(通用版)201X-201x版高中化学 第四章 电化学基础 第一节 原电池学案 新人教版选修4
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高中化学第四章电化学基础4.1 原电池教案新人教版选修4编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(高中化学第四章电化学基础4.1 原电池教案新人教版选修4)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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原电池教学目标知识与技能:1、让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程;2、使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件;3、能够写出电极反应式和电池反应方程式.过程与方法:1、通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力.2、实验引导学生以问题为中心的学习方法,学会发现问题、解决问题的方法.3、加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法情感态度与价值观:过一些实验和科学探究过程,使学生增强探索化学反应原理的兴趣,树立学习和研究化学的志向。
教学重点:通过对原电池实验的研究,引导学生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.教学难点:从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质教学过程:【引入】电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。
那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。
【板书】§4.1 原电池一、原电池实验探究【讲解】:铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799年意Zn× 大利物理学家——--伏打留给我们的历史闪光点!【实验探究】(铜锌原电池) 实 验 步 骤现象1、锌片插入稀硫酸2、铜片插入稀硫酸3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸【问题探究】1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?3、锌片的质量有无变化?溶液中c (H +)如何变化?4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?5、电子流动的方向如何?【讲解】:我们发现检流计指针偏转,说明产生了电流,这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁,这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖—-—-原电池。
(通用版)2018-2019版高中化学第四章电化学基础第一节原电池学案新人教版选修4编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((通用版)2018-2019版高中化学第四章电化学基础第一节原电池学案新人教版选修4)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第一节原电池[学习目标定位] 1。
通过铜锌原电池的分析,了解原电池的工作原理。
2.会正确判断原电池的正极和负极。
3.学会书写电极反应式,掌握书写电极反应式的技巧与方法。
一、原电池的工作原理1.原电池的构造与工作原理铜锌原电池如图所示,请回答下列问题:(1)有关的实验现象:①锌片溶解,铜片加厚变亮,硫酸铜溶液颜色变浅;②电流表的指针发生偏转,装置中的能量变化是化学能转化为电能。
(2)电极名称和电极反应:①锌电极为负极,发生氧化反应,电极反应式是Zn-2e-===Zn2+;②铜电极为正极,发生还原反应,电极反应式是Cu2++2e-===Cu;③电池总反应的离子方程式是Zn+Cu2+===Zn2++Cu.(3)电子流动方向和电流方向①外电路:电子由锌电极经过导线流向铜电极,电流由铜电极流向锌电极;②内电路:阳离子移向铜电极(正极),阴离子移向锌电极(负极)。
(4)原电池构成的条件:具有活动性不同的两个电极,二者直接或间接地连在一起,插入电解质溶液或熔融电解质中,且能自发地发生氧化还原反应。
下列图示装置能形成原电池的是AD.原电池原理示意图(1)原电池原理是将氧化反应和还原反应分开进行,还原剂在负极上失去电子发生氧化反应,电子通过导线流向正极,氧化剂在正极上得到电子发生还原反应。
(完整word版)【教材分析】原电池_化学_高中
第四章电化学基础
第一节原电池
教材分析
本节课的教学内容“原电池”,是人教版《普通高中课程标准实验教科书化学选修4 化学反应原理》中第四章电化学基础的第一节内容。
原电池是中学电化学基础知识,也是学生了解化学原理应用于生活实际的重要切入点之一。
在前期学习过程中,学生已初步掌握将化学能转化为电能的途径,并已有原电池、正极、负极、电解质溶液的概念。
选修阶段的电化学部分的内容为学生提供了一个较为完整和系统的电化学原理相关知识,也为学生理解和运用电化学的知识奠定了基础。
另一方面课本将实验探究充分融入到理论知的学习过程当中,让学生经历科学探究的过程,为学生进一步提高科学探究能力创设了平台。
同时,也充分联系原理在实际生产生活中的运用,让学生体会到化学的有用性,体验科学、技术、社会与环境的密切关系,达到提高学生科学素养的目标.
选修四第四章第一节再次学习原电池的目的在于学生在本节课的学习中,从学生已有的知识基础入手,进一步深化巩固原电池的工作原理及其构成条件,并随之引入盐桥的概念,结合实验探究和理论探究,学习盐桥的作用,并从微观本质上学习掌握盐桥的工作原理。
并在教师引导下进一步掌握判断原电池的正负极的方法和学会正确书写电极反应方程式.同时,也让学生了解原电池的本质及其实质应用,为学习化学电源、燃料电池等打下基础。
1。
第四章电化学基础第一节原电池一、教学内容以人民教育出版社《普通高中课程标准实验教科书化学选修4》第四章第一节《原电池》为教材依据,巩固已学原电池的基础知识,并进一步拓展相关概念和原理,使学生从一个更高的层次去认识和理解原电池。
本课的教学力求体现新课程的教学理念,充分尊重学生的主体意识,调动学生学习的主动性,着眼提高学生的科学素养和人文素养。
二、教学背景分析学习内容分析:在人教版教材必修2中已经重点介绍了铜锌原电池的工作原理和形成条件,并对实用电池进行了简单介绍。
在选修4《化学反应原理》的第四章第一节中重点通过双液电池模型的构建,发展对原电池原理和形成条件的认识。
同时在第二节中应用深化发展的原电池原理和形成条件进一步理解实用电池、电化学腐蚀和防腐原理。
作为《化学反应原理》模块的最后,承担着深入认识物质变化与能量变化的统一,理解原理对实际应用的指导价值,深化对氧化还原反应的理解和应用的功能。
从必修水平到选修水平,学生的知识和能力需要进行一次较大的跨越。
在这一跨越过程中,合适的模型是学习和理解原电池原理的重要工具,选修教材中呈现的带盐桥的双液电池模型与必修阶段的锌铜单液模型承载的功能截然不同。
如何寻找学生的“最近发展区”,完成跨越是在本节课教学中重点要解决的问题。
学生情况分析:已有基础:对原电池原理有初步认识;具有一定的实验探究能力。
局限认识:氧化剂和还原剂只有接触才可能发生氧化还原反应。
发展方向:通过实验活动对原电池原理形成完整认识,提高解决问题的能力。
教学方式与教学手段说明:采用“实验探究—模型建构—理论分析”相结合的教学方式,学生通过实验活动,建构原电池模型,结合理论分析,不断深入认识原电池原理和形成条件,最终实现知识和能力上的跨越。
三、本课教学目标设计知识与技能: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。
课程模块:人教版选修4《化学反应原理》课题:第四章第一节《原电池》第四章电化学基础第一节原电池【学情分析】本节内容以化学必修2第二章第二节“化学能与电能”为基础,在学生已掌握氧化还原反应理论、金属活动性顺序以及物理学中的电学知识,并初步掌握将化学能转化为电能的途径和对电解质溶液、原电池的构成条件等有一定了解的前提下,将进一步介绍原电池的组成和工作原理,通过对原电池中闭合电路形成过程的分析,引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念,要求学生能够写出相关的电极反应式和电池反应式。
三维目标【知识与技能目标】1.使学生理解原电池的化学原理,通过实验正确判断原电池的正负极。
2.了解能源与化学能之间的关系;能初步设计简单的原电池。
3.初步掌握形成原电池的基本条件,并能将理论应用于实际。
【过程与方法目标】1.利用实验探究方法学习原电池的原理;结合生活实际,学习原电池原理在生活中的实际运用。
2.通过实验不断总结、发现、归纳知识的要点,培养学生的思维能力和创造能力。
【情感态度与价值观目标】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。
3. 在观看番茄电池的过程中,增强了学生学习化学的兴趣,并培养“学以致用”的学习观。
【教学重点】进一步了解原电池的工作原理,能够写出原电池的电极反应式及电池反应式。
【教学难点】原电池的工作原理【教学方法与手段】启发讨论法、合作学习法、实验探究法、多媒体辅助教学手段【教学准备】多媒体设备:多媒体电脑及显示屏实验仪器:每组电流表,导线两根,原电池容器两个,铜电极,锌电极,碳电极,盐桥。
(共6组,8人一组)演示实验一套化学药品:硫酸铜溶液、硫酸锌溶液。
(各6组)教学过程设计银电极为电池的________电极反应为____________________________;X电极反应为____________________________。
2019-2020年高中化学第四章电化学基础第一节原电池教案(1)新人教版选修4教学过程图4-1学生实验观察记录实验现象并描述现象2019-2020年高中化学第四章电化学基础第一节原电池教案(2)新人教版选修4【引入】故事:1、意大利解剖学家和医学教授伽伐尼的发现。
2、伏打电池的发明。
伏打电池的出现,在化学发展史和人类历史上均具有里程碑式的意义。
现在,我们的生活中已离不开各种电池。
比如“嫦娥一号”使用的高能电池,手机使用的锂电池。
但其原理跟伏打电池是一样的。
今天,让我们一起研究一下这个原理。
【板书】第四节原电池原理及其应用【老师强调】本节课是一节以实验探究为主的新课,请大家认真阅读实验注意事项。
【实验指导】介绍实验桌上的物品,指导学生做以下三个实验:1、将锌片插入稀硫酸中:2、将铜片插入稀硫酸中:3、将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中:【学生活动】实验并观察现象【学生回答】1、锌片上有气泡,因为锌能和稀硫酸反应放出氢气。
2、铜片上没有气泡,因为铜不能和稀硫酸反应。
3、铜片上有气泡。
【设疑】铜片上的气体是哪里来的?【学生活动】引导学生重点思考:1 、铜片上的气体是什么?2 、氢离子转变为氢气所需的电子从何而来?(分析出各种可能出现的情况)【引导】电子究竟是锌片还是铜片失去的,我们可以用实验来证明。
那么,如何通过实验来证明锌片上的电子是否通过导线转移到了铜片上?【学生回答】在铜片和锌片中间连接一个灵敏电流计,检测有无电流【演示实验】如右图所示:指导学生观察现象【学生回答】现象:电流计指针偏转结论:有电流流过,说明导线中有电子流过,说明氢离子得到的电子确实是锌片失去,通过导线传递到铜片上的。
【动画演示】由于锌片失去电子后产生锌离子,锌片的周围有许多来不及扩散到溶液中去的锌离子,对氢离子有排斥作用,使氢离子很难在锌片上直接得到电子【老师讲述】用导线连接锌片和铜片后,在锌片和铜片之间存在电位差(即电势差),导致电子的定向移动,形成电流。
第一节原电池[学习目标定位] 1.通过铜锌原电池的分析,了解原电池的工作原理。
2.会正确判断原电池的正极和负极。
3.学会书写电极反应式,掌握书写电极反应式的技巧与方法。
一、原电池的工作原理1.原电池的构造与工作原理铜锌原电池如图所示,请回答下列问题:(1)有关的实验现象:①锌片溶解,铜片加厚变亮,硫酸铜溶液颜色变浅;②电流表的指针发生偏转,装置中的能量变化是化学能转化为电能。
(2)电极名称和电极反应:①锌电极为负极,发生氧化反应,电极反应式是Zn-2e-===Zn2+;②铜电极为正极,发生还原反应,电极反应式是Cu2++2e-===Cu;③电池总反应的离子方程式是Zn+Cu2+===Zn2++Cu。
(3)电子流动方向和电流方向①外电路:电子由锌电极经过导线流向铜电极,电流由铜电极流向锌电极;②内电路:阳离子移向铜电极(正极),阴离子移向锌电极(负极)。
(4)原电池构成的条件:具有活动性不同的两个电极,二者直接或间接地连在一起,插入电解质溶液或熔融电解质中,且能自发地发生氧化还原反应。
下列图示装置能形成原电池的是AD。
原电池原理示意图(1)原电池原理是将氧化反应和还原反应分开进行,还原剂在负极上失去电子发生氧化反应,电子通过导线流向正极,氧化剂在正极上得到电子发生还原反应。
(2)负极为电子流出极,相对活泼,通常是活动性较强的金属或某些还原剂,电极被氧化,发生氧化反应。
(3)正极为电子流入极,相对不活泼,通常是活动性较差的金属或非金属导体,一般是电解质溶液中的氧化性强的离子被还原或电极上附着物本身被还原,发生还原反应。
2.盐桥原电池(或双液原电池)按下图所示装置完成实验,并回答下列问题:(1)实验过程中,能观察到的实验现象:①锌片溶解,铜片加厚变亮;②电流表指针发生偏转;③硫酸铜溶液的颜色变浅。
(2)离子移动方向①硫酸锌溶液中:Zn2+向盐桥移动;②硫酸铜溶液中:Cu2+向铜极移动;③盐桥中:K+移向正极区(CuSO4溶液),Cl-移向负极区(ZnSO4溶液)。
(3)若取出装置中的盐桥,电流表的指针是否还会发生偏转?不偏转,原因是取出盐桥,该装置不能构成闭合回路,不能形成原电池。
原电池中盐桥的作用(1)构成闭合回路,形成原电池。
(2)避免电极与电解质溶液直接反应,有利于最大程度地将化学能转化为电能。
(3)盐桥中的阴、阳离子定向迁移,使溶液保持电中性,反应持续进行,能长时间稳定放电。
3.由原电池相关知识判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)原电池中电子流出的一极是正极,发生氧化反应(×)(2)原电池中电流的方向是负极—导线—正极(×)(3)双液原电池中的盐桥是为了连通电路,所以也可以用金属导线代替(×)(4)在原电池中阳离子移向正极,阴离子移向负极(√)(5)铜、锌与硫酸组成的原电池中,锌为负极,质量减少,铜为正极,质量不变(√)原电池正极和负极的判断依据判断依据正极负极电极材料不活泼金属或非金属活泼金属电子流向电子流入电子流出电极反应还原反应氧化反应电极常见现象电极增重或产生气体电极减轻离子移向阳离子移向阴离子移向例1关于下图所示的原电池,下列说法正确的是( )A.电子从锌电极通过电流表流向铜电极B.盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移C.铜电极发生还原反应,其电极反应是2H++2e-===H2↑D.取出盐桥后,电流表仍会偏转,铜电极在反应前后质量不变答案 A解析锌片作负极,铜片作正极,电子从负极流向正极,A选项正确;盐桥中的阴离子向负极移动,B选项错误;负极发生氧化反应,正极发生还原反应,铜电极发生的反应为Cu2++2e-===Cu,C选项错误;取出盐桥后不能形成原电池,电流表不偏转,铜电极在反应后质量增加,D选项错误。
考点原电池的工作原理题点盐桥原电池例2根据原电池的工作原理,写出下列电池的电极反应式。
(1)将铁片、铜片用导线连接后,置于稀硫酸中,形成原电池:①正极反应式是___________________________________________________________;②负极反应式是___________________________________________________________;③原电池总反应的离子方程式是_____________________________________________。
(2)有人用原电池原理除去银器皿表面的黑色硫化银,其处理方法:将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,有臭鸡蛋气味的气体放出,银表面的黑色会褪去而银不会损失。
在此形成的原电池中:①负极反应式是____________________________________________________________;②正极反应式是____________________________________________________________;③总反应方程式是__________________________________________________________。
答案(1)①2H++2e-===H2↑②Fe-2e-===Fe2+③Fe+2H+===Fe2++H2↑(2)①2Al-6e-===2Al3+②3Ag2S+6e-===6Ag+3S2-③3Ag2S+2Al+6H2O===6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑解析(2)要善于抓住题示信息。
“黑色褪去而银不会损失”,必然发生变化:Ag2S―→Ag,显然这是原电池的正极反应:3Ag2S+6e-===6Ag+3S2-,负极反应应为活泼金属发生氧化反应:2Al-6e-===2Al3+,正极生成的S2-和负极生成的Al3+在溶液中都能水解且相互促进:2Al3++3S2-+6H2O===2Al(OH)3↓+3H2S↑,有臭鸡蛋气味的硫化氢气体产生。
原电池的总反应为上述三个反应式的加合:3Ag2S+2Al+6H2O===6Ag+2Al(OH)3↓+3H2S↑。
考点原电池的工作原理题点电极反应式的书写及正误判断方法点拨一般电极反应式的书写方法(1)判断原电池的正、负极,即找出氧化剂和还原剂。
(2)结合介质的酸碱性确定还原产物和氧化产物。
(3)写出电极反应式,将两式相加得总反应式。
例3根据下列原电池的总反应式,写出其电极反应式。
(1)利用反应2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2O可制备硫酸铜,若将该反应设计为原电池,其负极反应式是____________________________________________________________,正极反应式是_____________________________________________________________。
(2)某原电池总反应为2FeO2-4+3H2===Fe2O3+4OH-+H2O,在该原电池中:负极反应式是_____________________________________________________________;正极反应式是_____________________________________________________________。
答案(1)2Cu-4e-===2Cu2+O2+4e-+4H+===2H2O(2)3H2-6e-+6OH-===6H2O 2FeO2-4+5H2O+6e-===Fe2O3+10OH-解析(1)将总方程式拆成氧化反应和还原反应两个半反应,还原剂在负极上发生氧化反应:2Cu-4e-===2Cu2+;氧化剂在正极上发生还原反应:O2+4e-+4H+===2H2O。
(2)将总方程式拆成氧化反应和还原反应两个半反应,还原剂在负极上发生氧化反应:3H2-6e-+6OH-===6H2O;氧化剂在正极上发生还原反应:2FeO2-4+5H2O+6e-===Fe2O3+10OH-。
考点原电池的工作原理题点电极反应式的书写及正误判断方法点拨已知总反应式,书写电极反应式的方法(1)分析原电池总反应式中各元素的化合价变化情况,找出氧化剂及其对应的还原产物,氧化剂发生的反应即为正极反应;找出还原剂及其对应的氧化产物,还原剂发生的反应即为负极反应。
(2)当氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物由多种元素组成时,还应注意电解质参与的反应。
(3)若有一电极反应式较难书写,可先写较易写出的电极反应式,然后利用总反应式减去该电极反应式即可得到另一电极反应式。
二、原电池原理的应用1.比较金属活动性强弱对于酸性电解质,一般是负极金属的活动性较强,正极金属的活动性较弱。
例如:a和b两种金属,用导线连接后插入稀硫酸中,观察到a极溶解,b极上有气泡产生,则a为负极,b为正极,金属活动性a>b。
2.加快氧化还原反应的速率构成原电池的反应速率比直接接触反应的速率快。
例如:实验室制取氢气时,粗锌比纯锌与稀硫酸反应速率快;或向溶液中滴入几滴硫酸铜溶液,产生氢气的速率加快。
3.设计化学电池(1)理论上,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。
(2)外电路:还原性较强的物质在负极失去电子,氧化性较强的物质在正极上得到电子。
(3)内电路:将两电极浸入电解质溶液中,阴、阳离子作定向移动。
例4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。
(5)如果将装置图中的两个烧杯换成一个烧杯,是否还需要硫酸铜溶液?________________。
答案(1)铜硝酸银溶液(2)2Ag++2e-===2Ag Cu-2e-===Cu2+(3)负(或铜) 正(或银) (4)银铂、石墨(5)不需要解析原电池中负极上发生氧化反应,正极上发生还原反应,盐桥起到形成闭合回路、平衡电荷的作用。
由总反应方程式可知电极X的材料是Cu,发生氧化反应,电解质溶液Y是可溶性银盐溶液,常用AgNO3溶液。
电极反应式如下,负极:Cu-2e-===Cu2+,正极:2Ag++2e-===2Ag,电子由负极(Cu)流出,经外电路流向正极(Ag)。