人教版选修四原电池 教案图文

1 (此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 课题：第四章 电化学基础 第一节 原电池

教 学 目 的

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 价值观 通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。

重 点 进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式

难 点 原电池的工作原理

结 构 与 板 书

第四章 电化学基础 第一节 原电池 一、原电池工作原理 锌片（－）：Zn-2e-＝Zn2＋ 氧化反应； 铜片（＋）：Cu2＋＋2e-＝Cu 还原反应 总反应式：Cu2＋＋Zn＝Cu＋Zn2＋ 二、设计原电池 教学过程 备注 ［复习投影］原电池的概念：化学能转化为电能的装置 组成原电池的条件： 1) 有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极，活泼性强的做负极 2) 电极材料均插入电解质溶液中，电极可能与电解质溶液反应也可能不反应 (3) 两极相连形成闭合回路，可以是导线相连接也可以是两电极接触 第四章 电化学基础 2

第一节 原电池 [讲]我们已所学过的原电池，是为了便于说明原电池化学原理的一种最简单的装置。如果用它作电源，不但效率低，而且时间稍长，电流就不断减弱，因此不适合于实际应用。这是什么原因呢？主要是由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。为了避免发生这种现象，我们来设计一种更为科学的原电池装置。 [设计实验]在两个烧杯中分别放入锌片和锌盐溶液、铜片和铜盐溶液，将两个烧杯中的溶液用一个装满电解质溶液的盐桥（如充满KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻）连接起来，再用导线将锌片和铜片联接，并在导线中串联一个电流计，观察现象。 ［学与问］什么是盐桥？ 盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。盐桥可使由它连接的两溶液保持电中性。 [现象]（1）电流表指针发生偏转，根据指针偏转方向，可以判断出锌片为负极、铜片为正极。 （2）铜片上有铜析出，锌片则被溶解。 （3）取出盐桥，指针回到零点，说明盐桥起了沟通电路的作用。 [讲]发生上述现象的原因是由于锌比铜活泼，容易失去电子变成Zn2＋进入溶液，电子通过导线流向铜片，硫酸铜溶液中的Cu2＋从铜片上获得电子变成铜原子沉积在铜片上。由于电子从锌片流到铜片，所以锌片上发生氧化反应，铜片上发生还原反应。 锌片（－）：Zn-2e-＝Zn2＋ 氧化反应； 铜片（＋）：Cu2＋＋2e-＝Cu 还原反应 总反应式：Cu2＋＋Zn＝Cu＋Zn2＋ [讲]一定时间后，溶液会因带电离子的积累（ZnSO4溶液中的Zn2＋离子过多，CuSO4溶液中的SO4

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离子过多）而阻碍电子的转移。但有盐桥存在，允许溶液中离子迁移，以中和过剩的电荷，起了沟通电路的作用，使传递电子的反应能继续进行。于是，锌和CuSO4的氧化还原反应的化学能转变成外电路上电子流动的电能。 一、原电池工作原理 锌片（－）：Zn-2e-＝Zn2＋ 氧化反应； 铜片（＋）：Cu2＋＋2e-＝Cu 还原反应 总反应式：Cu2＋＋Zn＝Cu＋Zn2＋ [讲]从分析铜--锌原电池的组成可以看出，原电池是由两个半电池组成的。锌和锌盐溶液组成一个半电池，铜和铜盐溶液组成另一个半电池。中间通过盐桥连接起来。组成半电池的导体叫3

电极，失去电子的电极为负极，得到电子的电极为正极。不参加电极反应的电极叫惰性电极，如铜电极。 [过渡]根据铜--锌原电池的组成，如何利用一个现有氧化还原反应设计成为原电池？ 两个半电池组成原电池的工作原理 强还原性物质做负极，向外电路提供电子；强氧化性物质做正极，从外电路得到电子 二、设计原电池 1、基本方法：从理论上讲，可自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池，还原剂在负极上发生氧化反应，失去的电子通过导线转移到正极上，氧化剂在正极上得到电子发生还原反应，从而形成闭合回路，外电路中则有电流产生。 2、电解质溶液的选择 电解质是使负极放电的物质。因此电解质溶液一般要能够与负极发生反应。若为两个半反应则：两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子的盐溶液。 3、电极材料的选择 活泼金属做负极 [投影] 氧化还原反应中还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应同时发生，一个氧化还原反应被设计成原电池后，氧化反应和还原反应被分别设计在负极和正极发生，两极反应式叠加后应该与氧化还原反应式吻合，要求书写电极反应式时，负极失去的电子数与正极得到的电子数相等。 ［小结］原电池作为一种化学电源，当它用导线连接上用电器形成闭合回路时就会有电流通过。 （1）在外电路： ①电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。 ②电子的流向是从电源的负极出发经用电器流向电源的正极。 （2）在内电路： ①电解质溶液中的阳离子向正极移动，因为：正极是电子流入的电极，正极聚集了大量的电子，而电子带负电，吸引阳离子向正极移动。 ②电解质溶液中的阴离子向负极移动，因为：负极溶解失去电子变成阳离子，阳离子大量聚集在负极，吸引阴离子向负极移动。 教学回顾：

课题：第二节 化学电源 4

教 学 目 的 知识 与 技能 1、一次电池与二次电池的区别 2、一次电池、二次电池电极反应的 3、书写理解燃料电池的反应原理 过程 方法 通过查阅资料等途径了解常见化学电源的种类及工作原理，认识化学能转化为电能

在生产生活中的实际意义。掌握三类电池的基本构造、工作原理、性能和适用范围。 情感 态度 价值观

通过化学能与电能相互转化关系的学习，使学生从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的贡献，体会能量守恒的意义。在探究三种电池的基础上，学会利用能源与创造新能源的思路和方法，提高环保意识和节能意识。

重 点 一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其应用

难 点 化学电池的反应原理

知 识 结 构 与 板 书 设 计

第二节 化学电源 一、化学电源 1、化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。 2、化学电源的优点： （1）能量转换效率高，供能稳定可靠。 （2）可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。 （3）易维护，可在各种环境下工作。 3、原电池的优劣或适合某种需要判断标准： （1）比能量 （2）比功率 （3）电池的储存时间的长短 二、一次电池 1、 碱性锌锰干电池： 负极（锌筒）：Zn +2OH－—2e—= Zn（OH）2； 正极（石墨）：正极：2MnO2+2H2O+2e－= 2MnOOH+2OH－ 电池的总反应式为：Zn +2MnO2+2H2O= 2MnOOH+ Zn（OH）2 2、银锌电池： 负极：Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O 正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH- 银锌电池充电和放电的总化学方程式为：Zn+Ag2O 2Ag+ ZnO 3、锂电池：8Li＋3SO2Cl2＝6LiCl＋Li2SO3＋2S 三、二次电池 5

1、铅蓄电池 负极：Pb-2e-+SO42－=PbSO4 正极：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O 蓄电池充电和放电的总化学方程式为：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O 四、燃料电池 1、燃料电池（碱性） 负极：2H2+4OH——2e—=4H2O 正极：O2+2H2O+2e—=4OH— 电池的总反应为：2H2 + O2 = 2H2O 教学过程 备注 第二节 化学电源 [问]什么是化学电池？ [回答]化学电池是将化学能转化为电能的装置。 [讲]化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。一次电池的活性物质消耗到一定程度就不能再用了，如普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池；二次电池又称充电电池或蓄电池，放电后再充电可以使活性物质再生，这类电池可多次重复使用。 一、化学电源 1、化学电源的分类：一次电池、二次电池和燃料电池等。 [交流]电池与其他能源相比，其优点有那些？ [讲]能量转化率高、供能稳定、可以制成各种大小和形状、不同容量和电压的电池或电池组，使用方便，易于维护，并可在各种环境下工作。 2、化学电源的优点： （1）能量转换效率高，供能稳定可靠。 （2）可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的电池和电池组，使用方便。 （3）易维护，可在各种环境下工作。 [投影]图4-2电池及其用途 [问]面对许多原电池，我们怎样判断其优劣或适合某种需要？ [讲]看单位质量或单位体积所输出电能的多少，或输出功率大小以及电池储存时间长短。除特殊情况外，质量轻、体积小而输出电能多，功率大储存时间长的电池，更适合电池使用者。 3、原电池的优劣或适合某种需要判断标准： （1）比能量 （2）比功率 （3）电池的储存时间的长短 [展示]几种一次电池：普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池、锂电池等