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《原电池的工作原理》名师教案

一、教学目标?

【知识与技能】?

了解原电池的构造特点，掌握原电池的工作原理，能判断原电池的正负极，并能正确书写正、负极反应式和电池反应方程式。?

【过程与方法】?

运用辩证唯物主义的思维方法，抓住氧化还原是原电池工作原理的实质，培养学生由表面现象到内在本质的认识，提高透过现象看本质的能力。?

【情感、态度与价值观】?

通过动手探索，体现科学探究的乐趣，激发学习热情。认识到生活中处处有化学，化学中处处可联系到生活，从而达到爱化学的目的，培养爱科学的态度。?

二、重点难点?

重点：原电池的工作原理。?

难点：原电池的工作原理及电极反应式的书写。??

三、教学方法?

实验探究法??

四、教学过程?

【引入】?

电池大家都不陌生，在生活中应用也十分广泛，比如闹钟里用的是锌锰干电池，手机里用的是锂离子电池，电动车中用的铅蓄电池等。今天老师带来了一个自制的铅蓄电池，同学们请看。你想不想也像老师一样自己制造一个电池呢？那你首先得知道电池的工作原理。今天我们就一起来学习电池的雏形——原电池以及它的工作原理。?

【板书】原电池的工作原理?

【问题一】Zn与CuSO4溶液反应的能量是如何变化的？如果该反应放热，可否设计实验将释放的能量转化为电能？?

【实验探究一】?

1、?将锌粉加入CuSO4溶液中，测量溶液的温度变化，分析能量变化情况。??

2、?如果Zn与CuSO4溶液的反应是放热反应，请设计实验将该反应所释放的能量转化为电能并实施你所设计的实验。??

【回忆】?

《必修2》中的铜-锌（稀硫酸）原电池，它的构造是锌片做负极、铜片做正极、稀硫酸做电解质溶液，该原电池装置可以实现将化学反应释放的能量转化为电能。将Zn与CuSO4溶液的反应与该电池反应进行对比，设计出将该反应所释放的能量转化为电能的实验装置。??

【实验结果】?

1、?Zn与CuSO4溶液的反应后温度升高，说明该反应是放热反应。?

2、?实验装置设计：

锌片逐渐溶解，铜片上有红色固体析出，灵敏电流计指针偏向铜电极。电流计指针发生偏转，说明有电流产生，即发生了化学能转化为电能的过程。由电流的方向可以知道电子由锌片经导线流向铜片，由此判断锌片是负极、铜片是正极。锌片上有电子流出是由于锌发生了氧化反。锌失去的电子通过导线流向铜片，锌离子进入溶液。溶液中的铜离子在铜片上获得电子发生还原反应，生成的铜沉积在铜片上。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成闭合回路，使两个电极反应持续进行，发生有序的电子转移过程。

【问题二】探究一的原电池工作效率如何？能提供持续、稳定的电流吗？?

【实验探究二】铜、锌原电池电流的稳定性。?

仪器和药品：1mol/LCuSO4溶液、锌片(3cm×5cm)、铜片(3cm×5cm)?、电流传感器

实验步骤：?

①?连接好电流传感器，并打开数据发射器开关，然后打开Lab?studio界面，设置取样频率为50点每秒，时间为?1分钟，打开“实验设置”--“显示?传感器”--选择“毫安”；

②?将铜片、锌片连接在传感器上，然后同时插入CuSO4溶液中；?

③?立即按下“开始采集”按钮，观察数据的变化曲线。?

注意事项：?

①?为保证实验不受外界因素的干扰，需选用新的锌片和铜片做电极；

②?实验数据采集时需将电极固定在反应器上，不能晃动溶液或移动电极。?

【实验结果】?

电流在1min内直线下降，且有不断下降的趋势。说明该电池不能提供持续、稳定的电流。

【问题三】为何探究二中的电流会很快下降？如何避免这种现象的出现呢？

【讨论】是由于锌片与硫酸铜溶液直接接触导致电流持续下降。

改进装置图：?

盐桥：将热的饱和KCl或?NH4NO3琼脂溶液倒入U形管中，即可得到盐桥。盐桥可以使装置形成闭合回路，并保持两池溶液呈电中性。

【实验探究三】铜、锌双液原电池电流的稳定性?

仪器和药品：1mol/LCuSO4溶液、1mol/LZnSO4溶液、锌片(3cm×5cm)、铜片(3cm×5cm)?、?电流传感器?、盐桥?

实验步骤：?

①?接好电流传感器，并打开数据发射器开关，然后打开Lab?studio界面，设置取样频率为50点每秒，时间为?1分钟；

②?铜片、锌片连接在传感器上，然后将铜片插入CuSO4溶液中，锌片插入ZnSO4溶液中，将两池溶液用盐桥连接；?

③?立即按下“开始采集”按钮，观察数据的变化曲线。?

【实验结果】电流在1min内几乎没有变化，能形成稳定、持续的电流。

【归纳整理】?

原电池的工作原理?

1、?能量转换：?

化学能转化为电能，其中“化学能”指的是自发进行的氧化还原反应释放的能量。?

2、?电极命名：

负极：电子流出的一极（或失电子的物质或还原剂