人教版高中化学选修四第四章第一节《原电池》教学设计

第一节 原电池

1．以锌铜原电池为例，了解原电池的工作原理。 2.学会判断原电池的正、负极，并能正确书写电极反应式和总反应方程式。 3.认识化学能与电能的相互转化，并能设计简单的原电池。

原电池的基础知识

1．原电池

(1)概念：将化学能转化为电能的装置。

(2)实质：利用能自发进行的氧化还原反应，把化学能转化为电能。

(3)形成条件

①两个活泼性不同的电极；②电解质溶液或熔融电解质；③形成闭合回路；④能自发进行的氧化还原反应。

2．工作原理(以锌铜原电池为例)

装置

示意图

现象 锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转

电极 Zn电极 Cu电极

电极名称 负极 正极

得失电子 失电子 得电子

电子流向 流出 流入

反应类型 氧化反应 还原反应

电极反应式 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 总反应式

Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu

3.盐桥及其作用

(1)成分：含有琼胶的KCl饱和溶液。

(2)离子移动方向：Cl－移向负极区，K＋移向正极区。

(3)作用

①通过离子在盐桥中的定向移动，使两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流持续传导。

②将两个半电池完全隔开，使副反应减至最低程度，可以获得单纯的电极反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。

1．正误判断：正确的打“√”，错误的打“×”，并阐释错因或列举反例。

语句描述 正误 阐释错因或列举反例

(1)在原电池构成的闭合回路中，电子从原电池的正极通过导线流向负极

(2)原电池的正极一定是化学性质较不活泼的金属

(3)原电池工作时，正极上发生氧化反应，负极上发生还原反应

(4)只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池

(5)反应Cu＋2Ag＋===2Ag＋Cu2＋能以原电池的形式来实现

答案：(1)× 电子从原电池的负极通过导线流向正极

(2)× 不一定，如Mg、Al和NaOH溶液构成原电池时，Al为负极，Mg为正极；导电非金属也可做正极

用心 爱心 专心 1 Zn

Cu

× 第四章 电化学基础第一节 原电池

一、原电池实验探究

【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？

（1）原电池概念：化学能转化为电能的装置叫做原电池。

（2）实质：将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能的形式释放。

（3）原理：（负氧正还）

整个放电过程是：锌上的电子通过导线流向用电器，从铜流回原电池，形成电流，同时氢离子在正极上得到电子放出氢气，这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。

讲：我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反，所以电流的方向是从铜到锌，在电学上我们知道电流是从正极流向负极的，所以，锌铜原电池中，正负极分别是什么？

讲：我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理，又叫电极方程式或电极反应。一般先写负极，所以可表示为：

负极（Zn）：Zn－2e＝Zn2＋ （氧化）

正极（Cu）：2H＋＋2e＝H2↑（还原）

注意：电极方程式要①注明正负极和电极材料 ②满足所有守衡

总反应是：Zn+2H+=Zn2++H2↑

原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。

二、原电池的构成条件

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)

1 第四章电化学基础

第一节 原电池

课标要求

一、体验化学能与电能相互转化的探究过程。

二、了解原电池的工作原理。

三、能写出电极反应和电池反应方程式。

教材分析

电化学是高中化学知识框架的重要组成部分，在高考以及高二学业水平测试中占有重要地位，可见原电池原理的学习意义重大。而本节以人教版高二化学新课标选修4第四章第一节《原电池》为教材依据，巩固已学必修2原电池的基础知识，并进一步拓展相关概念和原理，通过借助对单、双液原电池的对比，进一步分析原电池的组成和探究其中的原理，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，使学生从一个更高的层次去认识和理解原电池。

学情分析

学生此前通过必修阶段的电化学部分知识的学习，已经初步掌握了原电池的定义、工作原理和构成条件。可以说对原电池的学习已经有了一定的基础。同时，作为高二理科普通班的同学往往容易固守原有的知识，在打破对原有原电池的认识，发现简单原电池存在的缺点，从而引入盐桥的概念，构建新的原电池装置上可能存在一些学习的困难。

三维目标

一、知识与能力

1、进一步认识原电池，牢固掌握原电池的工作原理；

2、了解简单原电池的缺点和改进方法；

3、掌握盐桥的作用及工作原理。

二、过程与方法

1、探究实验提高观察能力与分析思维能力；

2、实验引导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。

三、情感、态度、价值观

1、通过对简单原电池装置的优化过程，进一步理解科学探究的意义；

2、增强联系实际学习化学并将化学知识应用于生活的意识；

3、学会运用观察、实验等多种手段获取信息，并运用比较等方法对信息加工处理。

教学重点

1、进一步了解原电池工作原理

2、盐桥的作用及原理

教学难点 原电池的工作原理

教学方法 讲授法、实验探究法、问题法、多媒体法

教学用具 PPT课件、教学案

《原电池》教学设计方案（第一课时）

一、教学目标

1. 知识目标：学生能够描述原电池的基本原理和形成条件，理解原电池的构成要素，掌握电池正负极的判断方法。

2. 能力目标：学生能够通过实验操作，提高观察、分析和解决问题的能力。

3. 情感目标：培养学生的科学态度和团队合作精神，激发学生对化学科学的兴趣。

二、教学重难点

1. 教学重点：原电池的基本原理和形成条件，实验操作及观察能力的培养。

2. 教学难点：原电池的构成要素的理解，电池正负极的判断及实验现象的解释。

三、教学准备

1. 准备教学用具：PPT课件、原电池实验装置、电极、电解质溶液、电流表、导线等。

2. 准备教学内容：介绍原电池的发展历史及实际应用，引入课题。

3. 准备学生用具：小组讨论记录本，问题回答准备等。

4. 制定 实施方案。 池的发展历史可追溯到古代，最初是为了储存雨水，供给生活和生产使用。随着技术的发展和人们对水资源需求的不断增加，池的种类和功能也得到了不断的拓展和改进。现代的池已经不仅仅局限于储存和利用水资源，还广泛应用于农业、工业、环保、景观等多个领域。

在实际应用中，池的应用范围广泛，如农田灌溉、水产养殖、污水处理、景观设计等。例如，农田灌溉中，池可以用于收集雨水或地下水，并通过管道系统输送到农田，提高灌溉效率；水产养殖中，池可以用来养殖各种水生生物，提高养殖效率并减少环境污染；在污水处理中，池可以用于收集和处理污水，减少污水对环境的污染；而在景观设计中，池可以用来营造独特的景观效果，提升城市或社区的环境品质。

为了让学生更好地了解池的发展历史和实际应用，我们准备了小组讨论记录本和问题回答准备等学生用具。接下来，我们将按照制定的实施方案，组织学生进行小组讨论和问答环节，让他们通过亲身参与和思考，加深对池的认识和理解。

四、教学过程：

环节一：导入新课（5分钟）

通过展示生活中常见的电池，如干电池、锂电池等，引导学生思考这些电池的共同特点，引出原电池的定义。同时，通过实验展示两种不同的化学能转化为电能的装置，引导学生对比分析，从而引出本节课的主题——原电池的工作原理。 环节二：新课讲授（25分钟）