大象版 (2017)六年级下册2 设计教学课件ppt

课题名

《原电池》第一课时

教材分析

本节内容是必修第二册原电池的延伸内容，从单液原电池到双液原电池，工作原理不变，增加了盐桥，要求学生认识并理解盐桥的作用，掌握双液原电池的优点。

教学目标

宏观辨识与微观探析：掌握原电池的构成条件和工作原理，掌握原电池正、负极的判断方法。

证据推理与模型认知：了解盐桥的构成和作用并掌握双液原电池的优点。

科学精神与社会责任：通过原电池的原理，掌握原电池原理的应用，如：制作化学电源，保护金属等。

教学重点

 掌握原电池的构成条件，工作原理和原电池正、负极的判断方法。

教学难点

 知道盐桥的构成和作用并掌握双液原电池的优点。

教学方法

讲解、实验

教学准备

教师准备：PPT

学生准备：预习课本

教学过程

一、新课导入

1.原电池的定义和工作原理

教师：原电池是______________________的装置。

原电池反应的本质是____________________反应。

2、如右图所示，组成的原电池：

（1）当电解质溶液为稀H2SO4时：Zn电极是____（填“正”或“负”）极，其电极反应为_______________，该反应

是______（填“氧化”或“还原”，下同）反应；Cu电极是______极，其电极反应为_______________,该反应是_________反应。

（2）当电解质溶液为CuSO4溶液时： Zn电极是____极，其电极反应为_____________，该反应是________反应；Cu电极是____极，

其电极反应为_______________,该反应_____反应.

3、工作原理

小结：

电极：

负极：定义:电子流出(失电子)的一极

电极材料：较活泼金属

正极：定义:电子流入(得电子)的一极

电极材料：较不活泼金属或碳棒

电极反应：

负极:电极本身失电子，发生氧化反应

正极:电解质溶液中的阳离子得电子，发生还原反应

电池反应：两电极反应式相加

电子流动方向：负极 →   导线 →    正极

溶液中离子

移动方向：阳离子移向正极，阴离子移向负极

学生：回顾必修第二册学过的原电池的定义，工作原理等。

[设计意图]通过回顾原电池的工作原理，引人双液原电池的学习。

二、探究新知

1.一、原电池装置的改造

教师：解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触

改进方法：将锌与硫酸铜溶液分开，形成双液原电池

①盐桥：通常是将浸泡了饱和KCl溶液的琼胶装在U型管中;

②琼胶起到固定作用，防止KCl溶液直接流出来;

③盐桥中K+和Cl-自由移动，且盐桥中离子浓度大，离子只出不进。

锌片（还原剂）在与Cu2+（氧化剂）没有直接接触的情况下也能构成原电池，但是需要合适的“桥梁”沟通两种电解质溶液。

【打破思维定势】氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应。

思考1：盐桥中有电子流过吗？

思考2：两溶液中的离子能通过盐桥吗？

思考3：盐桥中K+和Cl-的移动方向？

思考4：盐桥有什么作用？

1.形成闭合回路；

2.平衡电荷，使溶液呈电中性；

3.持续稳定的产生电流，提高能量转换率。

在整个装置的电流回路中，溶液中的电流通路是靠离子迁移完成的。取出盐桥，Zn失去电子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则由于Cu2+变为Cu，使得SO42-相对较多而带负电荷。溶液不保持电中性，这两种因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成电流中断。

由于盐桥（如KCl）的存在，其中阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移，阳离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分别中和过剩的电荷，保持溶液的电中性，因而放电作用不间断地进行，一直到锌片全部溶解或CuSO4溶液中的Cu2+几乎完全变成Cu。若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀(例：Zn∣Zn(NO3)2溶液∣盐桥∣Ag∣AgNO3溶液)，可用NH4NO3代替KCl作盐桥。

学生：体会盐桥在双液原电池中的作用。

[设计意图]认识并掌握盐桥的作用。

2.二、双液电池

教师：1、工作原理

总反应：Cu2+ + Zn  =  Cu+ Zn2+

双液原电池解决了电池自放电的损耗问题，提高了能量转化率,增加了原电池的使用寿命。

2、构成原电池的条件

  ⑴有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极。

  ⑵电极材料均插入电解质溶液中。

  ⑶两极相连形成闭合电路。

  离子导体（如电解质和盐桥）：内电路，实现离子定向迁移

  ⑷内部条件：能自发进行氧化还原反应。

思考：双液原电池电流弱的原因？

离子运动的距离长

离子运动的通道窄

离子容量小

离子交换膜：是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。

阳阴离子交换膜：只允许阴离子通过

离子交换膜：只允许阳离子通过

质子交换膜：只允许H+通过

3、原电池原理的应用

(1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性

的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或其它能导电的物质)。

(2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。

   例如：实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。

(3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的               而受到保护。

 钢铁中含有碳，C与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁（做负极）遭到腐蚀

(4)设计制作化学电源

①首先将氧化还原反应分成两个半反应。

②根据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。

正负极材料的选择：根据氧化还原反应关系找出正、负极材料，若反应中有金属单质，一般选择活泼性较强的金属作为负极，活泼性较弱的金属或可导电的非金属及其氧化物（如石墨，PbO2等）作为正极；若反应中没有金属单质，一般用石墨作电极。

电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能够与负极反应，或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应（如溶解于溶液中的空气①）;

但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行（中间连接盐桥），则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子②。

    注：若负极材料不参与电极反应，参与反应的是两种电解质③，则两种电解质溶液分别置于两个容器中，一般用石墨做电极，中间用盐桥连接。

设计示例：已知电极材料：铁、铜、石墨、锌；电解质溶液：CuSO4溶液、FeCl3溶液、稀硫酸

设计示例：依据反应2Fe3＋＋2I- = I2＋2Fe2＋，设计原电池，实现化学能转化为电能 。

4、原电池正负极判断方法

说明：1.原电池的正极和负极与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关，例：Mg\Al\NaOH(aq);  Al\Cu\浓HNO3(aq)，不要形成活泼电极一定作负极的思维定势。

 2.电极质量存在正负极都增重的情况（例：铅蓄电池），

   不要形成增重电极一定作正极的思维定势。

5、电极方程式的书写思路

写出总反应式并改成离子方程式，

分析化合价升降，找出氧化剂、还原剂及还原产物、氧化产物，确定两极上对应的反应物及产物，定得失及其数目。

负极电极反应式模板：（升）还原剂－ne-= 氧化产物

       正极电极反应式模板：（降）氧化剂＋ne-= 还原产物

根据电解质环境，利用H+（酸性）、OH-（碱性），O2-、CO32-（熔融盐）等使电极反应式电荷守恒。

配平电极反应式，利用H2O或其他使电极反应式原子守恒。

注：电极反应式中若有气体生成，需加“↑”；若有固体生成，

一般不标“↓”

学生：

练习1.下列哪几个装置能形成原电池？

练习2.锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过。下列有关叙述正确的是(　　)

A.铜电极上发生氧化反应

B.电池工作一段时间后，甲池的c减小

C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加

D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡

练习3

练习4

Al∣稀HNO3∣Cu

Al∣浓HNO3∣Cu

练习5、下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是(         )

A.均发生了化学能转化为电能的过程

B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物

C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向Cu

D.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高

练习6、某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：

2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是(      )

A.甲烧杯中溶液的pH逐渐减小

B.乙烧杯中发生还原反应

C.外电路的电流方向是从a到b

D.电池工作时，盐桥中的SO42-移向甲烧杯

练习7、如图是某同学设计的原电池装置，(1)电极Ⅰ上发生_________(填反应类型)，作_____________(填电极名称)。

(2)电极Ⅱ的电极反应式为________________。

(3)该原电池的总反应式为_________________________。

(4)盐桥中装有含氯化钾的琼胶，其作用是_____________________。

练习8、依据氧化还原反应：Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示。

请回答下列问题：

(1)电极X的材料是___，

电解质溶液Y是_____________。

(2)银电极的电极反应式是____________________；

X电极的电极反应式是________________。

(3)外电路中的电子是从___________极流向___________极。

(4)该原电池的正极是____，还可以选用____________等材料。

[设计意图]掌握双液原电池的工作原理，正负极的判断，电极反应方程式的书写。

板书设计

原电池

一、原电池装置的改造

二、双液电池

1、工作原理

2、构成原电池的条件

3、原电池原理的应用

4、原电池正负极判断方法

5、电极方程式的书写思路

课后作业

练习册上相关习题

教学反思

亮点：复习了单液原电池的工作原理，对比了单、双液原电池的不同点，巩固了原电池原理的应用和电极方程式的书写思路。

课堂教学建议：原电池是必修第二册讲过的内容，本节课是在此基础上讲解双液原电池的工作原理，特别是盐桥的作用。教师应根据学生的基础先复习单液原电池的原理后再过渡到双液原电池的学习。