課時1 原電池原理
教學設計
教學目標
1、以鋅銅原電池為例，理解原電池的工作原理。
2、學會判斷原電池的正、負極。
3、掌握原電池反應方程式和電極反應式的書寫。
教學重難點
重點：
原電池的工作原理；電極反應式的書寫
難點：
原電池的工作原理；電極反應式的書寫
教學過程
一、導入新課
電能是現代社會中應用最廣泛，使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱電力。例如，日常生活中使用的手提電腦、手機、相機、攝像機……這一切都依賴于電池的應用。那么，電池是怎樣把化學能轉變?yōu)殡娔艿哪兀?br>二、新課講授
【師】銅片、鋅片、硫酸都是同學們很熟悉的物質，利用這三種物質我們再現了1799年意大利物理學家——伏打留給我們的歷史閃光點！
【實驗4-1】
【問題探究】
1、鋅片和銅片分別插入稀硫酸中有什么現象發(fā)生？
2、鋅片和銅片用導線連接后插入稀硫酸中，現象又怎樣？為什么？
3、鋅片的質量有無變化？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寫？
5、電子流動的方向如何？
【師】一．原電池的概念、實質和構成條件
【提問】在原電池裝置中鋅發(fā)生怎樣的化學變化？
【學生】 Zn+2H+=Zn2++H2↑
【講解】為什么會產生電流呢？
【回答】其實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相遇發(fā)生有效碰撞電子轉移時，由于分子熱運動無一定的方向，因此電子轉移不會形成電流，而通常以熱能的形式表現出來，激烈的時候還伴隨有光、聲等其他的形式的能量。顯然從理論上講，一個能自發(fā)進行的氧化還原反應，若能設法使氧化與還原分開進行，讓電子的不規(guī)則轉移變成定向移動，便能形成電流。所以原電池的實質就是將氧化還原的電子轉移變成電子的定向移動形成電流。
【師】實質：將一定的氧化還原反應的電子轉移變成電子的定向移動。即將化學能轉化成電能的形式釋放。
【學生】計算
【提問】在鋅銅原電池中哪種物質失電子？哪種物質得到電子？
【學生】活潑金屬鋅失電子，氫離子得到電子
【提問】導線上有電流產生，即有電子的定向移動，那么電子從鋅流向銅，還是銅流向鋅？
【學生】鋅流向銅
【講解】當銅上有電子富集時，又是誰得到了電子？
【學生】溶液中的氫離子
【講解】整個放電過程是：鋅上的電子通過導線流向用電器，從銅流回原電池，形成電流，同時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生了氣泡的原因。
【講解】我們知道電流的方向和電子運動的方向正好相反，所以電流的方向是從銅到鋅，在電學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？
【學生】負極（Zn） 正極（Cu）
【實驗】我們用干電池驗證一下我們分析的正負極是否正確！
【講解】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。一般先寫負極，所以可表示為：
負極（Zn）：Zn－2e—＝Zn2＋ （氧化）
正極（Cu）：2H＋＋2e—＝H2↑（還原）
【師】我們在制作原電池的時候應該注意幾點呢？
【學生】討論回答
【師】1、活潑性不同的兩電極
2、電解質溶液
3、形成閉合回路（導線連接或直接接觸且電極插入電解質溶液
4、自發(fā)的氧化還原反應(本質條件)
【思考】如何根據氧化還原反應原理來設計原電池呢？
請將氧化還原反應 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+設計成電池
【師】二．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
【原電池設計】
此電池的優(yōu)點：能產生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。
【提問】鹽橋的作用是什么？
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，否則鋅鹽溶液由于鋅溶解成為Zn2+而帶上正電，銅鹽溶液會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外電路從鋅到銅的不斷轉移，使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進行。導線的作用是傳遞電子，溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內電路。
【師】三．原電池原理的應用
1．加快氧化還原反應的速率
如：在鋅與稀硫酸反應時加入少量CuSO4溶液，能使產生H2的速率加快。
2．比較金屬活動性強弱
板書設計
原電池
一．原電池的概念、實質和構成條件
二．原電池的工作原理
三．原電池原理的應用

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第一節(jié) 原電池

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修1

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