第四节原电池原理及应用(第一课时).

第四节：原电池原理及应用（第一课时）07级食品工艺教育董利彩（因为以后教化学，所以写的是化学教案）
1、教材分析：
本节课基于人教版（旧版）高中化学第二册，第四章《几种重要的金属》的第四节原电池的原理及应用的第一部分。

这节课是本节的难点，也是本章的几个重点之一，侧重于原电池的形成条件，原电池的工作原理，及电极的判断和电极方程式的书写。

2、教学对象分析：
学生在第一册已经学习了氧化还原反应的基本原理和离子方程式的书写，对学习原电池的电极反应很容易，另外学生们已学过好多金属非金属元素，对他们的活动性都有一定的了解，也为学好本节课打下了基础，但是大家还是第一次接触化学能和电能的转化，对原电池的构成条件和工作原理比较陌生，因此学习起来有一定的难度。

高二的学生已具备了一定的学习探究能力、动手能力、分析问题、解决问题的能力，对本节课的学习很有帮助。

3、教学目标
知识目标：使学生理解原电池原理，能正确判断原电池的正负极，初步掌握形成原电池的基本条件；
能力目标：通过一系列的实验探索活动，发展学生的实验操作能力、分析问题、解决问题的能力；
情感目标：在合作讨论中体验相互激发的好处，感受探索研究的乐趣。

4、教学重难点
4.1教学重点
原电池的构成条件，电极的判断
4.2教学难点
原电池的原理，电极反应式的书写
5、教学方法和手段
学生分组试验探究和理论分析相结合。

小组合作讨论，学生实验和课堂演示实验，多媒体课件展示6、教学流程
7、教学过程
这是一堂以合作探究为主的课，分两阶段进行，先做课本上的实验，并稍作改变，探究原电池的工作原理和电池的形成条件，再做一系列特殊情况下的几组实验，探讨原电池形成条件的几种特殊情况。

课堂以给一位牙病患者治病展开。

【创设情境】动画展示“病例档案”：同学们，面向我们是一位叫“快乐”的女士，可她并不快乐，我们很少见她笑。

快乐小姐有蛀牙史，自从先后安装了两颗假牙（分别是不锈钢和黄金假牙），快乐女士就一直头痛、失眠、烦躁不安，心情很不好。

【问题导入】今天，我想请大家当一次医生，给她诊断一下，开个处方，让“快乐”女士快乐起来。

【初步设想】想一想，病因到底出在哪里呢，和安的假牙有关系吗？
【设计方案】我们做实验探究一下。

让我们模拟口腔中的环境，把小烧杯想象成口腔，把稀硫酸想象成口腔唾液，用Zn片和Cu片分别代表两颗不同的假牙——不锈钢和黄金——通过下列实验来查找原因！
【实验探究一】学生分组实验（两个同桌为一组）
1、将锌片和铜片平行放入盛有稀硫酸的烧杯中，两者不接触，观察实验现象并记录。

2、将锌片和铜片靠在一起放入盛有稀硫酸的烧杯中，观察实验现象，记录并和
稀硫酸
第一组实验现象作比较。

3、将锌片和铜片用接有电流计的导线连接放入盛有稀硫酸的烧杯中，观察实验现象并记录
稀硫酸
4、将锌片和铜片分别放在盛有稀硫酸的烧杯中，用接有电流计的导线连接，观察实验现象并记录。

【问题讨论】采用竞赛抢答形式，同学自由组合，每六人为一组，小组讨论，每组选代表发言，其他组员补充。

讨论结果以动画展示：在模拟实验中你看到了那些现象？为什么会产生这些现象？问题讨论如下:
(1)第一组实验，可以观察到什么实验现象，发生了什么化学反应，写出有关离子方程
（2）第二组实验观察到什么实验现象，为什么，分析原因,能否写出Zn片和Cu片上的反应式以及两者相加所得的总反应式。

（3）第三组实验观察到了什么试验现象，电流计是否偏转，指针偏向哪边，那边所连接的就是____极。

指针偏向与____连接的一边。

说明____是负极，____是正极。

想一想：电子流向与两个电极的活动性大小之间有什么关系？
（4）第四组实验所观察到的实验现象，分析原因。

（6）结合课本分析什么叫原电池,原电池的形成原理，构成原电池的条件,原电池中的反应有何特点？
【归纳总结】板书：第四节：原电池原理及应用
一、原电池
定义：将化学能直接转变为电能的装置
原理：可以自发的反应，在两电极上分别发生氧化还原反应。

电极反应式：负极（Zn）：Zn—2e-=Zn2+氧化反应
正极（Cu）：2H++2e-=H2 还原反应
【诊断疾病】通过模拟实验，你认为“快乐“女士的病因在哪里？
【学生思考】根据刚才的实验，初步认为快乐女士的两颗假牙和口腔的环境构成了原电池，导致产生了电流，电流刺激神经，剥夺了快乐女士的快乐，是快乐女士每天头痛心烦，失眠。

【问题2】既然大家找到了病因何在，大家能否根据我们的知识和刚才的实验给“快乐”女士开个处方，使我们的快乐女士笑起来，！
【提出假设】既然快乐女士的假牙构成了原电池，那么破坏原电池的条件就行了
【小组讨论】每个小组设计自己的医治方案，找出最佳方案，记录总结。

【问题解决】从六个方案中选出最经济可靠的方案，为“快乐”女士解除痛苦。

【知识巩固】用多媒体展示几幅图，让大家看是否满原电池的条件，能否构成原电池。

[设疑] ①哪种装置可以形成原电池？
②正、负极各为什么物质？两极上各发生什么变化？
③电子的流动方向如何？
[学生讨论] A、B、C可形成原电池
(可让学生在黑板上书写电极反应式)
【讨论】原电池构成条件
板书：原电池的构成条件：
(1)有活动性不同的两种金属(或一种是非金属导体，如石墨)作电极(较活泼的金属为负极)。

(2)要有电解质溶液。

(3)两极要相连或接触，形成闭合回路。

【探究实验二】探讨原电池问题的“四个不一定”。

【小组合作试验】分八个小组，每两个小组做同一个实验，做四个实验。

（实验一）将Mg片和Al片用导线连接，放在盛有氢氧化钠溶液的烧杯中，观察实验现象，哪个金属片上产生气泡，指出正负极，写出电极反应式。

（实验二）将两个铅片用导线相连放在盛有稀硫酸的烧杯中，在铅片上分别套一个圆筒，在两极分别通入氧气和氢气，观察实验现象，并记录，试着写出电极反应式。

（实验三）用两个烧杯，分别盛有ZnSO4溶液和CuSO4溶液，将Zn片放在ZnSO4溶液中，将Cu片放在CuSO4溶液中，用导线将两金属片连起来，另外用一根导线分别连接两溶液。

观察实验现象，并记录，分析实验现象，并写出电极反应式。

（实验四）用两个盛有稀硫酸的烧杯，分别插入Zn片、C棒和Fe片、C棒，观察实验现象，记录并分析。

【小组探讨】根据八个小组做的试验，每个小组派选一人对所做的实验进行解析，其他成员可以补充，得到最佳解释。

【讲解】从试验一可以得出结论一：在原电池的两个电极中活泼的一极不一定都做负极。

板书：
总反应：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2
负极：2Al—6e+8OH-=2AlO2-+4H2O
正极：6H2O+6e=3H2+6OH-
从实验二可以得出结论二：在原电池的两个电极中两个电极的活性，不一定要不同。

板书：
总反应：2H2+O2=2H2O
负极：2H2—4e=4H+
正极：O2+4e+4H+=2H2O
从实验三得出结论三：在原电池中两个电极不一定要浸入同一电解质溶液中。

总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu
负极：Zn—2e=Zn2+
正极：Cu2++2e=Cu
从实验四得出结论四：氧化还原反应不一定都能设计成原电池。

（这是原电池构成条件的例外情况）
【课堂练习】
1．把a、b、c、d四块金属片浸泡在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种原电池：若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，c为负极；a、c相连时，c为正极；b、d相连时，b为正极。

则这四种金属的活动顺序由大到小为（）。

（A）a>b>c>d （B）a>c>d>b （C）c>a>b>d （D）b>d>c>a
2. 1991年，我国首创以铝-空气海水为材料组成的新型电池，用作航海标志灯。

该电池以取之不尽的海水为电解质溶液，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。

电池的总反应式为：4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)3 填写下列空白：（1）负极材料为：————————，正极材料可以选用——————————；
（2）负极的电极反应为———————
正极的电极反应为————————
【课外作业】
(1)观察下列两个实验，记录实验现象，试解释现象：
实验甲：纯锌和粗锌分别与同浓度的稀硫酸反应
主要现象：——————————————
解释:：——————————————
实验乙：往纯锌与稀硫酸反应混合物中加入少量硫酸铜溶液
主要现象：————————————————
解释：——————————————————
(2)把金属甲和乙分别插入稀硫酸中,观察到金属甲表面有气泡产生，金属
乙表面无气泡产生，此试验证明了甲的金属活动性比乙的————；
若把这两种金属用导线连接后都插入稀硫酸中，则可观察到金属———
的表面有气泡产生，一段时间后金属———的质量减小。

家庭作业：1、调查家庭所用的电池材料；
2、小组合作到超市查看所卖电池的材料，记录其型号，耐用时间等性质，以在课堂讨论，为下节课的学习准备材料。