改进原电池

《盐桥原电池的工作原理及改进创新》教学设计一、教学目标【知识与技能】⑴了解原电池的构造和基本工作原理；⑵能够正确书写电极反应式和电池总反应方程式；⑶了解盐桥的作用，会判断和设计简单的原电池。

【过程与方法】⑷通过实验探究活动，使学生体验化学能与电能转化的探究过程，并了解原电池的构造和工作原理；⑸通过单液原电池和u型管盐桥原电池的分析对比，学生间相互讨论交流以及教师引导，使学生具备发现问题，分析问题并解决问题的能力。

【情感态度与价值观】⑴通过分组实验与讨论，体验小组合作学习的乐趣，培养团结协作的精神；⑵通过实验探究活动，增强学生探索化学反应原理的兴趣，掌握学习和研究化学问题的方法。

二、教材分析本节内容以（必修2）第六章第一节“化学反应与能量变化”第一课时《化学反应与电能》为基础，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、盐桥等概念。

同时原电池的原理又为后面金属的腐蚀和防护，常见电池的原理及电解原理等重要电化学知识的学习奠定了基础。

新课程标准对原电池知识有新的要求，通过教学体验化学能与电能转化的探究过程，了解原电池的工作原理，能判断电极名称，根据题意写出电极反应式和电池总反应式。

三、学情分析知识角度，高二学生在必修1、必修2和选择性必修1中已经学习过氧化还原反应、原电池的相关知识，同时物理学中电学知识也相当丰富，学习本节内容并不陌生，难度不大。

认知角度，高二学生形象思维能力已充分发展，抽象思维能力也在迅速发展中，同时具有强烈的好奇心和求知欲，对实验探究的热情高，但抽象思维能力和探究能力还不够成熟，需要老师适时的组织和引导。

四、教学重点和难点【教学重点】进一步了解原电池的工作原理，了解u型管盐桥原电池的缺点并改进创新。

【教学难点】盐桥原电池的工作原理，u型管盐桥原电池缺点并改进创新。

五、教学策略【教学方法】以“小组实验探究式教学法”为主，贯穿“小组合作讨论法”，引导学生发现问题、分析问题、解决问题；运用学案和多媒体辅助教学。

原电池知识点系统总结原电池知识点系统总结从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。

下面是小编整理的原电池知识点系统总结，欢迎来参考！1.原电池的定义电能的把化学能转变为装置叫做原电池。

2.原电池的工作原理将氧化还原反应中的还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂，使氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行，从而形成电流。

3.构成条件两极、一液(电解质溶液)、一回路(闭合回路)、一反应(自发进行的氧化还原反应)。

4.正负极判断负极：电子流出的极为负极，发生氧化反应，一般较活泼的金属做负极正极：电子流入的极为正极，发生还原反应，一般较不活泼金属做正极判断方法：①由组成原电池的两极电极材料判断:一般是活泼的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。

注意：Cu-Fe(Al)与浓HNO3组成的原电池以及Mg-Al与NaOH 溶液组成的原电池例外。

②根据电流方向或电子流动方向判断:电流是由正极流向负极;电子流动方向是由负极流向正极。

③根据原电池两极发生的变化来判断：原电池的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得电子发生还原反应。

④根据现象判断：溶解的电极为负极，增重或有气泡放出的电极为正极⑤根据离子的流动方向判断：在原电池内的电解质溶液，阳离子移向的极是正极，阴离子移向的极是负极。

5.电子、电流、离子的移动方向电子：负极流向正极电流：正极流向负极阳离子：向正极移动阴离子：向负极移动6.电极反应式(以铜-锌原电池为例)负极(Zn)：Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极(Cu)：Cu2++2e-= Cu (还原反应)总反应： Zn+ Cu2+=Zn2++ Cu7.原电池的改进普通原电池的缺点：正负极反应相互干扰;原电池的电流损耗快。

①改进办法：使正负极在两个不同的区域，让原电池的氧化剂和还原剂分开进行反应，用导体(盐桥)将两部分连接起来。

高中化学·人教版选修四《化学反应原理》第四章《原电池实验的深入探索》说课稿佛山市顺德区李兆基中学黎秀梅一、教材背景分析（一）教材分析本节实验课在教材中没有直接呈现，以高二年级所使用教材（人教版）选修四《化学反应原理》第四章“电化学基础”中第一节第二节知识为基础，针对原电池应用而设计的实验改进探究课。

本节实验课的内容在教材第四章的首页被指明其重要性——化学能与电能的相互转换则必须通过一定的装置。

装置设计的合理性，对于能量的转换效率至关重要。

因此，非常有必要开展这一节实验课。

同时，尽管已经接触了很多次单液原电池和双液原电池，但是并未真正从本质上理解为什么要引入双液原电池，仅仅停留在增强电池稳定性方面，而不知道U型管盐桥双液原电池的电流很小，并不具有实际应用意义。

而且，第一节第二节内容均未介绍离子交换膜在电池中的作用，恰恰这几乎是近三年全国一高考卷电池装置中均涉及到膜。

所以，通过本节课自制膜电池，可以补充教材中关于膜实验的空白。

（二）学情分析高二学生已掌握简单原电池的工作原理，具备初步设计简单实验的能力，但是对实际生活中带膜的化学电源、电解池、工业生产问题缺乏知识迁移能力，也就是缺乏科学创新思维和实验综合分析能力以及从宏观实验到微观探析的推理能力。

因此，本节课对学生思维能力的培养非常有必要。

（三）教评目标●教学目标：①通过对原电池实验的创新改进，加深对与原电池工作原理的认识，提高学生的设计实验能力和创新能力，发展科学探究与创新意识核心素养。

②利用数字化实验仪器，将微观发生的反应可视化，结合数据曲线，初步形成分析推理、对比归纳能力，发展宏观辨识与微观探析核心素养。

③通过探究原电池如何提供稳定持续电流的过程，了解科学探究的步骤和方法。

在自主探究与交流互动中，培养求真务实，勇于探索的科学态度。

●评价目标：①通过对原电池工作原理的微观本质的讨论和点评，诊断并发展学生对原电池本质的认识水平（物质水平、微粒水平）。

《大学化学先修课》课程小论文第十章小论文题目：提高原电池能量转换效率有效方法xxxxxxxxxxxxx摘要：提高原电池能量转换效率有效方法之一是利用盐桥，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。

实验证明，对于双液锌铜原电池，使用盐桥后原电池的能量转化率可提高很多。

关键词：原电池能量转换效率盐桥双液原电池正文：课堂上，曾经讲过提高原电池能量转换效率有效方法之一是利用盐桥，盐桥常出现在原电池中，通常是由琼脂和饱和氯化钾或饱和硝酸钾溶液构成的。

用来在两种溶液中转移离子。

[1]盐桥作用的基本原理是：由于盐桥中电解质的浓度很高，两个新界面上的扩散作用主要来自盐桥，故两个新界面上产生的液接电位稳定。

又由于盐桥中正负离子的迁移速度差不多相等，故两个新界面上产生的液接电位方向相反、数值几乎相等，从而使液接电位减至最小以至接近消除。

盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路，盐桥既可沟通两方溶液，又能阻止反应物的直接接触，可使由它连接的两溶液保持电中性。

导线的作用是传递电子，沟通外电路。

而盐桥的作用则是沟通内电路，保持电中性就是化学原电池的盐桥起到电荷“桥梁”的作用，保持两边的电荷平衡以防止两边因为电荷不平衡（一边失去电子，一边得到电子造成的）而阻碍氧化还原反应的进行。

[2]带有盐桥的原电池中负极没有和反应物溶液直接接触，二者不会直接发生置换反应，化学能不会转化为热能，几乎全部转化为电能；而没有盐桥的原电池中的负极与反应物溶液直接接触，两者会发生置换反应，电子直接从还原剂转移给氧化剂，就没有电子通过外电路的定向移动，即没有形成电流，部分化学能转化为热能，化学能不可能全部转化为电能。

[3]实验证明，对于双液锌铜原电池，使用盐桥后原电池的能量转化率高达90.76%[4]采用双液原电池是提高能量转换效率的有效办法。

【提出问题】在人教版《普通高中课程标准实验教科书·化学2》“化学能与电能”中学习了原电池的原理，我们认识了电池的实质，同学们能否自己动手，运用生活中的材料制作简易电池，如何制作呢？又如何检验原电池是否正常工作？如果根据实践活动“利用水果如苹果、柠檬或番茄等制作原电池”。

那么, 如何才能做成一个效果较好的水果电池呢? 影响水果电池的电流的因素究竟有哪些呢?【探究目的】1. 巩固原电池的原理及形成形成;2. 认识影响水果电池产生电流大小的因素;3. 形成多角度思考问题的习惯;4. 加强化学与生活的联系。

【实验设计方案】1. 实验思路水果中含有大量糖类、蛋白质、生物酸等物质, 其中的生物酸起到电解质的作用。

许多水果(如番茄)的汁液显酸性,若在这些水果里平行地插入铜片和锌片即可形成原电池。

理科教材中的探究活动通常将两个半熟的番茄相连,再用铜片和锌片作电极,构成原电池,同时使用检流计来检验原电池，该实验在理论上是可行的,但实际操作过程中往往收不到理想的效果。

原因在于通过此种方式形成的电路中,电压太小,电阻却较大,即便是灵敏电流计在很多时候也很难测出如此微小的电流。

故而本实验利用音乐贺卡和发光二级管来检验原电池是否正常工作，同时探究水果电池所产生的电流大小与电压与水果电池个数，电极材料及电极之间的关系。

2．实验原理运用生活中常见的水果作为电解质，用两种极性不同的金属，铜片和锌片做为电极，锌片做负极，铜做正极，运用检流表，电压表，发光二级管以及音乐贺卡来检验原电池是否正常工作，以及电流、电压大小。

原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生，从而在外电路中产生电流。

水果电池是利用两种金属片的电化学活性是不一样的，其中更=较活泼的金属片能置换出水果中的酸性物质的氢离子，这样，从理论上来说电流大小直接和果酸浓度相关，负极发生氧化反应，正极发生还原反应。

本实验所设计原电池正负极反应如下：铜锌原电池电池反应方程式：Zn+2H+=Zn2++H2负极(Zn)：Zn-2e-＝Zn2+正极(Cu）：2H+＋2e-＝H2锌电极失去电子，从导线经过电流表到达铜表面，电流表指针发生偏转，电流方向与电子转移的方向相反。

原电池产生的电功
受使用的时间、使用方式和环境的影响，原电池的电功是一个可以改变的量。

当不能改变
环境影响时，使用方式和用时是改善原电池电功的最有效的方法。

下面就来谈谈如何改善：
首先，要注意的是使用时应尽量减少放电幅度，尽量保持在40%-80%的电量，尽量不要放
电低于10%。

这样可以有效减少电池的耗电量，预防休息状态下惯性放电，减少电池放电
终止时的浪费。

其次，应尽量避免滥用电池，特别是要避免长期高量级的连续放电。

当电池的充电比较频
繁的时候，也会对电池的电功产生影响，所以应尽量不要频繁充电和放电。

再次，定期清理电池耗电件和检查电路，清除舱外杂物和污垢，这有利于降低电池在使用
过程中的耗电率，避免电池无意引起的信号叠加和短路，减少因设备故障而造成的不必要
浪费。

最后，合理安置电池，尽量避免高温和直射阳光，这两种环境诱发的高温会提高电池耗电量，影响电功的正常使用，所以要注意安置的位置。

通过以上的几点建议，可以较好地改善原电池的电功，使用更长久、更有效率。

原电池创新实验案例
嘿，朋友们！今天咱来讲讲原电池创新实验案例，这可超级有趣哦！
咱先来说说一个简单的例子，就像把铜片和锌片放进稀硫酸里，哇塞，神奇的事情就发生啦！这不就形成了一个原电池嘛。

那如果我们把柠檬拿来代替稀硫酸呢？你能想象那会是啥样吗？这就好比是在平常的生活里找到了一个特别的魔法材料。

我记得有一次和小伙伴一起做实验，我们突发奇想，要是把几种不同的金属片组合起来会怎样呢？于是我们就开始捣鼓，就像一群好奇的探险家在寻找宝藏一样。

结果呢，哎呀，那个电流的变化真的让我们兴奋得不行！“哇，这太神奇了吧！”我们都忍不住叫起来。

再给你们讲个更厉害的，有人竟然用盐水和金属丝做出了原电池！这不是像变魔术一样吗？这就好像是在一堆平淡无奇的东西里突然变出了惊喜。

想想看，生活中那些普通的东西，在我们的创意和探索下，居然能发挥出这么大的作用，这难道不令人惊叹吗？
还有哦，有一次我们尝试把原电池和小灯泡连接起来，当小灯泡亮起来的那一刻，那种成就感简直爆棚！“哇塞，我们成功啦！”大家都欢呼雀跃。

在这些实验过程中，我们不断尝试新的方法，就像在未知的领域里勇敢闯荡。

每一个新的发现都让我们雀跃不已，每一次的失败也让我们更加坚定要找到答案。

这不就是科学的魅力所在吗？
所以啊，原电池的创新实验真的有无穷的乐趣和惊喜等着我们去挖掘，去探索！不要害怕失败，大胆地去尝试吧，你一定会收获满满的！。

《原电池》教案凯里一中高二化学组潘先锋教学目标：知识与技能：1．掌握原电池的概念和原电池的工作原理；2．掌握构成原电池的基本条件；3．学会设计原电池；技能与方法：1．通过实验探究原电池原理，学会观察、学会提问、学会思考；2．通过对单池原电池与双池原电池的设计对比，学会比较，评价设计方案；情感与价值观：1．通过自主探究根据现象设疑，根据疑问求解的模式，进行自主学习，激发学生的学习兴趣，培养科学探究态度和科学创新精神；2.在小组合作的过程中，培养团结合作的探究学习观念，强化合作意识；教学重点：设计原电池教学难点：原电池中盐桥的作用分析教学方案：教师引导实验探究与学生自主提问推进相结合教学用品：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8组，根据人数而定，7人一组）化学药品：硫酸铜溶液、硫酸锌溶液。

教学过程：【新课引入】播放电视剧《寻秦记》中的一小段视频，通过其中所述的发电装置，引出这节课所要将的内容----原电池【环节一】预习成果展示（5分钟）检查学生的预习情况，并让学生交流分享自己的预习成果，同时对预习的问题提出质疑。

学生预习展示完之后，对学生的预习成果进行评价。

【环节二】问题讨论及成果展示（30分钟）请同学用自己预习准备的知识来解决以下问题：1、判断“硫酸发电图”的正负极2、写出正负极电极反应3、写出总反应探究一体验原电池如果将硫酸发电图转化为我们所熟悉的原电池装置图（如图所示），从理论上来说硫酸发电图中装置是可以发电的，通过这个装置图，你预计有什么现象产生呢？[学生实验]：现在请各个小组按照实验装置图来进行实验。

提醒学生： 1.观察锌片、铜片、电流表的变化并如实记录；2.注意合作分工，讲究效率；思考：1.通过实验你发现了什么问题呢？2.为什么锌片会有气泡产生呢？学生小组讨论，最后老师对学生的讨论结果进行评价及总结。

探究二改进原电池引导学生思考以下问题：思考：1.怎样改进才保证只有铜电极产生氢气，而避免锌电极上产生氢气呢？教师让学习小组汇报自己的改进方案，并进行评价及总结。