作为一名教学工作者,编写教案是必不可少的,教案是备课向课堂教学转化的关节点。那么优秀的教案是什么样的呢?以下是人见人爱的小编分享的原电池的工作原理教案【优秀5篇】,希望能够帮助到大家。
一、原电池实验探究
讲:铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点!
【实验探究】(铜锌原电池)
实 验 步 骤现 象
1、锌片插入稀硫酸
2、铜片插入稀硫酸
3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸
【问题探究】
1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?
2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?
3、锌片的质量有无变化?溶液中c (H+)如何变化?
4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?
5、电子流动的方向如何?
讲:我们发现检流计指针偏转,说明产生了电流,这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁,这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。
【板书】
(1)原电池概念:学能转化为电能的装置叫做原电池。
问:在原电池装置中只能发生怎样的化学变化?
学生: Zn+2H+=Zn2++H2↑
讲:为什么会产生电流呢?
答:其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应,有电子的转移,但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时,由于分子热运动无一定的方向,因此电子转移不会形成电流,而通常以热能的形式表现出来,激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。显然从理论上讲,一个能自发进行的氧化还原反应,若能设法使氧化与还原分开进行,让电子的不规则转移变成定向移动,便能形成电流。所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。
(2)实质:将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能的形式释放。
问:那么这个过程是怎样实现的呢?我们来看原电池原理的工作原理。
(3)原理:(负氧正还)
问:在锌铜原电池中哪种物质失电子?哪种物质得到电子?
学生:活泼金属锌失电子,氢离子得到电子
问:导线上有电流产生,即有电子的定向移动,那么电子从锌流向铜,还是铜流向锌?
学生:锌流向铜
讲:当铜上有电子富集时,又是谁得到了电子?
学生:溶液中的氢离子
讲:整个放电过程是:锌上的电子通过导线流向用电器,从铜流回原电池,形成电流,同时氢离子在正极上得到电子放出氢气,这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。
讲:我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反,所以电流的方向是从铜到锌,在电学上我们知道电流是从正极流向负极的,所以,锌铜原电池中,正负极分别是什么?
学生:负极(Zn) 正极(Cu)
实验:我们用干电池验证一下我们分析的正负极是否正确!
讲:我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理,又叫电极方程式或电极反应。一般先写负极,所以可表示为:
负极(Zn):Zn-2e=Zn2+ (氧化)
正极(Cu):2H++2e=H2↑(还原)
讲:其中负极上发生的是氧化反应,正极上发生的是还原反应,即负氧正还。
注意:电极方程式要①注明正负极和电极材料 ②满足所有守衡
总反应是:Zn+2H+=Zn2++H2↑
讲:原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。
转折:可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液,及导线。那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢?
学生:当然能,生活中有形形色色的电池。
过渡:也就是构成原电池要具备怎样的条件?
二、原电池的构成条件
1、活泼性不同的两电极
2、电解质溶液
3、形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液
4、自发的氧化还原反应(本质条件)
思考:锌铜原电池的正负极可换成哪些物质?保证锌铜原电池原理不变,正负极可换成哪些物质?( C、Fe、 Sn、 Pb、 Ag、 Pt、 Au等)
问:锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗?
判断是否构成原电池,是的写出原电池原理。
(1)镁铝/硫酸;铝碳/氢氧化钠;锌碳/硝酸银 ;铁铜在硫酸中短路;锌铜/水;锌铁/乙醇;硅碳/氢氧化钠
(2)[锌铜/硫酸(无导线);碳碳/氢氧化钠] 若一个碳棒产生气体11.2升,另一个产生气体5.6升,判断原电池正负极并求锌片溶解了多少克?设原硫酸的浓度是1l/L,体积为3L,求此时氢离子浓度。
(3)银圈和铁圈用细线连在一起悬在水中,滴入硫酸铜,问是否平衡?(银圈下沉)
(4)Zn/ZnSO4//Cu/CuSO4盐桥(充满用饱和氯化钠浸泡的琼脂)
(5)铁和铜一起用导线相连插入浓硝酸中
镁和铝一起用导线相连插入氢氧化钠中
思考:如何根据氧化还原反应原理来设计原电池呢?
请将氧化还原反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+设计成电池:
此电池的优点:能产生持续、稳定的电流。
其中,用到了盐桥
什么是盐桥?
盐桥中装有饱和的Cl溶液和琼脂制成的胶冻,胶冻的作用是防止管中溶液流出。
盐桥的作用是什么?
可使由它连接的两溶液保持电中性,否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电,铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。
盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移,使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。
导线的作用是传递电子,沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。
三、原电池的工作原理:
正极反应:得到电子 (还原反应)
负极反应:失去电子 (氧化反应)
总反应:正极反应+负极反应
想一想:如何书写复杂反应的电极反应式?
较繁电极反应式=总反应式-简单电极反应式
例:熔融盐燃料电池具有高的放电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气为正极助燃气,已制得在6500C下工作的燃料电池,试完成有关的电极反应式:
负极反应式为:2CO+2CO32--4e-=4CO2
正极反应式为:2CO2+O2+4e-=2CO32-
电池总反应式:2CO+O2=2CO2
四、原电池中的几个判断
1、正极负极的判断:
正极:活泼的一极 负极:不活泼的一极
思考:这方法一定正确吗?
2、电流方向与电子流向的判断
电流方向:正→负 电子流向:负→正
电解质溶液中离子运动方向的判断
阳离子:向正极区移动 阴离子:向负极区移动
知识与技能:
1、使学生了解原电池的工作原理。
2、能够写出电极反应式和电池反应方程式。
过程与方法:
1、经历探究构成原电池的原理的过程,了解科学探究的步骤,学习科学探究的基本方法,提高科学探究的能力;
2、经历多次小组合作、学习、讨论,是学生合作学习、解决问题的能力得到提高。
情感态度与价值观:
在合作探究学习的过程中体验思维碰撞的乐趣。
重点:
了解原电池的工作原理,能够写出电极方程式和电池反应方程式。
难点:
原电池的工作原理。
教学过程:
【引入】学生阅读教材70页,解答电化学定义及电化学研究的内容,使学生在整体上了解本章知识点。
【播放视频】以塑料杯、铁钉、铜丝、白醋、二极管等生活中常见基本器材所做的有关原电池的实验,引起学生的兴趣,并提出问题,二极管发光的原因是什么,让学生带着问题去学习。
【展示问题】
1、什么是原电池?
2、构成原电池的条件是什么?
3、原电池的正负极和电子流向如何判断?
4、原电池的工作原理是什么?(将原电池内容进行细分,使学生有目的的进行学习研究,给学生五分钟时间,阅读课本71—72页,带着问题进行阅读,是学生对于整体知识有一个初步的认识,方便之后的学习)
【提问】什么是原电池
【学生回答】将化学能转化为电能的装置叫做原电池。
【追问】那么构成原电池需要什么条件呢?接下来通过实验探究来进行了解。
【实验探究一】
【结论】前一个装置可以形成原电池,后一个装置不能形成原电池,得出形成原电池的条件之一:活泼性不同的两个电极。并通过讨论,进一步确定,活泼性较强的做负极,而活泼性较弱的做正极。
【实验探究二】
【结论】前一个装置可以形成原电池,后一个装置不能形成原电池,得出形成原电池的条件之二:电极必须插进电解质溶液中。
【实验探究三】
【结论】前一个装置可以形成原电池,后一个装置不能形成原电池,得出形成原电池的条件之三:必须要形成闭合回路。
【追问】通过以上实验,了解了构成原电池的三个条件,但是最根本的条件并没有探究到。提问:原电池是将化学能转化为电能的装置,其中电流是如何产生的呢?
【学生回答】是由于电子的定向移动所以产生了电流
【追问】电子为什么会定向移动,在化学学习中哪种化学反应能使电子定向移动?
【学生回答】氧化还原反应
【总结】由以上提问,可得出构成原电池的第四个条件:能自发进行的氧化还原反应。让学生对构成原电池的四种条件记忆两分钟,之后进行提问。
【提问】构成原电池的条件?
1、具有活泼性不同的电极,较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或非金属作正极。
2、具有电解质溶液。
3、形成闭合回路。
4、具有能自发进行的氧化还原反应。
【提问】如何判断原电池的正负极及电子的流向。(给学生三分钟时间,学生小组讨论,解决问题,之后随机抽取学生回答)
负极:较活泼金属,电子流出,发生氧化反应
正极:较不活泼金属或非金属,电子流入,发生还原反应。
【讲述】刚才讲解了有关原电池的定义、构成条件、各电极的反应,需要将这些知识点形成网络,方便记忆与理解。
【小结】总结本节课的基本概念,对基本的定义和专用名词进行记忆。
【练习】判断装置是否能形成原电池?
【回答】ABEO可以形成原电池;CDFMN不能构成原电池。
【追问】CDFMN为什么不能构成原电池,各自的原因是什么?(学生回答,进一步复习巩固构成原电池的四个条件)
【结尾】展示原电池在以后学习中的应用,是学生对原电池的重要性有一个清晰的认识。播放一段由橙子制造原电池的实验视频,寓教于乐,使学生学会自己动手,学会用身边简单的生活原料来进行有趣的化学实验,学以致用,达到良好的学习成果。
【板书】
电化学——原电池
1、定义:将化学能转化为电能的装置
2、工作原理:自发进行的氧化还原反应
3、构成条件:
①活泼性不同的电极材料
②必须插进电解质溶液中
③必须形成闭合回路
【教学目标】
1.掌握原电池的构成条件,理解原电池的原理,能正确判断原电池的正负极,正确书写电极反应式、电池反应式,能根据氧化还原原理设计简单的原电池。
2.通过实验探究,体验科学探究的方法,学会分析和设计典型的原电池,提高实验设计、搜索信息、分析现象、发现本质和总结规律的。
3.在自主探究、合作交流中感受学习快乐和喜悦,增强学习的反思和自我评价能力,激发科学探索,培养科学态度和创新精神,强化环境保护意识以及事物间普遍联系、辨证统一的哲学观念。
【教学重点】
原电池的构成条件
【教学难点】
原电池原理的理解;电极反应式的书写
【教学手段】
多媒体教学,学生实验与演示实验相结合
【教学方法】
实验探究教学法
【课前准备】
将学生分成几个实验小组,准备原电池实验仪器及用品。实验用品有:金属丝、电流表、金属片、水果。先将各组水果处理:A组:未成熟的橘子(瓣膜较厚),B组:成熟的橘子(将瓣膜、液泡搅碎),C组:准备两种相同金属片,D组:准备两种不同金属片。
【教学过程】
[师]:课前我们先作个有趣的实验。请大家根据实验台上的仪器和药品组装:将金属片用导线连接后插入水果中,将电流表串联入线路中,观察会有什么现象发生?
(巡视各组实验情况)。
[师]:请大家总结:有什么现象发生?
[生]:总结:出现两种结果:
①电流表指针偏转
②电流表指针不发生偏转
[师]:电流表指针偏转说明什么?为什么会发生偏转?
[生]:说明有电流产生。
[师]:这个装置就叫做原电池。这节课我们共同研究原电池。请大家列举日常使用的原电池都有哪些?
[展示干电池]:
我们日常使用的电池有下面几种,大家请看:
[播放幻灯片]:
化学电池按工作性质可分为:一次电池(原电池);二次电池(可充电电池)铅酸蓄电池。其中:一次电池可分为:糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为:镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。铅酸蓄电池可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。
原电池的构成:任何一种电池由四个基本部件组成,四个主要部件是:两个不同材料的电极、电解质、隔膜和外壳。
【评注】
提出问题,从身边走近化学,唤起学生学习兴趣。
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)
一、 学习目标
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
二、 知识重点、难点
原电池原理、装置特点、形成条件、金属的电化学腐蚀
三、教学过程
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)