归纳与整理公开课教案（教学设计）

人教版·选修4化学反应原理

第四章

电化学基础 第一节 原电池

教学设计

包顺奎

一、教学目标

知识与技能：深入了解原电池的工作原理。通过三次理论分析使学生对原电池的形成条件产生更完整的认识。学会书写电极反应式和电池总反应。能根据反应设计简单的原电池。

过程与方法：学生通过橘子电池的实验活动，体验建构模型的过程。通过Zn-CuSO4电池的设计活动，感悟科学探究的思路和方法，进一步体会控制变量在科学探究中的应用。

情感态度与价值观：介绍电池发展史，激发学习兴趣，感受原电池原理应用于化学电源开发的关键作用。通过双液电池模型的建构，渗透对立统一的辩证唯物主义思想。

二

、教学重点：原电池工作原理和形成条件

三、

教学难点：氧化还原反应完全分开在两极发生(分池、分液) 四、

教学方法：实验探究

五、教学过程与教学资源设计

教学教师活动

环节

【引入】展示各种电池图片，电池【回顾复习】化学能转化为的作用。

【复习】铜锌原电池装置中正负极展示图片

复习已知

分别发生了什么反应？电流是如何产生的？

电能的装置。

【复习】原电池工作原理：

负极：氧化反应

失电子

正极：还原反应

得电子

电子从负极流向正极，

阴离子从正极流向负极，形成闭合回路。

第一次理论分析，复习已经掌握的原电池原理和形成条件，为后面的深化发展提供基础。

学生活动

设计意图

【连接】在必修中有一个家庭实验——设计水果电池。

【提出实验内容】现在给你提供了可供选择的材料：

灵敏电流计、铜丝、锌条、导线、培养皿、橘子

通过橘子实验的方案讨论，使学生以下材料，请你设计橘子电池，观

察实验现象并提炼出原电池模型。

【小组实验】

【方案展示，提炼模型】

交流方案，汇总

序号

方案1

方案2

方案3

方案、现象

Zn片和Cu片同时插入一瓣橘子中

(有电流)

Zn片和Cu片分别插入未分开的两瓣橘子中

(有电流)

Zn片和Cu片分别插入分开的两瓣橘子中

(无电流)

从“单瓣”→“两瓣”形象实验演化成“单池”→“双池”的模型建构；从“膜”上升到“盐桥”的认识。

教师引导，学生主动建构模型，集体讨论修改：

橘子实验

提炼模型

方案1：

方案2：

第二次理论分析提出双池-盐桥模型，在模型分析中【针对方案2提问】为何两瓣未分【可能解释】因为两瓣中间开的橘子也能产生电流？

的膜可以让离子通过，离子【针对方案3提问】为何两瓣分开定向移动形成闭合回路。

的橘子不能产生电流？如何改进，【可能解释】未形成闭合回产生电流？

【教师演示两种解决方案】“连隧道”(用吸满果汁的导管连通)、“搭路。解决方法：将两瓣橘子贴在一起。

还有可能会有将其浸入电解桥”(用浸有NaCl溶液的滤纸条连质溶液中。

接)。

【提问】这两种解决方案为何能产生电流？请提炼模型。

【可能解释】在“隧道”和“桥”中离子能够定向移动，

【知识介绍】在化学实验中常用的盐桥是在U型管里装含有琼胶的饱和KCl溶液。

构成闭合回路。

【提炼模型】

再次强调电流的形成过程，同时强调盐桥的作用。

【连接】水果中含有电解质溶液，联系已学知识，回忆根据化因此可以设计水果电池实现化学能转化电能的过程。如何将化学反应设计成原电池装置呢？

【提出问题】现有反应Zn＋CuSO4＝ZnSO4＋Cu，如何设计成原电池装置？

学反应设计成原电池装置的思路和方法。

思路1：先选材料，后定反应。

通过方法讨论和Zn是负极，发生氧化反应；

交流，后面学生实Cu是正极，发生还原反应。

验过程会有的放【组织学生交流，确定设计思路】思路2：先拆反应，后选材料。

矢，防止漫无目的先将氧化还原反应拆分，再根据反实验探究

完善认识

应确定电极材料和电解质溶液。

【提出实验目的】按盐桥模型，根据Zn＋CuSO4＝ZnSO4＋Cu反应设计成原电池装置。

【指导学生实验】

注意电极材料的选择。

注意电解质溶液的选择。

注意记录实验现象。

【交流方案】

方案

负极

负极液

正极

正极液

现象

Zn-2e-=Zn2+

氧化反应

负极

Cu2++2e-=Cu还原反应

正极

可供使用的仪器和药品：灵敏电流计、铜片、锌片、导线、培养皿、ZnSO4溶液、NaCl溶液、CuSO4溶液、浸NaCl溶液的滤纸条(盐桥)。

注意：及时清洗电极。

【小组实验设计方案，并实施】

的实验。

通过实验活动，感悟科学探究的思路和方法，进一步体会控制变量在科学探究中的应用。

【方案1】为何Zn表面会变黑？

从能量转化的角度说明什么

1 Zn CuSO4

Cu CuSO4

Zn表面变黑

有电流产生

Zn表面不变黑

有电流产生

Zn表面不变黑

有电流产生

在讨论交流方案的过程中，学生对实验现象的解释，深入认识原电池原理和形成条件，上升到完整认识。通过双液电池模型的建构，渗透对立统一的辩证唯物主义思想。

2 Zn ZnSO4

Cu CuSO4

3 问题？

Zn NaCl Cu CuSO4

（分析现象）Zn接触到CuSO4溶液，会直接发生置换反应。说明Zn失去的电子并没有完全转化成电能，电能转化率较低。

【方案2】为何会产生电流？

（理论分析）①因负极和正极已有提供电子和接受电子的物质，两者存在电势差，有电子定向移动的趋势。

②当通过盐桥连接两极时，阴离子从正极溶液通过盐桥向负极移动，此时形成闭合回路，就形成了电流。

【问题】负极液的作用？正极液的作用？

（学生通过对比分析）负极液只起导电作用；正极液中Cu2+发生还原反应，且起导电作用。

【总结交流】你对原电池原理的认识。

【介绍电池发展史】

回顾通过今天的实践活动，联系电池发历史

展史，你有哪些感想？

发展创新

交流感受。

介绍电池发展史，激发学习兴趣，感受原电池原理应用于化学电源开发的关键作用。

[作业布置]：课后作业P73面

第2、3、6题

[板书设计]： 第一节：原电池

一、原电池的概念：直接将化学能转变成电能的装置。

二、原电池的本质：氧化还原反应

三、构成原电池的条件：

1、两极：活性不同的两极电极材料（可以是两种活性不同的金属或金属与非金属）

2、电解质溶液：要求电极材料在电解质溶液中能自发的发生氧化还原反应

3、要形成一个闭合的回路。

简称“两极一液一线”