2022年高中化學(xué) 第四章第一節(jié) 原電池教案 新人教版選修4

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1、2022年高中化學(xué) 第四章第一節(jié) 原電池教案 新人教版選修4 教學(xué)目標(biāo)：1了解原電池的構(gòu)成及工作原理 2 學(xué)會(huì)寫電極反應(yīng)式和原電池反應(yīng)方程式 教學(xué)重點(diǎn)：進(jìn)一步了解原電池的工作原理，能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和原電池反應(yīng)方程式。 教學(xué)難點(diǎn)：原電池的工作原理 教學(xué)用具：有關(guān)實(shí)驗(yàn)用品 教學(xué)過程： 第一節(jié)原電池 一． 課前復(fù)習(xí)：由練習(xí)引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)必修2原電池的定義、組成條件等。 （學(xué)生回憶，回答，老師總結(jié)） 【練習(xí)】下列哪些裝置能組成原電池？（ ） 【板書】原電池 1. 含義：將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。 2

2、. 構(gòu)成四要素： （1） 電解質(zhì)溶液 （2） 兩極上有活潑性不同的物質(zhì)（至少一種是金屬） （3） 組成閉合電路 （4） 能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng) 3. 實(shí)質(zhì)：將氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)，即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。 二． 導(dǎo)入新課 【板書】二.探究原電池工作原理 【設(shè)疑】如果你要出較遠(yuǎn)地方，交通工具是電動(dòng)自行車，要到達(dá)目的地，行駛的自行車蓄電池如何放電才能如你所愿呢？ 【回答】那當(dāng)然是放電越久越好！ 【導(dǎo)入】好，下面我們將結(jié)合高一有關(guān)原電池知識(shí)來探究怎樣的原電池如何工作，如何持續(xù)放電！ 【演示實(shí)驗(yàn)】1.將鋅片和銅片分別通過導(dǎo)線與電流計(jì)連接，并使鋅片和銅片直接接觸，

3、然后浸入盛有CuSO4溶液的的燒杯中。 （指導(dǎo)學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)并觀察總結(jié)，回答問題） 【板書】1.現(xiàn)象：銅片表面明顯有銅析出，電流計(jì)顯示無電流通過。 【分析】銅不與CuSO4溶液反應(yīng)，銅片表面卻有紅色的銅析出，且鋅片逐漸溶解，說明原電池發(fā)生了電極反應(yīng)，用物理學(xué)的電學(xué)知識(shí)可判斷電流計(jì)指針不動(dòng)，可能是鋅片直接接觸，形成回路，而通過電流計(jì)極其微弱，無法使指針偏轉(zhuǎn)。 【設(shè)疑】若要證明上述裝置就是原電池，確實(shí)實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)換，就必須證明鋅片與銅片之間確實(shí)有電流，如何證明？（老師提問，學(xué)生思考回答。） 【演示實(shí)驗(yàn)】2.將鋅片與銅片分別通過導(dǎo)線與電流計(jì)連接，并使鋅片和銅片不直接接觸，再同時(shí)

4、浸入盛有CuSO4溶液的燒杯中。（指導(dǎo)學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)并觀察總結(jié)，回答問題） 【板書】2.現(xiàn)象：電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，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(jié)論：發(fā)生原電池反應(yīng)，說明該裝置構(gòu)成了原電池，且鋅為原電池的負(fù)極，銅為正極。 電極反應(yīng)式： 負(fù)極：Zn- 2e -= Zn2+ 氧化反應(yīng) 正極：Cu2+ + 2e- = Cu 還原反應(yīng) 總反應(yīng)式：Cu2+ + Zn= Zn2++ Cu 【設(shè)疑】隨上述實(shí)驗(yàn)時(shí)間的延續(xù)，電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)的角度逐漸減小，即沒有電流通過，同時(shí)鋅片表面逐漸被銅覆蓋，為什么？（指導(dǎo)學(xué)生據(jù)觀察繼續(xù)總結(jié)，回答問題） 【分析】由于鋅片與

5、CuSO4溶液直接接觸，反應(yīng)一段時(shí)間后，難以避免溶液中有Cu2+在鋅片表面被直接還原，一旦有少量銅在鋅片表面析出，指示向外輸出的電流強(qiáng)度減弱，當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，反應(yīng)就終止了，也就無電流再產(chǎn)生。 【設(shè)疑】作為原電池，其功能是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能，上述實(shí)驗(yàn)中負(fù)極上變化勢(shì)必影響原電池的供電效率，車到半途，就不是騎，而是推車了，這樣就不好，那能否設(shè)法阻止溶液中的Cu2+在負(fù)極鋅片表面還原？ 【演示實(shí)驗(yàn)】3.課本P71 實(shí)驗(yàn)4-1 （先向?qū)W生介紹裝置及各儀器的名稱及用途，即什么是搬電池、鹽橋、外電路、內(nèi)電路。指導(dǎo)學(xué)生演示實(shí)驗(yàn)并觀察總結(jié)，回答問題） 【板書】3.現(xiàn)象：有鹽橋存在時(shí)，電流計(jì)

6、指針偏轉(zhuǎn)。 電極反應(yīng)式： 負(fù)極：Zn- 2e -= Zn2+ 氧化反應(yīng) 正極：Cu2+ + 2e- = Cu 還原反應(yīng) 總反應(yīng)式：Cu2+ + Zn= Zn2++ Cu 【分析】當(dāng)鹽橋存在時(shí)，隨反應(yīng)的進(jìn)行，鹽橋中的Cl-會(huì)移向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持電中性，氧化還原反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行，從而使原電池不斷地產(chǎn)生電流，保證了你的電動(dòng)車可以帶你到達(dá)目的地。 【思考】鹽橋取出，電流還能產(chǎn)生嗎？（學(xué)生思考回答） 【分析】取出鹽橋，由于Zn原子失去電子成了Zn2+，進(jìn)入溶液，使ZnSO4溶液因Zn2+增加而帶正電，同時(shí)CuSO

7、4溶液中Cu2+得到電子成為金屬銅沉淀在銅片上，使溶液中的Cu2+減少而帶負(fù)電，這兩因素均會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片，造成不產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。 【小結(jié)】從以上三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)存在的現(xiàn)象及分析，可知，要產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流，可以用實(shí)驗(yàn)4-1的裝置。 【板書】三、原電池的重要用途： （1） 制作電池，如干電池、蓄電池。 （2） 防止金屬被腐蝕，如鍍鋅管，用鋅保護(hù)鐵。 （3） 提高化學(xué)反應(yīng)速率，如用粗鋅代替純鋅制H2，反應(yīng)速率較快。 【總結(jié)】通過以上三個(gè)實(shí)驗(yàn)的比較，得出具備產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池的條件， 電極反應(yīng)式： 負(fù)極： Zn -2e- = Zn2+

8、 失電子 氧化反應(yīng) 正極： Cu2+ + 2e - = Cu 得電子 還原反應(yīng) 總反應(yīng)式：Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu 1.原電池的功能：將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。 2.原電池輸出電能的能力：首先取決于組成原電池的反應(yīng)物的氧化還原能力；同時(shí)，裝置設(shè)計(jì)的合理性以及影響電極反應(yīng)的條件也很重要。 3.原電池的重要用途。 【練習(xí)】1、課前練習(xí)中是原電池反應(yīng)的寫出其原電池電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式。 2、寫出下列原電池電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式。 （1）Fe-C ( 稀硫酸) （2）Cu -Ag (硝酸銀溶液) （3）Al - Mg (氫氧化鈉溶液) （4）Fe-Cu( 稀硝酸) 【作業(yè)】用原理Cu + 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag 設(shè)計(jì)一套可以持續(xù)供電的原電池。（讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)裝置圖，然后用課前備好的實(shí)驗(yàn)儀器，讓學(xué)生按照自己設(shè)計(jì)的演示給其他人看，然后老師跟同學(xué)們提出意見或建議，并總結(jié)，最后規(guī)范畫出該原理科學(xué)的原電池裝置）