归纳与整理优秀公开课教案

原电池

教学设计

胡耀东

【教学目标】

知识与技能：

1．理解盐桥的作用；

2．深入理解原电池工作原理；

3．会写电极反应式、电池反应式；

过程与方法：

1.通过实验探究原电池如何提供持续、稳定电流的过程，培养

“发现问题→分析问题→提出假设→实验验证”基本的科学素养，提高实验探究能力；

2.通过对比不同电池输出电能能力的不同，明白化学能转化为电能的效率有高低之分，并深刻理解原电池反应的本质就是氧化还原反应。

3.通过实验探究和交流讨论及教师引导，深刻理解原电池工作原理，并学会书写电极反应式和电池反应式。

情感态度与价值观：

1.在探究学习的过程中，培养“实践出真知”、严谨治学的科学观。

2.在合作学习的过程中，体验团队智慧的力量，培养互相合作的精神。

【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电池反应式。

【教学难点】原电池的工作原理

【教学过程】

引入：大家已经知道，原电池是化学能转化为电能的装置，今天我们在原有基础上更深层次的继续来研究原电池。

板书：一

简单原电池

（1）

工作原理

复习：我们先来回顾一下形成原电池的条件：

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) 复习过渡：在必修2中我们很熟悉的锌铜原电池中，大家就有这样的疑问，锌是否会和硫酸铜直接反应（PPT给出装置图，两极反应式），我们今天重新来做这个实验，不仅要关注实验有无电流的产生，还要观察电压电流的变化，两极发生的现象，以及整个装置的温度的变化。

学生实验一：

提供Zn片、Cu片、CuSO4溶液、万用表、导线、烧杯、温度计等仪器

动手实验组装原电池，观察实验现象并记录电压电流数值

实际现象：（有电流电压，但不稳定；两个电极上都有红色物质生成）随着实验时间的延续，电流表指针偏转的角度逐渐减小，最终没有电流通过，同时锌片表面逐渐被铜覆盖直至电流为0，同时装置温度升高。

学生讨论：

分析（问题）：（引导学生进行）：由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，锌原子直接把电子给了与之接触的铜离子，相当于短路，所以电流可能不稳定，而且在一但有少量的铜在锌片表面析出，即在锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输出的电

1

流强度减弱，直至铜覆盖了锌而导致电化学反应停止，电流消失。而且铜的直接析出伴随热量的损失，导致效率不高。最后谈控制的问题。

板书：（2）（发现）问题：1电压电流不稳

2 效率不高

3 开路损耗

提出问题：

这样的原电池能不能用来做电源？

解决问题：从不稳定因素着手（铜离子与锌片接触），作为原电池，其功能就是将化学能转换为电能，上述实验中在负极上的变化趋势影响了供电效率，是否可以设法阻止溶液中的铜离子在负极锌片上被还原？

学生讨论改进方案（Zn,ZnSO4和Cu,CuSO4、导线、万用表、

盐桥（盐桥中装有琼胶的饱和KCl溶液，可以阻止溶液的通过，但是K+和Cl-可以移动）。

讨论关键点：

【设计1】

按右图所示, 将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液分别通过导线与电流计连接，预测有什么现象?

【问题】上述装置构成了原电池吗？

分析：从原电池的形成条件来看，

只差第三个条件---构成闭合回路，如何实现？导线

电解质溶液）

学生方案展示

①若是导线，形成原电池时，在两极形成电荷堆积，导线上也会出现电子堆积，电阻致使电子不能畅通定向移动，无法形成持续稳定地电流

②若是电解质溶液，外电路的电子定向移动，内电路离子也定向移动，构成一个内外循环的通路，就可以得到持续稳定地电流）

【设计2】

引入盐桥连通,看有什么现象？

马上验证自己的实验方案：

板书：二

简单原电池的优化

学生实验二：实验并观察

（1）是否有电压电流

（2）观察两极现象

（3）实验一中的问题是否解决

1结果：电压电流稳定；指针偏转，锌片溶解，铜片上有红色铜析出，撤掉盐桥，反应停止，实验一中的问题全部解决。

2 分析：优化后的电池工作原理，动画演示。

引导：⑴外电路中靠电子的定向移动，内电路中靠离子的定向移动；

⑵外电路中锌失去电子经过导线流向铜片，硫酸铜溶液中的的铜离子从铜片上得到电子，被还原成金属铜沉积在铜片上。内电路中由于负极锌失去2个电子，成为锌离子进入ZnSO4溶液，使得ZnSO4溶液正电荷增多，显正电，正极铜离子得到2个电子，析出金属铜，使得CuSO4溶液中SO42-增多，显负电性，那么Ｋ+和Cl-由于电性相吸分别移向硫酸铜和硫酸锌溶液，使得内电路连通。

3、指出原电池即由两个半电池连接而成，要求学生写出锌、铜半电池也即两极反应式、电池反应式。

4、提问：这个改进方案中最关键因素是？

2

学生分析回答。

板书：盐桥作用(a构成闭合回路，避免两溶液直接接触;b 平衡电荷

) 一个输电能力好的有实际应用的电池还需要进一步考虑电极、装置的合理性等因素，大家在以后的学习中会有不同程度的涉及。

课堂练习：

1 为获得较长时间的稳定电流，如何将

“Zn-稀H2SO4-Cu”组成的原电池（如左下图）进行简单改装？

2 根据下列氧化还原反应，设计原电池，指出正负极，写出电极反应。Cu+2Fe3＋==2Fe2＋+Cu2＋

总结：通过这节课的实验探究，我们更深刻的感受到了原电池的构造和改进，使氧化还原反应分开在两个完全分离的反应池中，让两个半反应分别在不同的两个电极发生，这样就避免了负极材料与电解质溶液的相互消耗，通过架设盐桥，获得了相对稳定，持久的电流。实现了从单液电池向双液电池的飞跃，看上去只是一步之遥，同学们的思维却已产生了质的跨越。这种探究历程本身就是世界上第一个电池伏打电堆到丹尼尔优化电池的一个缩影！科学的思维就在我们学习中间，请大家仔细体会。

板书设计

原电池

一

简单原电池

（１）工作原理

（２）问题：

a电压电流不稳定

b 效率不高

c 开路损耗

二

简单原电池的优化

盐桥作用

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