高中化学人教版 (2019)选择性必修1第四章 化学反应与电能第一节 原电池教案及反思

第一节 原电池

第1课时

【教学目标】

1.以铜锌原电池为例，理解原电池的工作原理及应用。

2.学会判断原电池的正负极。

3.掌握原电池的电极反应式和电池反应方程式的书写。

【教学重难点】

1.重点：

（1）初步认识原电池概念、原理、组成及应用

（2）能够写出电极反应方程式

2.难点：

（1）原电池的工作原理

（2）电极反应式的书写

【教学过程】

1.新课导入

[投影]利用多媒体展示车用燃料电池及其内部简单构造，由此引出本节内容原电池的工作原理。通过化学原理在生活中的应用第一时间让学生体会生活中的化学无处不在。

[师]现代生活离不开方便实用的化学电源。各种各样的化学电源都是依据原电池的原理制造的。

[引入]那么原电池的工作原理具体是怎样的，就让我们通过本节课的学习来一探究竟吧！

2.新课讲授

[复习设问]我们在之前的学习中已经知道，将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连接起来组成原电池，可以获得电流。那么根据所学，哪位同学能告诉老师，什么是原电池，在整个过程中，电子的流向以及发生的反应具体是什么样的呢？

[学生活动]学生分小组讨论，并由小组代表回答。

[板书]一、原电池的工作原理

1、定义：化学能转变为电能的装置。

2、电极：

负极：电子流出，发生氧化反应，电流流入。

正极：电子流入，发生还原反应，电流流出。

3、本质：发生氧化还原反应

4、溶液中阴阳离子移动方向：阴离子移向负极；阳离子移向正极。

[师]我们对于原电池已经有了初步的了解，下面大家来判断一下，下列哪些是原电池。

[投影]展示A~G的7套装置。

[师]我们已经判断出了哪些是原电池，那么大家来看一看，这些原电池有什么共同点，形成原电池需要具备什么样的条件呢？

[学生活动]学生思考并回答。

[板书] 5.原电池的构成条件：

①两个电极（可以是两种活泼性不同的金属或金属与非金属等）

②能导电的电解质（可以是溶液或熔融电解质或固态电解质）

③形成闭合电路（或两极直接接触）

④一个自发进行的氧化还原反应

[过渡]那请同学们一起来设计一个原电池。

[师]请根据反应：Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu设计一个原电池,思考为什么有电流产生？

[教师活动]教师引导学生分析反应，选择两极材料和电解质溶液材料。

[过渡]请同学们根据原理预测下它的实验现象？

[师]那实际现象是不是这样呢？我们一起实验来验证下。(教师演示实验，学生分组实验)

[投影]

[问题讨论]大家根据实验思考以下两个问题

1.锌片上的红色物质是什么？为什么锌片上有红色物质生成？

2.为什么电流表读数不断减小？

[教师活动]教师引导学生，得出结论。

1.因为锌与CuSO4溶液直接接触，发生置换反应，所以锌片表面有铜析出。

2.因为铜在锌表面析出后，与CuSO4溶液一起形成了原电池，产生的电流并没有经过电流表，所以电流表的读数不断减小。当锌片表面完全被铜覆盖后，相当于两个电极都是铜，已不能发生原电池反应，所以最后没有电流产生。

[过渡]所以针对这种情况我们必须对其进行改进。

[师]设计实验，如教材P94图4-1所示。

[设疑]在这个装置中，锌与硫酸铜溶液并未接触，能不能反应呢？我们一起实验来验证下。

[实验探究]如图教师进行演示实验。引导学生观察现象。

[讲解]实验表明，接通电路，有盐桥存在时电流计指针发生偏转，即有电流通过电路。取出盐桥，电流计指针即回到零点，说明没有电流通过。

[投影]PPT展示盐桥原电池工作原理动态示意图

[问题讨论]思考一下，什么是盐桥？盐桥的作用又是什么？

[生]1.盐桥中装有饱和的KCl溶液（NH4NO3溶液）和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。

2.（1）沟通内电路,形成闭合回路；

（2）保持溶液电中性。

[师]刚刚我们设计的原电池叫做锌铜原电池，改进后的这种电池优点就在于能产生持续、稳定的电流。依据同样的原理，可以将其他自发进行的氧化还原反应设计成原电池。原电池输出电能的能力，就取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。

【板书】

4.1.1 原电池的工作原理

一、原电池的工作原理

1、定义：化学能转变为电能的装置。

2、电极：

负极：电子流出，发生氧化反应，电流流入。

正极：电子流入，发生还原反应，电流流出。

3、本质：发生氧化还原反应

4、溶液中阴阳离子移动方向：阴离子移向负极；阳离子移向正极。

5.原电池的构成条件：

①两个电极（可以是两种活泼性不同的金属或金属与非金属等）

②能导电的电解质（可以是溶液或熔融电解质或固态电解质）

③形成闭合电路（或两极直接接触）

④一个自发进行的氧化还原反应

二、原电池的设计

三、原电池原理的应用

1.比较金属活动性强弱

2.增大化学反应速率

3.设计原电池