子,阳离子放电2H+-2e=H2。因为,电解破坏了水的电离平衡,所以,此处OH-浓度增大,溶液显红色。而在B端发生OH-放电,其反应为:4OH--4e=2H2O+O2。
(4)氢气和氧气在碱的环境下发生的是电池反应,(类似燃烧电池),消耗了氢气和氧气。
(-)2H2+4OH--4e=4H2O
(+)O2+2H2O+4e=4OH-
【评价】此题是一道比较综合的题,它考察了电化学知识的大部分内容。
此题的突破点是,示意图中的两种气体的体积,由此确定电源的正、负极,使题中所有问题迎刃而解。这位同学分析得非常好,我们应该认真的读题,抓住题中的突破口。
【投影】
例题2 用石墨电极电解100mLH2SO4和CuSO4混合溶液,通电一段时间后,两极各出现气体2.24L(标准状况),求原来溶液中CuSO4的浓度。
请同学们分析后给出答案。
回答:
阳极产生的氧气为2.24L,阴极产生的氢气为2.24L。
由CuSO4电解时放出的氧气为0.05mol,计算是:
2Cu2+~O2
2/y=1/0.05 y=0.1mol
c(Cu2+)=0.1/0.1=(mol/L)
【评价】
此题的突破口是根据题意分析出两极各产生的气体为2.24L;根据得失电子守恒。
同学们的分析是非常正确的'。
【投影】
例题3 人工生成铝表面的氧化铝保护膜的方法是将表面光洁的铝制品作为阳极放入盛18%H2SO4溶液的电解槽。通电一定时间,设阳极氧气全部与铝反应。
思考后回答:
通过的电量为1A×3600s=3600C(库仑)。由3600C/96500C/mol等于0.037mol的电子。
今有表面积约1.0dm2的铝制品,放入电解槽,通入1A的电流1h(小时),已知氧化铝膜的密度为2.67g/cm3,则生成均匀的氧化膜的厚度是多少?
请同学们分析:
在从2molAl与1.5mol氧气反应产生氧化铝可知,得失电子为6mol。根据此反应计算出氧化铝的物质的量,再根据氧化铝的密度和表面求出氧化膜的厚度。
此题的答案是:24μm(微米)。
【评价】
同学们分析的比较清楚,在作此题时应该抓住时间、表面积、电量、物质的量的相互关系,应用数学方法得到正确的答案。
请同学们通过练习巩固复习的知识,提高解题的能力,以适合生活、生产、科技的需要。
精选题
一、选择题
1.银锌电池广泛应用各种电子仪器的电源,它的充电和放电过程可以表示为:
反应的物质是 [ ]
A.Ag
B.Zn(OH)2
C.Ag2O
D.Zn
2.应用惰性电极插入500mLAgNO3溶液中,通电电解,当电解溶液的pH从6变为3时(设阴极没有H2析出,电解前后的溶液体积不变),电极上析出银的质量是 [ ]
A.27mg
B.54mg
C.108mg
D.216mg
二、非选择题
离子组成符合下列情况的电解质,进行电解(各离子只能使用一次)。
(1)以碳棒为电极进行电解,电解质的含量减少,水量保持不变,两极都有气体生成,气体体积相同,则该电解质的化学式为____,电解的电极反应____,电解的总方程式是____。
(2)以铂丝为电极进行电解,水量减少,电解质的含量保持不变,两极都有气体生成,气体体积为2∶1,则该电解质的化学式为____,电极反应式为____。
(3)惰性电解,电解质的含量减少,水的含量也减少,pH下降,则电解质的化学式为____,电解总的方程式____。
4.正在研究应用锌顶替铅的电池,它可以减少环境污染容量又很大,其电池反应为2Zn+O2=ZnO,其原料为锌和电解质溶液、空气。请写出:
(1)电极反应____,____。
(2)估计该电解质溶液应该用____(强的酸或强的碱)。
5.定温下,将一定量饱和Na2SO4溶液用铂电极通电电解。当阳极逸出amol气体时,同时从溶液中析出mgNa2SO410H2O晶体,则原来饱和Na2SO4溶液的质量分数是____。
6.某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值,其实验方案的要点为:
①用直流电电解氯化铜溶液,所用仪器如图2-18。
②在电流强度为IA,通电时间为ts后,精确测得某电极上析出的铜的质量为mg。试回答:
(1)连接这些仪器的正确顺序为(用图中标注仪器接线柱的英文字母表示。下同)E接____,C接____,接F____。
实验电路中的电流方向为____→____→____→C→____→____。
(2)写出B电极上发生反应的离子方程式______。
G试管中淀粉KI溶液变化的现象为______,相应的离子方程式为______。
(3)为精确测定电极上析出铜的质量,所必需的实验步骤的先后顺序是______。
①称量电解前电极质量
②刮下电解后电极上的铜并洗净
③用蒸馏水清洗电解后电极
④低温烘干电极后称量
⑤低温烘干刮下的铜后称量
⑥再次低温烘干后称量至恒重
(4)已知电子电量为1.6×10-19C,试列出阿伏加德罗常数的计算表达式:N=______。
答 案
一、选择题
1.D 2.B
二、非选择题
3.(1)HCl 阳极:2Cl-—2e→Cl2↑阴极:2H++2e→H2↑
总反应式:2HCl H2↑+Cl2↑
(2)KOH 阳极:4OH--4e→2H2O+O2↑阴极:4H++4e→2H2↑
(3)CuSO4总反应式:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑
4.(1)负极:Zn—2e→Zn2+正极:O2+4e+2H2O→4OH-
(2)强碱
6.(1)D、A、B F→B→A→C→D→E
(2)2Cl-—2e=Cl2,变蓝色,2I-+Cl2=I2+2Cl-
(3)①③④⑥
高中化学必修二《原电池》教案 篇二
【考纲要求】
1.了解原电池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式;
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。 常见的考查形式:①原电池的工作原理及电极反应式的书写(近几年考查的重点,预计今后几年还会加强此方面的考查);②设计原电池,并绘制装置图。
【梳理与整合】
一、原电池的工作原理
A、导学诱思
下列装置可以形成原电池的是____,并写出形成原电池的电极材料及电极反应式:正极:____________________;负极:______________________。
B、教材回归
1.概念
原电池是将______转变为____的装置。
2.工作原理
如图以铜锌原电池为例:
(1)在ZnSO4溶液中,锌片逐渐____,即Zn被____,锌原子____电子,形成________进入溶液,从锌片上释放出电子,经过导线流向____;溶液中的________从铜片上得电子,还原成为____并沉积在铜片上。
(2)电子流向:从____极流向____极。
(3)电流方向:从____极(____)流向____极(____)。
3.电极材料及反应式
电极名称 负极 正极
电极材料
电极反应
反应类型 ____反应 ____反应
电池反应式
4.原电池的构成条件
原电池的形成需要满足以下三个条件:
(1)有电解质溶液或熔融电解质
(2)一般是活泼性不同的两电极
(3)形成闭合回路①两电极插入电解质溶液②两极直接或间接接触③有能自发进行的氧化还原反应发生一般是活泼 性强的金属与电解质溶液反应
原电池装置的作用就是把一个完整的氧化还原反应分开——在负极只发生氧化反应,正极只发生还原反应。这样负极失去的电子就只能通过导线转移到正极上,从而产生电流。
二、化学电源
A、导学诱思
铜锌原电池中,负极发生氧化反应,电极失电子质量减小,是否所有的化学电源中负极电极材料均减小?
答:________________________________。
B、教材回归
1.一次电池
(1)锌锰干电池
碱性锌锰干电池比普通锌锰干电池性能优越,比能量大,储存时间长,能提供较大电流并连续放电。其中负极是____,正极是______,电解质是KOH,其电池反应方程式为Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。
(氢氧化氧锰)
(2)银锌纽扣电池
银锌纽扣电池的电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,发生氧化还原反应后生成Ag和Zn(OH)2。其中____为负极,______为正极,电池反应方程式为Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。
2.二次电池
铅蓄电池是常见的二次电池,是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架,正极板上覆盖______,负极板上覆盖____,电解质是硫酸。其放电反应是______反应,充电反应则是放电反应的逆反应。放电时,负极反应为__________________________________________,正极反应为__________________________________________________,因此其充放电反应可表示为____________________________________________________________________。
3.燃料电池
(1)燃料电池的工作原理
利用燃料和氧化剂之间发生的____________,将化学能直接转化为电能的化学电池。它工作时不断从外界输入反应物,同时将电极反应产物排出电池。因此,燃料电池能连续不断地提供电能。
(2)氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是常见的燃料电池,它以____为燃料,____为氧化剂。除具有能量转化率高、可持续使用的优点外,还由于其燃烧产物为水,因此不会污染环境,其电池反应为H2+12O2===H2O。在酸性电解质中电极反应式为:负极:______________,正极:____________________。
C、理解与深化
原电池的工作原理教案 篇三
故事:在伦敦的上流社会,有一位贵族夫人格林太太,她有一口整齐洁白的牙齿。但其中镶有两颗假牙:一颗是黄金的-这是格林太太富有的象征;另一颗是不锈钢的—这是一次车祸留下的痕迹。
令人百思不解的是:打从车祸以后,格林太太经常头疼,夜间失眠,心情烦躁……尽管一些国际上知名的专家教授绞尽脑汁但格林太太的病症未能有丝毫的减轻,而且日趋严重……她的病真的就没治了吗?
后来是一位化学家解除了她的痛苦。 药方:换掉一颗假牙。
病因:口腔内产生了微弱的电流,刺激神经,导致人体生理系统紊乱,引发一系列病症。
大家可能会产生疑问:格林太太的口中怎么会有电流产生呢?下面我们通过以下的类比实验进行进一步的探究来揭穿其中的奥妙。 [演示实验]
1.内容:把锌片和铜片平行地浸入盛有稀硫酸溶液的烧杯中。 现象:锌片表面有氢气泡生成
铜片表面无气泡生成
解释:锌排在氢前能置换出氢气
铜排在氢后不能置换出氢气
2.内容:把锌片和铜片用导线连接起来再平行地浸入盛有稀硫酸溶液的烧杯中。 大家观察到一个很奇怪的现象:锌片表面无气泡生成,
铜片表面有气泡生成
3.内容:在锌片与铜片连接的导线中间接入一个电流计,再把锌片与铜片平行地浸入盛有稀硫酸的烧杯中。
现象:电流计指针偏转
疑问:2实验中铜片表面为什么有气泡生成?3实验中电流计指针为什么偏转? 分析:Zn、Cu用导线连接一同浸入稀硫酸时,Zn比Cu活泼,易失去电子,电子从Zn片流出通过导线流向Cu片,电子定向移动形成电流,故电流计指针有偏转;
溶液中的H+ 从Cu片获得电子,2H+ +2e-=H2,生成氢气,故Cu片表面有气泡生成。从能量变化的角度分析这套装置:我们知道,物质发生反应时,常伴有化学能与热能、光能等的相互转化, 比如镁带燃烧发光、放热是化学能转化为光能和热能。那么,我们做的这个实验是化学能转变为哪种能量形式呢?
这是以Zn和稀H2SO4反应为基础,将此反应的化学能转变为电能的装置。
我们把这种将化学能转变为电能的装置称为原电池。
1、原电池定义:将化学能转化为电能的装置。
这一现象早在1799年被意大利的物理学家伏打捕捉到并加以研究,发明了世界上第一个电池——伏打电池,即原电池
过度:回顾刚才所做实验,我们就是因为组合成了一个原电池才使得电流计指针有偏转,下
面我们以此原电池为例进一步分析原电池内部结构,得出其供电原理
2、原电池原理: 先进行理论分析: 外电路(导线上):锌片上Zn失去电子,电子通过导线流向Cu片,电子定向移动形成电 流
内电路(溶液内):由电性作用,溶液中带正电荷的离子H+、Zn2+ 移向Cu片;带负电荷离子移向Zn片,溶液中带电离子定向移动形成电流
内外电路形成闭合回路,电路中有电流通过便可向外供电。
此原电池所涉及到的反应是:
锌片:Zn-2e- = Zn2+
(氧化反应)
铜片:2H+ +2e- = H2 (还原反应)
我们把锌片和铜片称为此原电池的两个电极
此原电池以Zn和稀硫酸反应为基础,将氧化反应和还原反应分别设置在两个电极上进行,从而产生了电流,实现了Zn和稀硫酸反应的化学能向电能的转化。
由此我们得出了原电池的原理:
原电池以氧化还原反应为基础,将氧化反应和还原反应分别设置在两个电极上进行,从而产生电流,实现化学能转变为电能。以上是理论分析,下面再用动画演示其变化过程,加深对原电池原理的理解。
过渡:我们可以通过原电池的两个电极上发生的反应来理解原电池的原理,人们把原电池的两个电极分别叫做正极和负极,在电极上进行的反应称为电极反应,下面我们讨论原电池的电极和电极反应
3、原电池的电极和电极反应
规定:原电池中电子流出的一极为负极,电子流入的一极为正极 负极:电子流出的一极,(在此电极上物质失电子)发生氧化反应 正极:电子流入的一极,(在此电极上物质得电子)发生还原反应
以Zn、Cu-稀H2SO4原电池为例表示出此原电池的电极反应和电池总反应 (由学生根据正负极的规定判断出此原电池的正负极) 负极:Zn-2e- = Zn2+ 正极:2H++2e-=H2
将负极反应和正极反应相加,并消去电子就得到电池总反应:Zn+2H+= Zn2++ H2
过渡:在书写电极反应时有一点需要特别注意,那就是准确判断出原电池的正负极,下面讨论原电池正负极的判断方法(1) 活泼金属作负极(由电极的活泼性判断) (2) 电子流出的一极为负极(由电子的流向判断) (3) 发生氧化反应的一极为负极(由发生反应的类型判断)过渡:由以上我们知道了原电池的组成中需要有正负两个电极,那么它的构成还需要哪些条件?下面我们讨论构成原电池的条件
4、构成原电池的条件:
讨论以下装置是否能构成原电池:图略 【通过讨论】构成原电池的条件总结为: (1)有活泼性不同的两个电极。
① 两种活泼性不同的金属
② 一种金属与一种能导电的非金属。
(2)两个电极(直接或间接)连接在一起,并插入电解质溶液中,形成闭和回路 (3)能自发地进行氧化还原反应
注意:三个基本条件相互联系,不能孤立、片面的看待某一个条件,核心是氧化还原反应。 根据以上我们总结出的构成原电池的条件判断下面一个装置是否能形成原电池,若能形成写出电极反应和电池总反应
提问:格林太太口中的电流究竟是怎么产生的?
格林太太口中两颗不同金属的假牙与口腔唾液中电解质形成了原电池,虽然产生的电流很微弱,但长时间刺激神经,导致人体生理系统紊乱,引发一系列病症。所以,格林太太应该将两颗假牙换成同一种材料。 过渡:我们说学以致用,下面请你根据所学的知识来设计一组趣味实验: 实验目的:使已取出电池的音乐卡发出响声
实验器材:连有导线的锌片、铜片,西红柿,已取出电池的音乐卡 实验方法:由同学们自己设计(提问)
设计思路:锌片、铜片可以和西红柿内的酸液形成原电池,向外供电进而带动音乐卡,
使其发出响声。
下面我按照大家的设计方案做一下这个实验看能否成功。由于一个西红柿电池的电流可能会很微弱,所以我串联了3个西红柿,相当于3节电池。
由实验结果,证明大家的设计思路是正确的。这就是人们常说的水果电池。
小结:以上是本节课主要内容,学完本节课要求大家熟练掌握原电池原理,会应用原电池原理及其构成条件设计简单的原电池
原电池的工作原理教案 篇四
今天我们要讲的内容是原电池的工作原理,节选自高中化学人教版必修二第二章第二节化学能与电能,我将从以下四个板块进行讲解。他们分别是水果电池、原电池的定义、原电池的工作原理、以及习题部分。
今天老师要做一个有趣的家庭小实验,水果电池,用水果真的可以做电池吗?和老师一起走进今天的实验吧。
【视频】实验所需要的材料有:柠檬、铁钉、铜币、导线和发光二极管。在每一块柠檬中插入一枚铜币和一根铁钉,用导线像这样子把它们连接好,最后连上发光二极管,仔细观察,发光二极管亮了。
【ppt】想知道水果电池的原理吗?这节课让我们学习原电池的工作原理。接下来请同学们认真观察下面的演示实验。
【视频】向烧杯中加入稀硫酸,先将锌片插入稀硫酸中,观察到锌片上产生大量气泡,现在我们将铜片插入稀硫酸中,观察到铜片上没有任何现象,这是什么原因呢?这是因为锌的金属活泼性比氢强,铜的金属活泼性比氢弱,所以硫酸中的氢可以被锌置换,而不能被铜置换。 用导线将铜片与电流表的正极相连,锌片与电流表的负极相连,观察到锌片上的气泡减少,铜片上有气泡产生,电流表的指针发生了偏转。
实验的装置是一套将化学能转变成电能的装置,我们就把这样的装置叫做原电池。由刚才实验观察到,电流计的指针偏转方向可知,电子由锌电极流出,流向铜极,那么我们就把有电子流出的一极叫做负极,有电子流入的一极叫做正极,显然,锌在这里是负极,铜在这里是正极。
我们再来看他下面的动画,同学们就更清楚它的工作原理了。锌失去电子成为锌离子,被溶解,失去的电子沿导线流向铜电极,溶液中的氢离子被吸引到铜电极得到电子成为氢气,外电路因为电子的定向移动形成电流,从而使灯泡亮了。
同学们看懂了吗?我们再来看一遍,该原电池的锌电极为负极,铜电极为正极,在负级,锌失去了电子成为锌离子进入溶液,失电子的反应叫氧化反应,锌失去的电子沿导线传递给正极,由于铜电极有了外来的电子,它吸引了溶液中的阳离子-氢离子,氢离子在铜的这一极得到电子,生成了氢气,得电子的反应叫还原反应,在外电路中,电子的定向移动形成电流使指针偏转,电子的移动方向与电流的移动方向相反。 那么在电池的内部,离子有没有发生移动呢?方向又是怎样的呢?其实在电池的内部,正极消耗了大量的H+,所以溶液中的阳离子移向正极,而负极处生成了大量的Zn2+,所以需要大量的阴离子移向负极。
根据以上的两个电极反应式,该原电池的总反应为,锌和两摩尔氢离子反应,生成一摩尔锌离子和一摩尔氢气。
同学们,学习了有关原电池工作原理的知识,大家知道,水果为什么能做成电池了吗?其实柠檬中的化学物质类似于铜锌原电池中的电解质稀硫酸,而铜币相当于铜片做正极,铁钉相当于锌片做负极。水果中的化学能转变为了电能。
掌握了这些知识点,我们来做一道练习题……
C 这节课我们学习了原电池的工作原理,同学们在记忆有关知识点的时候,可以记住这么几句话。负极氧化失电子,正极还原得电子,用六个字概括就是“负失氧,正得还”,要记住,原电池溶液中的阳离子一定是向正极移动的,阴离子一定是向负极移动的,这节课我们就上到这,同学们再见~
原电池的工作原理教案 篇五
教学目标:
一、知识与技能:
1、了解原电池的工作原理,原电池的构成条件并能设计简单的原电池。
2、理解原电池的本质和原电池的正负极与氧化还原反应的关系。
二、过程与方法
1、通过对比实验的探究认识到原电池在化学能转变为电能过程中所起到的作用。
2、通过探究实验,分析并归纳出形成原电池的条件。
3、通过多媒体动画分析原电池中微观粒子的移动,深入理解原电池的本质。
三、情感态度与价值观
1、学会通过对比的方法来处理实验结果,由具体的实验现象描述逐渐形成抽象概括。
2、认识到科学对人类产生的影响是多方面的,要有辩证看待事物的眼光。
3、认识到个体与群体是密切相关的,从而形成“环保从我做起”的意识。
教学重难点:
1、本节教学重点:初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
2、本节教学难点:通过对原电池实验的探究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。
学情分析:
学生在必修1中已经学习了氧化还原反应,对氧化还原反应的特征——“反应中有电子的得失”有较好的认识。并掌握了氧化反应、还原反应与电子得失(化合价升降)的联系。这将有助于学习者理解并掌握原电池的本质——氧化还原反应,以及原电池正负极与电极得失电子的关系。
教材分析:
本节课讲授的是《化学—必修二》中第二章第二节——化学能与电能。在高中化学中关于原电池的内容有两部分,分别是必修二第二章第二节(化学能与电能)以及选修四第四章第一节(原电池)。本节课作为必修内容中的一部分,在知识的深度上偏低,要符合所有学习者的学习情况;在广度上要有一定的拓展,使得学习者能够有一个较为开阔的学习视野;而在学习知识上要把握好基础知识的框架,为部分学习者的后续学习奠定基础。
教学过程:
【引入】同学们好,你们看这是什么?(展示手电筒、手机、MP3等电器。)
【学生回答】电筒、手机、MP3。
【引导】这些电器的工作需要什么样的能源?从哪里获得?
【学生回答】电能,电池。
【引导】那么电池如何能产生电能呢?要解决这个问题我们先回顾一下上节课所学的知识,各种形式能量之间可以相互转化,比如化学反应中化学能可以转化为热能。那么电能可以由什么能量转化来,你们了解哪些发电方式吧?
【学生回答】有火力发电、水力发电、风力发电、核能发电等。
【讲述】阅读教材40页图2—7、2—8及第二段了解我国发电方式和发电总量构成,以及火力发电过程中的能量转化。
【分组讨论】我国发电总量构成说明什么问题?火力发电过程中涉及哪些形式的能量转化?分析火力发电的缺点?
【学生回答】以火力发电为主,火力发电就是通过化石燃料燃烧,使化学能转变成为热能,加热水使之汽化为水蒸汽以推动蒸汽轮机,然后带动发电机发电。即存在化学能→热能→机械能→电能几种能量的转化。
缺点包括:煤是不可再生能源、煤燃烧对环境的污染大、火力发电能量转化过程多,能量损耗多能量利用率低。
【引导】从上面讨论可知火力发电事实上将化学能最终转化为了电能,只不过所需的能量转化过程多,能量利用率低。那么我们能不能找到一种直接将化学能转化为电能的方法呢?
我们再来分析一下火力发电过程中的能量转化过程。
化学能→热能→机械能→电能
大家觉得这一系列的能量转化过程中最重要的一步是哪一步?为什么?
【学生回答】化石燃料的燃烧即化学能→热能因为只有将化学能以热能。
形式释放出去后才可能实现后续过程中的能量形式转化。
【引导】非常正确,由此我们可以看出在火力发电中,化石燃料的'燃烧(发生氧化还原反应)是使化学能转化为电能的关键。那么谁能告诉我氧化还原反应的本质是什么?
【学生回答】还原剂和氧化剂之间存在电子的转移。
【引导】对!因此电子转移的结果是引起物质化学键重新组合,同时将化学能以热能释放。那么如果我们能将氧化还原反应中的化学能直接以电能形式释放,是否就可以实现化学能直接转化为电能呢?
下面请同学们完成以下几个探究实验,并讨论完成相关实验报告。
【学生分组实验】
实验一取60mL稀硫酸置于200mL烧杯中,用pH试纸。
测定其pH值。然后将一块锌片插入稀硫酸中,观察实验现象。
一段时间后再测溶液的pH值,并用手触摸烧杯外壁。
【学生总结】
Zn片逐渐溶解,Zn片表面有气泡产生,溶液的。
pH值增大,烧杯外壁有一定温度。
结论:Zn与稀H2SO4发生了化学反应。
【引导】请同学们思考并讨论几个问题:
①根据相关实验现象,写出反应方程式。
②反应过程中有无电子转移,如果有,分析谁得电子,谁失电子?
③反应过程中的能量转化形式如何?
【讨论并总结】pH值增大即说明溶液中的c(H+)减小,H+。
数目减少,有气泡产生。因此反应为:
Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑。
Zn–2e— Zn2+发生氧化反应。
2H+2e H2↑发生还原反应。
化学能转化为热能。
实验二另取60mL稀硫酸置于200mL烧杯中,用pH试纸+—Zn稀H2SO4Cu稀H2SO4。
测定其pH值。然后将一块铜片插入稀硫酸中,观察实验现象。
一段时间后再测溶液的pH值,并用手触摸烧杯外壁。
【学生总结】
无明显现象,溶液的pH不变,烧杯外壁无温度变化。此过程中未发生反应,实验三另取60mL稀硫酸置于200mL烧杯中,用pH试纸。
测定其pH值。然后将一块锌片和一块铜片同时插入稀硫酸中,观察实验现象。一段时间后再测溶液的pH值。
【学生总结】
同实验一Zn片逐渐溶解,Zn片表面有气泡产生,溶液的pH值增大,烧杯外壁有一定温度。Cu片无明显现象。
结论:Zn与稀H2SO4发生了化学反应。
Cu与稀H2SO4不发生化学反应。实验四另取60mL稀硫酸置于200mL烧杯中,用pH试纸测定其pH值。然后将一块锌片和一块铜片;同时插入稀硫酸中,用导线连接,并在导线中间连接一个电流计。观察实验现象。
【学生总结】
Zn片逐渐溶解,Cu片不溶解,Cu片表面有气泡产生,溶液的pH值增大,电流表的指针发生偏转。
【引导】这里出现了两个比较特殊的现象,其一
Cu片表面有气泡产生,其二电流表的指针发生了偏转。请同学们结合实验一的现象和结论分析为什么Cu片表面有气泡产生,电流表的指针偏转说明什么?并思考该过程中得、失电子的物质是什么?写出相关化学反应。
【讨论并总结】
1、Zn片逐渐溶解,Cu片不溶解,说明失电子的还是Zn片,Cu片并未失电子。
2、Cu片表面有气泡产生,溶液的pH值增大,说明该气泡仍然是H2,只不过氢ZnCu稀H2SO4离子是在铜片上获得电子,而不是在锌片上获得电子。
3、发生的化学反应还是Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑
4、电流表的指针偏转说明有电流产生,该过程获得了电流,即实现了化学能转化为电能。
【引导】通过同学们的讨论,我们确定了在实验四中实现了化学能转化为电能,在此过程中发生的化学反应和实验一相同,因此我们有必要分析一下为什么同一个化学反应经过不同的实验装置设计实现了化学能转化为了两种不同形式的能量(热能、电能)。这种实验装置的设计有什么特殊之处?
思考这样几个问题:
①为什么失去电子的是Zn片,而不是Cu片?
②对比实验一和实验四得失电子的位置差别?
③Cu片并未失电子,而氢离子是在铜片上获得电子,那么Cu片上的电子是从什么地方来的?
【讨论并总结】
1、Zn和Cu的金属活泼性不一样,Zn比Cu的失电子能力强。
2、实验一中得失电子的位置均在Zn片表面,而实验四中失电子的位置在Zn片表面(发生氧化反应),得电子的位置在Cu片(发生还原反应)。
3、Cu片上的电子来自于Zn片,电子经导线从Zn片流向Cu片从而获得电流。
【归纳】从同学们的讨论可知,只要具有类似实验四这种把一个氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应使之在不同区域进行,并通过导线传递氧化还原反应中的转移电子的实验装置就能实现化学能直接转化为电能。因此我们把这种将化学能转变为电能的装置叫做原电池。另外,根据物理学知识我们知道电流(正电荷)由正极流向负极,那么电子(负电荷)就应该从负极流向正极,因此我们可以规定实验四中的锌片作为负极,铜片作为正极。它们发生的反应称为电极反应。
【继续探究】
现在我给大家一些材料,各小组可以自己设计原电池,然后汇报设计结果与心得。
(材料:导线、炭棒、铁片若干、铜片若干、烧杯、稀硫酸、检流计、蔗糖溶液、硫酸铜溶液。)
必修二原电池教案 化学必修二原电池知识点 篇六
①原电池的化学工作原理;
②原电池的形成条件及电极反应式;电子流和电流的运动方向;
③培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神。
原电池的化学工作原理和金属的腐蚀。
[提问]化学反应通常伴有能量的变化,能量有那些转换(或传递)能量的形式?
ⅱ新课: §3-4原电池原理及其应用
[学生实验,教师指导]
[学生思考的问题]
(1)锌和稀h2so4直接反应的实质是什么?
(2)插入铜丝接触到锌粒后,为什么在铜丝上出气泡?
(3)铜丝上的电子由何处而来,出来的是什么气体?
学生根据实验,建议讨论步骤:现象(易)——解释(难)——结论(难)
对比铜锌原电池与直流电源或干电池的实验,得出有关的电极名称,电流流动方向,电子流动方向等。
电极反应:负极(锌片) zn - 2e = zn2+(氧化反应)
正极(铜片)2h+ + 2e = h2↑(还原反应)
原电池反应:zn + 2h+ = zn2+ + h2↑
定义:把化学能转变为电能的装置叫做原电池。
原电池中:电子流入的一极是正极(较不活泼金属),电子流出的一极是负极(较活泼金属)。
原理:较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)流向较不活泼的金属(正极)。
原电池组成:①两块相连的活泼性不同的金属(或可以导电的其它材料);
②电解质溶液(中学只局限活泼金属与电解质溶液能自发进行氧化还原反应的情况)。
原电池形成电流的条件:两块相连的活泼性不同的金属(或可以导电的其它材料)与电解质溶液接触构成闭合回路。
经常用做惰性电极材料的物质是pt(铂)或c(石墨),如下图两个装置的电极反应是相同的。
说明:教学软件不能代替教学实验,不过可以在总结时用演示教学软件。
[练习]判断下列装置那些能构成原电池,标出电极名称,写出电极反应。
(教师可以布置课外文献检索,课堂时间有限,不可能涉及过多内容,局限于教材即可)
1、干电池
家庭常用电池。
常见的是锌-锰干电池。如图:
2、铅蓄电池
目前汽车上使用的电池。
铅蓄电池的构造是用含锑5%—8%的铅锑合金铸成格板。pbo2作为阳极,pb作为阴极,二者交替排列而成。电极之间充有密度为1.25%—1.28%gcm-3的硫酸溶液。
3、锂电池
锂电池是一种高能电池,锂作为负极,技术含量高,有质量轻、体积小、电压高、工作效率高和寿命长等优点。常用于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。
4、新型燃料电池
还原剂(燃料)在负极失去电子,氧化剂在正极得到电子。
目前常见的有,氢气、甲烷、煤气、铝等燃料与空气、氯气、氧气等氧化剂组成的燃料电池。
特点是能量大、使用方便、不污染环境和能耗少等。
金属腐蚀是指金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
◇ 析氢腐蚀(在酸性条件下)
说明:析氢腐蚀备有flash演示教学软件,请查阅或选用。
钢铁在潮湿的空气中,钢铁表面吸附的水膜由于溶入二氧化碳,使h+增多。
h2o + co2 h2co3 h+ + hco3-
构成的原电池:铁(负极)——碳(正极)——酸性电解质薄膜
负极(铁)fe – 2e = fe2+ (被氧化)
正极(碳)2h+ + 2e = h2↑(被还原)
◇ 吸氧腐蚀(在弱酸性或中性条件下)
说明:吸氧腐蚀备有flash演示教学软件,请查阅或选用。
钢铁在潮湿的空气中,钢铁表面水膜溶解了氧气。
构成的原电池:铁(负极)——碳(正极)——电解质薄膜
负极(铁)2fe – 4e = 2fe2+ (被氧化)
正极(碳)2h2o + o2 + 4e = 4oh-(被还原)
◇ 析氢腐蚀和吸氧腐蚀往往同时发生,一般情况下,钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀。
[讨论] 析氢腐蚀或吸氧腐蚀钢铁表面水膜溶液的ph值会有什么变化?
[通过研究讨论学习]
1、 改变金属的内部组织结构。
2、 在金属表面覆盖保护层。
涂油脂、油漆,覆盖搪瓷、塑料,电镀、热镀、喷镀,在钢铁表面形成致密而稳定的氧化膜。
3、 电化学保护法。
通过查找资料(包括上网)了解一种新型电池的详细化学原理和优缺点。(如海水电池、氢氧燃料电池、纽扣电池、锂电池等)
必修二原电池教案 化学必修二原电池知识点 篇七
1、 掌握原电池实质,原电池装置的特点,形成条件,工作原理
2、 了解干电池、铅蓄电池、锂电池、燃料电池
3、 了解金属的电化学腐蚀
原电池原理、装置特点、形成条件、金属的电化学腐蚀
引入: 你知道哪些可利用的能源?电池做为能源的一种,你知道
是怎么回事吗?它利用了哪些原理?你知道金属是如何生
锈的吗?
新授: 原电池原理及其应用
实验:4-15:①将锌片插入稀硫酸中报告实验现象。
②将铜片插入稀硫酸中报告实验现象。
③将与铁锌铜片相互接触或用导线连接起来插入稀硫酸中报
告实验现象。
④在③中把锌片和铜片之间连上电流计,观察其指针的变化。
结论:①锌片能和稀硫酸迅速反应放出h2
②铜片不能和稀硫酸反应
③铜片上有气体生成
④电流计的指针发生偏转,说明在两金属片间有电流产生
结论:什么是原电池?(结论方式给出)它的形成条件是什么?
原电池定义:把化学能转化为电能的装置叫做原电池。
形成条件: ①两个电极
②电解质溶液
③形成闭合电路
讨论:1、zn|h2so4|cu形成装置后有电流产生,锌片上发生了什么
反应?铜片上发生了什么反应?(可以取锌片周围的溶液
用naoh溶液鉴别;取铜片上生成的气体检验。)
结论:在锌片周围有锌离子生成;铜片上生成的是h2
讨论:可能造成此现象的原因?俩金属片上的反应式的书写。
结论:在zn上:zn – 2e- = zn2+
在cu上:2h++2e-= h2
zn失去电子流出电子通过导线--cu--电解质中的离子获得电子
我们把: 流出电子的一电极叫负极;
电子流入的一极叫做正极
两极反应的本质:还是氧化还原反应,只是分别在两极进行了。
负极失电子 被氧化 ,发生氧化反应
正极得电子 被还原 发生还原反应
实验:分别用两个铜片和两个锌片做上述实验④。
结论:两种情况下电流计不发生偏转,说明线路中无电流生成,铜
片上无气体生成。即两电极必须是活泼性不同的金属与金属
或金属与非金属(能导电)
原电池的工作原理教案 篇八
一、探究教学目标 知识目标
1、了解并掌握原电池形成的原理及原电池的定义。
2、能利用实验进行探究原电池形成的条件。
3、能利用所学知识进行知识的运用。 能力目标
培养学生利用化学实验进行探究原电池原理和形成条件的能力。 情感、态度目标
引导学生通过化学实验对原电池原理进行探究,培养学生的动手能力和相互合作精神及科学探究问题的能力。
二、探究重点
初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
三、探究难点
通过对原电池实验的研究,引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质,以及这种转化的综合利用价值。
四、探究过程
【引入】电池与我们的生活息息相关,在生活中哪些地方会用到电池?(学生踊跃回答)电池对我们的生活如此重要,那么你知道世界上第一个电池是谁发明的吗?告诉大家世界上第一个电池是意大利物理学家伏打于1799年发明的,又称伏打电池,也就是今天我们要学习的原电池
【提问]原电池的工作原理是什么呢? 【展示】西红柿电池。(观看趣味实验,激发探究原电池工作原理的欲望。) 【转引】下面我们通过分组实验探究原电池的工作原理
【实验探究】介绍实验桌上的物品,指导学生做以下三个实验:
实验1:把一块锌片插入盛有稀硫酸的烧杯里。测量溶液的温度,分析能量变化情况 实验2:把一块铜片插入盛有稀硫酸的烧杯里。
实验3:把铜片和锌片用导线连起来插入稀硫酸的烧杯里。 要求同学认真观察现象,并思考原因 【学生回答】
1、锌片上有气泡,因为锌能和稀硫酸反应放出氢气 化学能转化为热能
2、铜片上没有气泡,因为铜不能和稀硫酸反应
3、铜片上有气泡
【教师设疑】铜不与稀硫酸反应,铜片上的气体是哪里来的? 【学生讨论】学生激烈讨论的焦点问题有:
1、铜片上的气体是什么?
2、氢离子转变为氢气所需的电子从何而来?
3、锌片有什么变化?溶液中氢离子浓度发生了什么变化?
讨论结果:锌失去的电子通过导线转移到铜片上,氢离子在铜片上得电子转变为氢气 【引导】怎样通过实验来证明锌片上的电子是否通过导线转移到了铜片上? 【学生回答】在铜片和锌片中间连接一个灵敏电流计,检测有无电流
【实验验证】在连接锌片和铜片的导线中接入一个灵敏电流计。引导学生观察实验现象,总结结论。 【学生回答】电流计指针偏转说明导线中有电子流过,证明氢离子得到的电子确实是锌片失去,通过导线传递到铜片上的。
【追问】能量是如何转化的?(生答:化学能转化为电能) 【师生小结】
原电池的定义:我们把化学能转化为电能的装置叫做原电池; 原电池的工作原理:
负极:电子流出,较活泼,(锌片):Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应) 正极:电子流入,较不活泼,(铜片):2H++2e-=H2↑(还原反应 【提问】通过以上实验探究,你认为构成原电池应满足什么条件呢
【实验验证】用下列实验用品:锌片、铜片、硫酸铜溶液、无水乙醇、稀硫酸、电流表、导线、碳棒、烧杯分析验证下列哪些装置可以构成原电池?
【思考】若把B装置中的一个铜片分别换成铁片和碳棒后,能构成原电池吗? 【学生小结】组成原电池的条件 首先,有自发的氧化还原反应 其次,满足下列条件:
(1)有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极 (2)电极材料均插入电解质溶液中 (3)两极相连形成闭合回路
【教师强调】构成原电池的条件:两极一液成回路
【课堂小结】让学生总结本节课所学内容教师给与补充
【思考与交流】相同条件下,纯锌粒和粗锌粒与同浓度的稀硫酸反应的速率一样吗?为什么?
【课堂练习】
1、根据Zn+Cu2+=Zn2++Cu的反应原理设计一个原电池,当Zn为负极时,正极可以选用的金属材料是:
A 镁
B 石墨
C 铝
D 铅
2、X、Y、Z都是金属,把X投入Z的硝酸盐溶液中,X的表面有Z析出, X 与Y组成原电池时,Y为电池的负极,X、Y、Z三种金属的活泼性顺序为:()
A X>Y>Z B X>Z>Y
C Y>X>Z
D Y>Z>X
3、电工操作规程中规定不能把铜导线与铝导线连接在一起,其中的化学原理是。
4、市场上出售的“热敷袋”中含有铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等,热敷袋启 用前,用塑料袋和空气隔绝,启用时打开塑料袋,轻轻揉搓就会放出热量。试回答下列问题: 热敷袋产生热量的来源是 炭粉的主要作用是 加入NaCl的作用
原电池的工作原理教学设计
一、设计意图:
1、引导学生探究原电池概念的形成过程,理解其工作原理,明确原电池的形成条件;会书写简单的电极反应式,设计简单的原电池,会判断电极名称,电子及电流的方向。
2、从概念的形成入手逐步探究其原理,以问题为中心带动学生的学习热情,让学生充分享受学习的全过程,使学生不但知其然,还要知其所以然。
二、教学目标
1.知识与能力:⑴使学生了解原电池概念的形成与发展过程和组成条件,理解原电池的工作原理。⑵初步掌握形成原电池的基本条件,能正确规范书写电极反应方程式,能初步根据典型的氧化还原反应设计设计简单的原电池。
2.过程与方法:⑴通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力。⑵通过化学史实引导学生以问题为中心的学习方法。学会发现问题、解决问题的方法。加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法。
3.情感态度与价值观:⑴通过原电池的发明、发展史,培养学生实事求是勇于创新的科学态度。⑵激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。⑶体验科学探究的艰辛与愉悦,增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。
三、教学重点
原电池的工作原理。
四、教学难点
原电池的形成条件及电极反应;电子流向和电流方向。
【教师活动】指导学生实验:观察锌片、铜片上各有什么现象发生? 【学生分组实验】⑴锌片、铜片分别插入稀硫酸中。⑵锌片、铜片用导线连接插入稀硫酸中。 【学生记录现象】⑴中锌片溶解,锌片上有气泡产生;铜片上无现象。⑵中锌片溶解,铜片上有气泡产生。
【设计意图】锻炼学生实验能力、观察能力,通过观察、思考发现新问题的能力。 【问题与讨论】铜片与稀硫酸不反应,但与锌片连接后铜片上为什么有气泡产生?气体是什么?怎样产生的?
【学生猜想与推测】铜片上的气体应该是氢气,虽然铜不与稀硫酸反应,但锌片与铜片连接后,锌片仍然发生失电子的氧化反应而溶解,铜片上发生了氢离子得电子的还原反应,生成氢气。铜片上的电子来自于锌片,即锌片上失去的电子通过导线传递到了铜片上,氢离子在铜片上得电子。
【教师活动】动画演示,指导学生观察电子的流动方向、离子的移动方向。 【启发】从物理角度看,电子定向移动就会产生电流,怎样证明电流的产生? 【学生回答】连接灵敏电流计检验电流的存在。
【学生分组实验】锌片、铜片用导线连接以后连上灵敏电流计,插入稀硫酸中。 【问题】灵敏电流计的指针是否偏转,偏向何方。 【学生】指针偏转,偏向铜片一方。
【问题】电流计指针偏转说明有电能产生,请问电能是从什么形式的能转化来的?
【小结】由于发生了氧化还原反应,有电子的转移,电子的定向移动可以形成电流,把化学能转化成电能。这样的装置称为原电池。
【设计意图】通过以上问题的设计与解决,层层递进,锻炼了学生分析推理能力,以及通过实验验证理论推测的能力;在概念的逐步形成过程中体验到了探究的快乐,初步形成了原电池的概念。
四、进一步探究原电池的本质。
【提问】作为电池,有正极和负极之分,锌片和铜片谁是正极,谁是负极,你的判断依据是什么?
【学生】电子流出(电流流入)的电极为负极,电子流入(电流流出)电极为正极。所以 锌片为负极,铜片为正极。指针偏向哪一极,该极为正极。从实验现象知道,指针偏向铜片铜片为正极,那么锌片为负极。 【设计意图】运用已有的物理知识解决化学问题,培养学生的思维迁移能力以及将各学科知识融会贯通与应用能力。有利于培养学生的科学素养。 【过渡】锌片、铜片上发生的变化本质是什么?我们如何用一个最简单的式子把其变化本质描述出来?
【师生互动】学生讨论,教师启发,运用已有的氧化还原反应知识,据反应本质写出电极反应式。
【板书】负极(Zn) Zn→Zn2++2e- 正极(Cu)2H++2e- → H2↑
总式 Zn +2H+ = Zn2+ + H2 ↑
【教师活动】指导学生书写电极反应方程式,强调其写法需注意事项。 【提问】原电池反应与普通化学反应相比有何特点? 【指导实验】⑴锌粒单独与稀硫酸反应,观察现象。
⑵用铜丝接触锌粒,观察现象。
⑶拿走铜丝,观察;再加少量硫酸铜溶液,观察现象。
【学生活动】分组实验、讨论、汇报实验结果:形成原电池反应可加快反应速率。
【小结】发生原电池反应时,电子从负极流出,流入正极;负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应。而普通的氧化还原反应,电子直接从还原剂转移到氧化剂。原电池反应可加快反应速率。
【板书】负极:还原剂-ne- →氧化产物(氧化反应) 正极:氧化剂+ne- →还原产物 (还原反应) 还原剂失去的电子流向正极,形成定向移动的电子流,使氧化反应和还原反应被分开在两极发生,使化学能转化成电能。
【设计意图】揭示原电池的反应本质,培养学生分析问题的能力
五、总结原电池形成的条件
【问题与讨论】比较伽伐尼电池、伏打电池和今天的化学模型电池,请你归纳组成原电池的条件。
【教师活动】重新演示这几种电池的投影,启发学生,共同探讨。 【板书】原电池形成的条件:⑴两个电极,能导电。(强调:不一定是金属电极)⑵电解质溶液或者熔融态的电解质,能提供自由移动的阴阳离子导电。(阳离子移向正极,阴离子移向负极)⑶形成闭合的回路 【设计意图】利用化学史料培养学生发现问题,归纳抽象其本质的能力。完成化学源于生活,探究其本质,应用于生活的学习目的。 正在修改的教案
一、探究教学目标 知识目标
1、使学生进一步认识原电池,理解原电池原理,会设计简单的原电池。
2、通过一些探究活动,进一步认识与体验科学探究的过程。
3、能利用所学知识进行知识的运用。 能力目标
培养学生利用化学实验进行探究原电池原理和形成条件的能力。 情感、态度目标
引导学生通过化学实验对原电池原理进行探究,培养学生的动手能力和相互合作精神及科学探究问题的能力。
二、探究重点
进一步探究原电池概念、原理、组成及应用。
三、探究难点 单液原电池向双液原电池的过渡
四、探究过程
【展示】西红柿电池。(观看趣味实验,激发学生进一步探究原电池工作原理的欲望。) 【引入】电池与我们的生活息息相关,在生活中哪些地方会用到电池?(学生踊跃回答)电池对我们的生活如此重要,那么你知道电池是怎样制造出来的吗?
【提问]原电池在必修已介绍过,今天我们来进一步研究原电池。请大家回顾下列问题
1、什么是原电池?
2、 要想构成原电池必须满足什么条件 ? 【学生回答】组成原电池的条件 首先,有自发的氧化还原反应 其次,满足下列条件:
(1)有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极 (2)电极材料均插入电解质溶液中 (3)两极相连形成闭合回路
【教师强调】构成原电池的条件:两极一液成回路 【思考】
下面,依据构成原电池的条件,请大家判断下列装置是不是原电池,不是的说明理由,是的写出电极反应方程式
【动画演示】原电池工作原理(以Zn-Cu原电池为例),教师做补充讲解 负极:电子流出,较活泼,(锌片):Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应) 正极:电子流入,较不活泼,(铜片):2H++2e-=H2↑(还原反应
【分组实验】引导学生仔细做下面的实验
Zn-Cu原电池,用一个较大的电流表,用的电解质溶液浓度较小,让学生观察实验现象。
要求同学认真观察现象并思考原因 【学生回答】
两极上都有气泡产生,电流计指针偏转的幅度越来越小 【学生讨论】
为什么两极上均有气泡产生?这个原电池能否持续稳定产生电流?为什么? 【教师总结】汇总学生的讨论结果后,引导学生分析总结 这个原电池不能持续产生稳定电流。主要原因是锌与稀硫酸直接接触,氢气在锌片表面不断析出构成了原电池,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,不再构成原电池,也就没有电流产生。其次,两极周围有过剩电荷,阻碍电子的定向移动。
【提问】怎样才能持续产生稳定的电流呢?结合我们刚才分析的原因,应该怎样改进原来的装置呢? 【学生回答】
1、要避免锌与稀硫酸直接接触;
2、想办法消除两极周围的过剩电荷。 【演示实验】
1、演示带有盐桥的改进实验。(边实验边讲解以下内容:
1、该原电池的组成;
2、相关概念:半电池、半反应、外电路、内电路、盐桥。)
2去掉盐桥,电流表指针是否偏转?为什么?眼桥的作用是什么呢 【学生回答】不再偏转,因为这是个断路。盐桥的作用沟通内电路
【讲解】盐桥中阴阳离子的移动方向,并总结出盐桥的另一个作用—平衡电荷 【讨论并比较】盐桥原电池有什么优点简单原电池和带有盐桥原电池有什么相同点和不同点 【设问】能产生持续稳定电流的原电池应具备哪些条件? 【学生总结】
1、电极和与其接触的电解质溶液不发生反应
2、用眼桥接通电路
【过渡】那么依据原电池原理如何设计一个能产生持续稳定电流的原电池? 〔巩固练习〕把反应Fe+2FeCL3=3FeCL2设计成双液原电池 〔课堂总结〕
1、原电池原理
2、产生持续、稳定电流的原电池应具备的条件
3、原电池的设计思路
作业布置完成本节同步练习
必修二原电池教案 化学必修二原电池知识点 篇九
1、了解原电池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式;
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。 常见的考查形式:①原电池的工作原理及电极反应式的书写(近几年考查的重点,预计今后几年还会加强此方面的考查);②设计原电池,并绘制装置图。
一、原电池的工作原理
a、导学诱思
下列装置可以形成原电池的是____,并写出形成原电池的电极材料及电极反应式:正极:____________________;负极:______________________。
b、教材回归
1.概念
原电池是将______转变为____的装置。
2.工作原理
如图以铜锌原电池为例:
(1)在znso4溶液中,锌片逐渐____,即zn被____,锌原子____电子,形成________进入溶液,从锌片上释放出电子,经过导线流向____;溶液中的________从铜片上得电子,还原成为____并沉积在铜片上。
(2)电子流向:从____极流向____极。
(3)电流方向:从____极(____)流向____极(____)。
3.电极材料及反应式
电极名称 负极 正极
电极材料
电极反应
反应类型 ____反应 ____反应
电池反应式
4、原电池的构成条件
原电池的形成需要满足以下三个条件:
(1)有电解质溶液或熔融电解质
(2)一般是活泼性不同的两电极
(3)形成闭合回路①两电极插入电解质溶液②两极直接或间接接触③有能自发进行的氧化还原反应发生一般是活泼 性强的金属与电解质溶液反应
原电池装置的作用就是把一个完整的氧化还原反应分开——在负极只发生氧化反应,正极只发生还原反应。这样负极失去的电子就只能通过导线转移到正极上,从而产生电流。
二、化学电源
a、导学诱思
铜锌原电池中,负极发生氧化反应,电极失电子质量减小,是否所有的化学电源中负极电极材料均减小?
答:________________________________。
b、教材回归
1.一次电池
(1)锌锰干电池
碱性锌锰干电池比普通锌锰干电池性能优越,比能量大,储存时间长,能提供较大电流并连续放电。其中负极是____,正极是______,电解质是koh,其电池反应方程式为zn+2mno2+2h2o===2mnooh+zn(oh)2。
(氢氧化氧锰)
(2)银锌纽扣电池
银锌纽扣电池的电极分别为ag2o和zn,电解质溶液为koh溶液,发生氧化还原反应后生成ag和zn(oh)2。其中____为负极,______为正极,电池反应方程式为zn+ag2o+h2o===zn(oh)2+2ag。
2.二次电池
铅蓄电池是常见的二次电池,是由两组平行排列的栅状铅合金极板作为主架,正极板上覆盖______,负极板上覆盖____,电解质是硫酸。其放电反应是______反应,充电反应则是放电反应的逆反应。放电时,负极反应为__________________________________________,正极反应为__________________________________________________,因此其充放电反应可表示为____________________________________________________________________。
3.燃料电池
(1)燃料电池的工作原理
利用燃料和氧化剂之间发生的____________,将化学能直接转化为电能的化学电池。它工作时不断从外界输入反应物,同时将电极反应产物排出电池。因此,燃料电池能连续不断地提供电能。
(2)氢氧燃料电池
氢氧燃料电池是常见的燃料电池,它以____为燃料,____为氧化剂。除具有能量转化率高、可持续使用的优点外,还由于其燃烧产物为水,因此不会污染环境,其电池反应为h2+12o2===h2o。在酸性电解质中电极反应式为:负极:______________,正极:____________________。
c、理解与深化
必修二原电池教案 化学必修二原电池知识点 篇十
一、教材的地位和作用本节内容是现行高中化学试验修订本第二册第四章第四节的内容,本节课融合了氧化还原反应、金属的性质、电解质溶液等知识,并彼此结合、渗透;在学习过程中还涉及到物理中电学的相关知识,体现了学科内、学科间的综合;同时为学生了解各类化学电源及金属的腐蚀和防护奠定了理论基础,也是培养学生创造性思维的很好教材。
二、学生状况分析与对策学生已经学习了金属的性质、电解质溶液及氧化还原反应等有关知识;在能力上,学生已经初步具备了观察能力、实验能力、思维能力,喜欢通过实验探究化学反应的实质,由实验现象推测反应原理,并对其进行归纳总结。
教学目标是学习活动的指南和学习评价的依据。教学大纲对原电池的原理作了c级要求,结合学生实际情况,确立本节教学目标如下:知识、技能:使学生理解原电池原理,掌握原电池的组成条件,了解原电池的用途;能力、方法:进一步培养学生利用实验发现问题、探究问题、解决问题的能力;情感、态度:通过探究学习,培养学生勇于探索的科学态度,渗透对立统一的辩证唯物主义观点。
一、重点、难点及确立依据依据教学大纲和考试说明的要求,结合学生的认知水平等确定本节课的重点为原电池的原理和组成条件,其中原电池的原理也是本节的难点。
二、教学内容的组织与安排为了便于教和学,我把演示实验改为学生实验,采用实验“铺垫”创设问题情境,把以往“照方抓药”式的验证性实验变为探索性实验。在实验中留有“空白”、“开发区”,如在实验中要想验证是否有电流产生等问题,让学生自行设计实验,可用电流表、小闹钟、音乐卡等让学生亲自动手操作,领略创新成功的喜悦。同时除实验外,还采用多媒体动画展示肉眼看不见的电子运动情况,这样可降低教学难度,增强教学的直观性。
一、教法——探究法美国哈佛大学校长在世界大学校长论坛中讲过:“如果没有好奇心和纯粹的求知欲为动力,就不可能产生那些对社会和人类具有巨大价值的发明创造。”为了激发学生的好奇心和求知欲,在教学过程中不断创设疑问情境,逐步引导学生去分析、去主动探究原电池的原理及组成条件,重视学生亲身体验知识形成和发展的过程。
二、学法——实验探索法化学是一门以实验为基础的科学,有人曾恰当地用这么几句话概括了化学实验的重要性:“我听见因而我忘记,我看见因而我记得,我亲手做因而我理解。”学生学习任何知识的最佳途径是由自己去探索发现,因此,在课堂内增大学生的活动量和参与意识,每两人一套实验装置,通过认真实验,仔细观察,自己分析铜锌原电池的特点,归纳出原电池的组成条件,使学生处于积极主动参与学习的主体地位。
教学手段实验探究,问题探究辅助教具:计算机、实验仪器及药品等无论运用哪一种媒体,都不能让其仅起着教师讲课的演示工具的作用,避免学生“享受”现成结论,而应使教师的演示工具转变为学生的认识工具,实现信息技术与学科教学的整合。
教学内容教材处理及设计的依据
导课:引入一个医学小故事
探究1:将锌片插入稀硫酸中;
探究2:将铜片插入稀硫酸中;
探究3:将锌片、铜片同时平行插入稀硫酸中;设疑:为什么上述实验都是锌片上有气泡,铜片上无气泡?
探究4:锌片、铜片用导线连接后,插入稀硫酸中;设疑:
①锌片的质量有无变化?
②铜片上产生了氢气,是否说明铜能失去电子?
③写出锌片和铜片上变化的离子方程式。
④h+得到的电子从哪来?
⑤锌失去的电子如何传递到铜?
探究5:如何证明装置中产生电流
旧书不厌百回读,熟读精思子自知。上面这10篇原电池的工作原理教案就是快回答为您整理的原电池教案范文模板,希望可以给予您一定的参考价值。