2022年高中化学 第四章第一节 原电池教案 新人教版选修4

2022年高中化学 第四章第一节 原电池教案 新人教版选修4教学目标：1了解原电池的构成及工作原理 2 学会写电极反应式和原电池反应方程式教学重点：进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和原电池反应方程式。教学难点：原电池的工作原理教学用具：有关实验用品教学过程：第一节原电池一 课前复习：由练习引导学生复习必修2原电池的定义、组成条件等。（学生回忆，回答，老师总结）【练习】下列哪些装置能组成原电池？（ ）【板书】原电池1. 含义：将化学能转换成电能的装置。2. 构成四要素：（1） 电解质溶液（2） 两极上有活泼性不同的物质（至少一种是金属）（3） 组成闭合电路（4） 能自发发生氧化还原反应3. 实质：将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。二 导入新课【板书】二.探究原电池工作原理【设疑】如果你要出较远地方，交通工具是电动自行车，要到达目的地，行驶的自行车蓄电池如何放电才能如你所愿呢？【回答】那当然是放电越久越好！【导入】好，下面我们将结合高一有关原电池知识来探究怎样的原电池如何工作，如何持续放电！【演示实验】1.将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片直接接触，然后浸入盛有CuSO4溶液的的烧杯中。（指导学生演示实验并观察总结，回答问题）【板书】1.现象：铜片表面明显有铜析出，电流计显示无电流通过。【分析】铜不与CuSO4溶液反应，铜片表面却有红色的铜析出，且锌片逐渐溶解，说明原电池发生了电极反应，用物理学的电学知识可判断电流计指针不动，可能是锌片直接接触，形成回路，而通过电流计极其微弱，无法使指针偏转。【设疑】若要证明上述装置就是原电池，确实实现了化学能与电能之间的转换，就必须证明锌片与铜片之间确实有电流，如何证明？（老师提问，学生思考回答。）【演示实验】2.将锌片与铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，再同时浸入盛有CuSO4溶液的烧杯中。（指导学生演示实验并观察总结，回答问题）【板书】2.现象：电流计指针发生偏转，并指示电子是由锌片流向铜片，在铜片表面有红色的铜析出。结论：发生原电池反应，说明该装置构成了原电池，且锌为原电池的负极，铜为正极。电极反应式：负极：Zn- 2e -= Zn2+ 氧化反应正极：Cu2+ + 2e- = Cu 还原反应总反应式：Cu2+ + Zn= Zn2+ Cu【设疑】随上述实验时间的延续，电流计指针偏转的角度逐渐减小，即没有电流通过，同时锌片表面逐渐被铜覆盖，为什么？（指导学生据观察继续总结，回答问题）【分析】由于锌片与CuSO4溶液直接接触，反应一段时间后，难以避免溶液中有Cu2+在锌片表面被直接还原，一旦有少量铜在锌片表面析出，指示向外输出的电流强度减弱，当锌片表面完全被铜覆盖后，反应就终止了，也就无电流再产生。【设疑】作为原电池，其功能是将化学能转换成电能，上述实验中负极上变化势必影响原电池的供电效率，车到半途，就不是骑，而是推车了，这样就不好，那能否设法阻止溶液中的Cu2+在负极锌片表面还原？【演示实验】3.课本P71 实验4-1 （先向学生介绍装置及各仪器的名称及用途，即什么是搬电池、盐桥、外电路、内电路。指导学生演示实验并观察总结，回答问题）【板书】3.现象：有盐桥存在时，电流计指针偏转。 电极反应式：负极：Zn- 2e -= Zn2+ 氧化反应正极：Cu2+ + 2e- = Cu 还原反应总反应式：Cu2+ + Zn= Zn2+ Cu【分析】当盐桥存在时，随反应的进行，盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持电中性，氧化还原反应得以继续进行，从而使原电池不断地产生电流，保证了你的电动车可以带你到达目的地。【思考】盐桥取出，电流还能产生吗？（学生思考回答）【分析】取出盐桥，由于Zn原子失去电子成了Zn2+，进入溶液，使ZnSO4溶液因Zn2+增加而带正电，同时CuSO4溶液中Cu2+得到电子成为金属铜沉淀在铜片上，使溶液中的Cu2+减少而带负电，这两因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成不产生电流的现象。【小结】从以上三个演示实验存在的现象及分析，可知，要产生持续、稳定的电流，可以用实验4-1的装置。【板书】三、原电池的重要用途：（1） 制作电池，如干电池、蓄电池。（2） 防止金属被腐蚀，如镀锌管，用锌保护铁。（3） 提高化学反应速率，如用粗锌代替纯锌制H2，反应速率较快。【总结】通过以上三个实验的比较，得出具备产生持续、稳定电流的原电池的条件，电极反应式： 负极： Zn -2e- = Zn2+ 失电子 氧化反应 正极： Cu2+ + 2e - = Cu 得电子 还原反应 总反应式：Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu1.原电池的功能：将化学能转换成电能。 2.原电池输出电能的能力：首先取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力；同时，装置设计的合理性以及影响电极反应的条件也很重要。3.原电池的重要用途。【练习】1、课前练习中是原电池反应的写出其原电池电极反应式及总反应式。2、写出下列原电池电极反应式及总反应式。 （1）Fe-C ( 稀硫酸) （2）Cu -Ag (硝酸银溶液) （3）Al - Mg (氢氧化钠溶液) （4）Fe-Cu( 稀硝酸)【作业】用原理Cu + 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag 设计一套可以持续供电的原电池。（让学生自己设计装置图，然后用课前备好的实验仪器，让学生按照自己设计的演示给其他人看，然后老师跟同学们提出意见或建议，并总结，最后规范画出该原理科学的原电池装置）