2019-2020年高中化學(xué) 第四章第一節(jié) 原電池教案 新人教版選修4.doc
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2019-2020年高中化學(xué) 第四章第一節(jié) 原電池教案 新人教版選修4.doc
2019-2020年高中化學(xué) 第四章第一節(jié) 原電池教案 新人教版選修4教學(xué)目標(biāo):1了解原電池的構(gòu)成及工作原理 2 學(xué)會寫電極反應(yīng)式和原電池反應(yīng)方程式教學(xué)重點:進一步了解原電池的工作原理,能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和原電池反應(yīng)方程式。教學(xué)難點:原電池的工作原理教學(xué)用具:有關(guān)實驗用品教學(xué)過程:第一節(jié)原電池一 課前復(fù)習(xí):由練習(xí)引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)必修2原電池的定義、組成條件等。(學(xué)生回憶,回答,老師總結(jié))【練習(xí)】下列哪些裝置能組成原電池?( )【板書】原電池1. 含義:將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的裝置。2. 構(gòu)成四要素:(1) 電解質(zhì)溶液(2) 兩極上有活潑性不同的物質(zhì)(至少一種是金屬)(3) 組成閉合電路(4) 能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)3. 實質(zhì):將氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動,即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。二 導(dǎo)入新課【板書】二.探究原電池工作原理【設(shè)疑】如果你要出較遠地方,交通工具是電動自行車,要到達目的地,行駛的自行車蓄電池如何放電才能如你所愿呢?【回答】那當(dāng)然是放電越久越好!【導(dǎo)入】好,下面我們將結(jié)合高一有關(guān)原電池知識來探究怎樣的原電池如何工作,如何持續(xù)放電!【演示實驗】1.將鋅片和銅片分別通過導(dǎo)線與電流計連接,并使鋅片和銅片直接接觸,然后浸入盛有CuSO4溶液的的燒杯中。(指導(dǎo)學(xué)生演示實驗并觀察總結(jié),回答問題)【板書】1.現(xiàn)象:銅片表面明顯有銅析出,電流計顯示無電流通過。【分析】銅不與CuSO4溶液反應(yīng),銅片表面卻有紅色的銅析出,且鋅片逐漸溶解,說明原電池發(fā)生了電極反應(yīng),用物理學(xué)的電學(xué)知識可判斷電流計指針不動,可能是鋅片直接接觸,形成回路,而通過電流計極其微弱,無法使指針偏轉(zhuǎn)?!驹O(shè)疑】若要證明上述裝置就是原電池,確實實現(xiàn)了化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)換,就必須證明鋅片與銅片之間確實有電流,如何證明?(老師提問,學(xué)生思考回答。)【演示實驗】2.將鋅片與銅片分別通過導(dǎo)線與電流計連接,并使鋅片和銅片不直接接觸,再同時浸入盛有CuSO4溶液的燒杯中。(指導(dǎo)學(xué)生演示實驗并觀察總結(jié),回答問題)【板書】2.現(xiàn)象:電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),并指示電子是由鋅片流向銅片,在銅片表面有紅色的銅析出。結(jié)論:發(fā)生原電池反應(yīng),說明該裝置構(gòu)成了原電池,且鋅為原電池的負極,銅為正極。電極反應(yīng)式:負極:Zn- 2e -= Zn2+ 氧化反應(yīng)正極:Cu2+ + 2e- = Cu 還原反應(yīng)總反應(yīng)式:Cu2+ + Zn= Zn2+ Cu【設(shè)疑】隨上述實驗時間的延續(xù),電流計指針偏轉(zhuǎn)的角度逐漸減小,即沒有電流通過,同時鋅片表面逐漸被銅覆蓋,為什么?(指導(dǎo)學(xué)生據(jù)觀察繼續(xù)總結(jié),回答問題)【分析】由于鋅片與CuSO4溶液直接接觸,反應(yīng)一段時間后,難以避免溶液中有Cu2+在鋅片表面被直接還原,一旦有少量銅在鋅片表面析出,指示向外輸出的電流強度減弱,當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后,反應(yīng)就終止了,也就無電流再產(chǎn)生?!驹O(shè)疑】作為原電池,其功能是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能,上述實驗中負極上變化勢必影響原電池的供電效率,車到半途,就不是騎,而是推車了,這樣就不好,那能否設(shè)法阻止溶液中的Cu2+在負極鋅片表面還原?【演示實驗】3.課本P71 實驗4-1 (先向?qū)W生介紹裝置及各儀器的名稱及用途,即什么是搬電池、鹽橋、外電路、內(nèi)電路。指導(dǎo)學(xué)生演示實驗并觀察總結(jié),回答問題)【板書】3.現(xiàn)象:有鹽橋存在時,電流計指針偏轉(zhuǎn)。 電極反應(yīng)式:負極:Zn- 2e -= Zn2+ 氧化反應(yīng)正極:Cu2+ + 2e- = Cu 還原反應(yīng)總反應(yīng)式:Cu2+ + Zn= Zn2+ Cu【分析】當(dāng)鹽橋存在時,隨反應(yīng)的進行,鹽橋中的Cl-會移向ZnSO4溶液,K+移向CuSO4溶液,使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持電中性,氧化還原反應(yīng)得以繼續(xù)進行,從而使原電池不斷地產(chǎn)生電流,保證了你的電動車可以帶你到達目的地?!舅伎肌葵}橋取出,電流還能產(chǎn)生嗎?(學(xué)生思考回答)【分析】取出鹽橋,由于Zn原子失去電子成了Zn2+,進入溶液,使ZnSO4溶液因Zn2+增加而帶正電,同時CuSO4溶液中Cu2+得到電子成為金屬銅沉淀在銅片上,使溶液中的Cu2+減少而帶負電,這兩因素均會阻止電子從鋅片流向銅片,造成不產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。【小結(jié)】從以上三個演示實驗存在的現(xiàn)象及分析,可知,要產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流,可以用實驗4-1的裝置?!景鍟咳?、原電池的重要用途:(1) 制作電池,如干電池、蓄電池。(2) 防止金屬被腐蝕,如鍍鋅管,用鋅保護鐵。(3) 提高化學(xué)反應(yīng)速率,如用粗鋅代替純鋅制H2,反應(yīng)速率較快?!究偨Y(jié)】通過以上三個實驗的比較,得出具備產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池的條件,電極反應(yīng)式: 負極: Zn -2e- = Zn2+ 失電子 氧化反應(yīng) 正極: Cu2+ + 2e - = Cu 得電子 還原反應(yīng) 總反應(yīng)式:Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu1.原電池的功能:將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。 2.原電池輸出電能的能力:首先取決于組成原電池的反應(yīng)物的氧化還原能力;同時,裝置設(shè)計的合理性以及影響電極反應(yīng)的條件也很重要。3.原電池的重要用途。【練習(xí)】1、課前練習(xí)中是原電池反應(yīng)的寫出其原電池電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式。2、寫出下列原電池電極反應(yīng)式及總反應(yīng)式。 (1)Fe-C ( 稀硫酸) (2)Cu -Ag (硝酸銀溶液) (3)Al - Mg (氫氧化鈉溶液) (4)Fe-Cu( 稀硝酸)【作業(yè)】用原理Cu + 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag 設(shè)計一套可以持續(xù)供電的原電池。(讓學(xué)生自己設(shè)計裝置圖,然后用課前備好的實驗儀器,讓學(xué)生按照自己設(shè)計的演示給其他人看,然后老師跟同學(xué)們提出意見或建議,并總結(jié),最后規(guī)范畫出該原理科學(xué)的原電池裝置)