归纳与整理教学设计及说课稿

第二章

第二节

化学能与电能

（第一课时）

学习目标 （一）知识技能

1、理解化学能与电能之间转化的实质。

2、掌握化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量。

（二）过程与方法

通过反应物之间电子的转移的探究，理解原电池的形成是氧化还原反应的本质的拓展和运用。

（三）情感价值观

感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观，提高开发高能清洁燃料的意识。

学习重点 初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

学习难点 通过对原电池实验的研究，从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以

及这种转化的综合利用价值。

学习方法

实验探究法

学习用品 铜片、锌片、稀硫酸、导线、烧杯、电流计、小灯泡、番茄、果汁、干电池等。

学习过程

[引入]请大家仔细观察，在教室里有哪些用电器呢？

[学生]认真寻找：电脑、电灯、投影仪、手机、电动玩具、手电筒、小台灯…

[讲述]以上各种用电器按照电的来源可以分成两类。一类是用发电厂发的电，一类使用的是电池。电能是使用最广泛、最方便、污染最小的二次能源（见资料卡片，同时投影发电的方法图片）。

现代发电方式多种多样，但是据估计我国到2050年前后虽然水力和其他能源提供

的发电量会逐步增加，但火力发电仍将居于首位。

请同学们根据下面火电站工作原理示意图，判断燃煤发电中的能量转换过程？

1

由大家的分析可知火力发电的本质就是通过燃烧使化学能转化为热能，然后转化为涡轮机的机械能，最终转化为电能，也就是说燃烧使化学能转化为电能。

[板书]第二节

化学能与电能

一、化学能转化为电能

（一）

火力发电

[讨论·分析] 火力发电利与弊分析。

资料：若用火力发电每年可向空气中排放二氧化碳1亿吨，二氧化硫200万吨，一氧化碳1万吨，氮氧化合物37万吨，工业废渣约1200万吨以上。

[结论]火力发电的优点：①我国煤炭资源丰富，运输方便，有利于全国各地使用，火电厂布局灵活；

②火电厂建设周期短，投资小

③发电快捷稳定，节约时间

火力发电的缺点：①煤炭储量有限，是非再生能源

②产生SO2、氮氧化物形成酸雨；排放大量CO2加剧温室效应；排放烟尘和废水、废渣，造成环境污染

③能量转换效率低

[引导]由燃煤发电的利与弊可知改进燃煤发电；研究新的化学能发电方式，是非常必要的。例如我们平常使用的电池就可以实现化学能直接转化为电能，很大提高能量转换效率。下面我们通过实验来揭示其中的原理。

[演示实验2—4]锌是比较活泼的金属，能与稀硫酸反应放出H2，而铜不与稀硫酸反应。如果我们把锌片和铜片用导线连接在一起，同时放到稀硫酸中，会发生什么现象呢？

[回答]①铜片上有无色气体产生

②锌片逐渐变薄，有无色气体产生

③铜片附近溶液颜色无明显变化

[问1] 铜片与稀硫酸反应了么？

[回答] 没有，因为铜片附近溶液颜色无明显变化

2

[问2] 该装置的原理究竟是什么？（为什么铜片上有气体产生呢？是怎么产生的？是什么气体？）

请大家分组按照如下步骤进行实验，注意观察记录每步的实验现象，并思考讨论各步现象产生的原理或得出的结论，完成实验报告，由组长汇报。

[探究实验]

实验（一）

实验（二）

锌片逐渐变薄

无现象

实验现象

+原理解释或结论

（写离子方程式，并用单线桥标出电子转移）

Zn+2H==Zn+H2↑

铜与稀硫酸不反应

Zn+2H==Zn+H2↑

锌片上有无色气体产生

铜与稀硫酸不反应

铜片上无现象

+2+2+实验（三）

铜片

铜片上有无色气体产生

锌片逐渐变薄，有无色气体产生

铜片附近溶液颜色无明显变化

铜片上有无色气体产生

锌片逐渐变薄，有无色气体产生

铜片附近溶液颜色无明显变化

实验（四）

锌片

溶液

铜片

锌片

实验（五）

溶液

电流计

导线上有电流通过，即有电子定向移动

电流计指针发生偏转，偏（或小向 灯泡）

[讲述]我们把实验（四）（五）这样能产生电流的装置，称为原电池。类比干电池那么该原电池的正极和负极分别是什么呢？

[实验设计] 请根据提供的实验仪器（干电池，电流计等）设计实验验证（四）（五）中原电池的正极和负极。

实验结论：铜片为正极，锌片为负极。

[问3] 导线中电子移动的方向是什么？

3

[回答] 从锌片到铜片，该装置中，Zn失去的电子通过导线传递给Cu。

[问4] 为什么铜片上有气体产生呢？是怎么产生的？是什么气体？

+[回答] 溶液中的H在Cu片表面得到电子生成H2

[问5] 溶液中由谁导电？

各微粒的移动方向如何？

[回答]自由移动的离子。阳离子向铜片（正极）移动，阴离子向锌片（负极）移动。

[投影]原电池工作原理动画

[讲述]锌片：Zn-2e== Zn 铜片：2 H+2e== H2↑ 电流方向：Cu Zn 根据电流方向可以判断铜片为该原电池的正极，锌片为负极。铜片和锌片上分别发生的+2+反应称为电极反应，两个电极反应的总反应即Zn+2H==Zn+H2↑，称为该原电池的总反应。原电池的工作原理其实是把一个氧化还原反应分在两个电极上进行，电子通过导线定向转移，从而产生电流。原电池是把化学能直接转变为电能的装置。

电极

负极

正极

电极材料

电极反应

反应类型

得失电子的粒子

电子流动方向

溶液中离子移动方向

-2++-

[板书]（二）原电池：把化学能转化为电能的装置

1.

工作原理

-2+负极反应：锌片 Zn-2e== Zn（氧化反应）

+-正极反应：铜片2 H+2e== H2↑（还原反应）

+2+总反应：Zn+2H==Zn+H2↑

[讲述]我们可以看出原电池的工作原理其实是把一个氧化还原反应分在两个电极上进

行，电子通过导线定向转移，从而产生电流。事实上早在200多年前意大利的物理学家伏打就发现了原电池原理，发明了世界上第一个电池——伏打电池。我们日常生活中用的干电池、纽扣电池、手机用的锂电池等都是遵循原电池原理而设计的。

自我检测

4

1. 原电池产生电流的本质原因是

（

）

A、原电池中溶液能电离出自由移动的离子

B、有两根导线将两个活动性不同的电极连接

C、电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子

D、电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移

2. 关于如右图所示装置的叙述，正确的是

（ ）

A、铜是正极，铜片上有气泡产生

B、铜片质量逐渐减少 C、电流从锌片经导线流向铜片

D、氢离子在铜片表面被还原

巩固提升

3．现有A、B、C、D四种金属片，①把A、B用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，A上有气泡产生；②把C、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，D发生还原反应；③把A、C用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液中，电子流动方向为A→导线→C。根据上述情况，回答下列问题：

（1）在①中，金属片 发生氧化反应；

（2）在②中，金属片 作负极；

（3）如果把B、D用导线连接后同时浸入稀硫酸溶液，则金属片 上有气泡产生；

（4）上述四种金属的活动性顺序是 。

课后思考：试解释为何铜锌原电池为何锌片上也有气泡产生？（注：我们实验室中的锌片不是纯锌，还含有铜、铁、镉等杂质。）

趣味电池：制作水果电池、果汁电池。

课时作业

1、将银片和锡片用导线相连后，一起浸入稀硫酸溶液中，则（ ）

A、锡片上有气泡，银片上无气泡

B、形成原电池，锡为正极，银为负极

C、电流方向是自锡片通过外电路导线流向银片

D、锡极发生氧化反应，银极发生还原反应

2．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是(

) A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生

B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极

C．两烧杯中溶液的H+浓度均减小

D．产生气泡的速度甲比乙慢

3、把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中，用导线两两相连可以组成各种原电池。若A、B相连时，A为负极；C、D相连，D上有气泡逸出；A、C相连时A极减轻；B、D相连，B为正极。则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为 （ ） A、A＞B＞C＞D B、A＞C＞B＞D C、A＞C＞D＞B D、B＞D＞C＞A 4．实验室中制取氢气，最好的方法是( )。

A．纯锌与稀硫酸反应 B．纯锌与浓硫酸反应

C．纯锌与稀盐酸反应 D．粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应

225、铜片和锌片连接后浸入稀硫酸中构成原电池上，当导线上通过电子3.01×10个，则锌失去电子 mol ，锌片减少 克，铜片表面析出标准状况下的H2 L。

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