原电池地探究教学

原电池的探究教学

我们知道，当两种物质的氧化性和还原性不同的物质发生反应时，会发生电子的转移，即发生氧化还原反应时伴有电流通过，此时，化学能就会转化为电能。我们把这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。

原电池形成的原因是由于不同种金属插入电解质溶液之后，使不同电极电势高低不同，当用导线连接时便形成了电流。原电池形成的条件：①活泼性不同的两个电极，其中至少有一种是金属；②有电解质溶液（电解质溶液主要起导电的作用；电解质溶液本身可以参与反应，也可以不参与反应）；③形成闭合电路。如图所示：

即负极材料具有还原性，失去电子，发生氧化反应；正极材料具有氧化性，得到电子，发生还原反应。

但是在实际教学中，我们发现许多学生了解原电池的正负极时，经常会出错。究其原因是因为他们在接受原电池这个概念时，对于原电池的正负极区分并不十分清楚，而只是凭死记硬背去学习，故而一旦遇到新问题时往往无从下手。因而我们可采用探究训练的方式来帮助学生理解和记忆原电池的结构。首先，我们

用锌片、铜片、稀硫酸要求学生按下列要求做实验。

同时让学生在做实验的过程中认真思考下列问题：①锌片和铜片分别插入稀硫酸有什么现象发生？②锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，铜片上为什么有气泡产生？③锌片的质量有无变化？溶液中c(H+)如何变化？④电子流动的

方向如何？⑤写出锌片和铜片上变化的离子方程式。最后让学生在亲身实践的基础上分析总结原电池的结构和工作原理，以加深其印象。

为了进一步帮助学生分清原电池的正负极和电子流动方向，我们还可以再让学生做一个补充实验：纯锌、粗锌分别与稀硫酸的反应。教师首先要指明粗锌的主要成分，它的冶炼过程。教师要提醒学生仔细观察，比较两个实验现象：有杂质（含非金属碳）的锌反应速度快于纯锌。为了进一步证实不纯的锌反应速度快，我让学生想办法人为地给纯锌加杂质。学生提出了几种方案，向有酸液的纯锌中加入硫酸铜溶液的办法或者在纯锌上缠绕细铜丝的办法或者用一根细铜丝插入装有纯锌和稀硫酸的试管，并把铜丝接触纯锌表面。观察氢气是铜丝表面放出。反应速度也变快了，操作时把铜丝从锌表面移开，再接触反复几次。这时教师可以放手让学生操作、议论，先不提问题，因为学生自己给自己提出了问题，这正是让学生进行探究训练、充分发展创造思维和能力的最好时机。教师只需要倾听他们的议论并适当解答他们的问题。一段时间后教师要集中学生的问题加以系统化，并把问题的讨论引向深入。取小块锌板、铜板（事先焊好导线）把它们分别接在电流表上，放入稀硫酸中，观察电流表指针偏转方向，把导线反接再观察。让学生阐述现象并说明产生不同偏转方向的原因（如图）。

在学生讨论并讲述的基础上教师进行总结。通过上述一系列实验可以知道:在这些反应中锌失去电子，被氧化，电子沿导线（或直线接触）经过电流表转移给铜，酸中的氢离子在铜表面得电子。成氢原子氢分子而成氢气，被还原，是氧化——还原反应。在反应中有电子转移并是按一定方向转移的（如图）。

导线中有电子定向移动形成电流，这样通过化学反应把化学能转变为电能的装置就是原电池。在此基础上指导学生阅读课本，把知识系统化并形成概念。然后，教师再通过适当的练习进行巩固和拓展。例如：如下图所示

教师可以提出如下问题让学生进行思考：

1．哪种装置可以形成原电池？

2．指出正、负极区域溶液中各发生什么变化？

3．电子的流动方向如何？

经过一系列的探究性训练，学生自然就能对原电池的知识进行总结了：活动性不同的金属或金属跟非金属（如碳）相互接触或有导线连接，有电解质溶液存在（离子在电解质溶液中定向运动）溶液中的离子移向两极。在两极发生氧化——还原反应。导线中有电子流动，形成电流。在此基础上再让学生分析两极氧化反应和还原反应并练习书写电极方程式也就顺理成章了。