探究简单原电池的不足和改进。能设计并完成带盐桥的
4.1原电池《盐桥原电池及改进创新》教学设计2023-2024学年高二上学期化学人教版(2019)
《盐桥原电池的工作原理及改进创新》教学设计一、教学目标【知识与技能】⑴了解原电池的构造和基本工作原理;⑵能够正确书写电极反应式和电池总反应方程式;⑶了解盐桥的作用,会判断和设计简单的原电池。
【过程与方法】⑷通过实验探究活动,使学生体验化学能与电能转化的探究过程,并了解原电池的构造和工作原理;⑸通过单液原电池和u型管盐桥原电池的分析对比,学生间相互讨论交流以及教师引导,使学生具备发现问题,分析问题并解决问题的能力。
【情感态度与价值观】⑴通过分组实验与讨论,体验小组合作学习的乐趣,培养团结协作的精神;⑵通过实验探究活动,增强学生探索化学反应原理的兴趣,掌握学习和研究化学问题的方法。
二、教材分析本节内容以(必修2)第六章第一节“化学反应与能量变化”第一课时《化学反应与电能》为基础,进一步介绍原电池的组成和工作原理,通过对原电池中闭合电路形成过程的分析,引出半电池、盐桥等概念。
同时原电池的原理又为后面金属的腐蚀和防护,常见电池的原理及电解原理等重要电化学知识的学习奠定了基础。
新课程标准对原电池知识有新的要求,通过教学体验化学能与电能转化的探究过程,了解原电池的工作原理,能判断电极名称,根据题意写出电极反应式和电池总反应式。
三、学情分析知识角度,高二学生在必修1、必修2和选择性必修1中已经学习过氧化还原反应、原电池的相关知识,同时物理学中电学知识也相当丰富,学习本节内容并不陌生,难度不大。
认知角度,高二学生形象思维能力已充分发展,抽象思维能力也在迅速发展中,同时具有强烈的好奇心和求知欲,对实验探究的热情高,但抽象思维能力和探究能力还不够成熟,需要老师适时的组织和引导。
四、教学重点和难点【教学重点】进一步了解原电池的工作原理,了解u型管盐桥原电池的缺点并改进创新。
【教学难点】盐桥原电池的工作原理,u型管盐桥原电池缺点并改进创新。
五、教学策略【教学方法】以“小组实验探究式教学法”为主,贯穿“小组合作讨论法”,引导学生发现问题、分析问题、解决问题;运用学案和多媒体辅助教学。
基于原电池中盐桥的设计研究
基于原电池中盐桥的设计研究发布时间:2023-02-02T16:04:21.328Z 来源:《基础教育参考》2023年1月作者:王勇[导读] 在高中课本中提到:双液电池中盐桥的主要功能就是平衡电荷,并连通内电路,从而构成闭合电路。
盐桥的设计应用不仅仅是原电池工艺的改变,更是打破旧思维的创新。
不少老师对盐桥作用的解释还比较模糊,这就需要教师们较为深入的了解盐桥的工作原理和盐桥的制作,无论是知识储备,还是课堂教学都是非常有必要的。
王勇五河县高级中学安徽省蚌埠市 233300【摘要】在高中课本中提到:双液电池中盐桥的主要功能就是平衡电荷,并连通内电路,从而构成闭合电路。
盐桥的设计应用不仅仅是原电池工艺的改变,更是打破旧思维的创新。
不少老师对盐桥作用的解释还比较模糊,这就需要教师们较为深入的了解盐桥的工作原理和盐桥的制作,无论是知识储备,还是课堂教学都是非常有必要的。
【关键词】原电池,盐桥的作用,盐桥的制备中图分类号:G626.5 文献标识码:A 文章编号:ISSN1672-6715(2023)1-068-01引言:针对部分教师对盐桥的解释还比较模糊的现状,文章中对盐桥的基本作用、有无盐桥的实验进行了对比。
具体解释了盐桥有效的降低液接电位,使原电池能持续、稳定的产生电流,并详细的介绍了如何自己动手制作盐桥。
对于教师的教育教学具有一定价值。
在高中化学的电化学一节中,很多教师对盐桥作用的解释比较模糊,一般就是介绍盐桥是沟通电路形成闭合回路。
但是学生很容易产生疑问,因为不使用盐桥若用导线连接也可以形成闭合回路。
很多老师在以前的教学中就遇到学生如此的发问,鉴于此,以下是对盐桥作用的解读以及在教学中如何对盐桥开展的做法,供大家参考。
一、盐桥的基本功能:通过平衡电荷,形成闭合回路,从而产生电流试验方法1:将单液铜锌原电池中的硫酸铜溶液分成两份,分别加于两个烧杯中,依次插入锌片后与铜片通过导线相连,并连接灵敏电流计构成闭合回路。
原电池中盐桥的作用探究
原电池中盐桥的作用探究作者:李淑君来源:《学校教育研究》2015年第21期高中化学人教版必修4教材《化学反应原理》第71页[实验4-1]中设置了原电池实验,目的是使学生明白原电池如何将化学能转化为电能。
原电池是将化学能转变成电能的装置。
普通的干电池、燃料电池非蓄电池都可以称为原电池。
原电池的教学是高中化学比较重要的电化学内容,在书中专门将电化学作为独立的一章的内容来讲,其中原电池的教学是重点。
而其中盐桥的工作原理是学生比较难掌握的内容。
因为其原理较复杂,所以教材中讲解的比较模糊,对于原电池中关键元件盐桥的构造、作用、工作原理等问题也只是略提一二,根本没有系统详细地介绍。
很多老师在讲到这部分内容的时候也是含糊其辞,说这是大学内容,高中不要求掌握,只要知道它的两个作用就可以了;网络资料也是模棱两可,只点其一,不点其二,关键的盐桥内部离子移动及移动后的结果只字未提。
我们教师在讲授化学理论课时,不管多难的知识,哪怕是超纲内容,只要是教材中出现了,我们教师就应该把它弄懂,否则学生在提问时,我们教师就只能用含糊其辞来蒙混过关,其恶果不言而喻。
一、原电池是什么原电池是利用两个电极的电极电势的不同,产生电势差,从而使电子流动,产生电流。
又称非蓄电池,是电化学电池的一种。
其电化学反应不能逆转,即是只能将化学能转换为电能。
简单说就即是不能重新储存电力,与蓄电池不同。
二、盐桥是什么(一)盐桥的构成1.U行管U型管是化学实验中常用的一种仪器,在原电池中,U形管独有的外形,可以将两个烧杯中的电解液连接起来。
在本文的Cu- Zn原电池中,U形管中盛放的是琼脂——氯化钾饱和溶液。
2.琼脂——氯化钾饱和溶液氯化钾饱和溶液中含有较多流动的K+离子和Cl-离子,它们在原电池中发挥重要作用;琼脂具有凝固性,使氯化钾饱和溶液呈果冻状。
(二)为什么要用盐桥1.用实验探究一是实验用品。
主要是:烧杯两个,盐桥,电流表,锌片,铜片,CuSO4溶液,ZnSO4溶液,导线若干。
原电池中盐桥的作用
原电池中盐桥的作用
近年来,随着能源短缺、化石能源的消耗及全球变暖的不断发展,可再生能源的使用越来越受到重视,从而促进了清洁可再生能源发电的发展。
目前,太阳能、风能、地热能、生物质能、微水电等新能源发电技术正被广泛应用,成为发电的主流。
在新能源发电过程中,原电池是保证清洁可再生能源发电的重要组成部分,能够实现新能源的节能降耗和更好的发电效率。
原电池中的盐桥,也是原电池里不可或缺的部分,它起到了保护电池、调节电池的作用,为新能源的发电提供了重要的支撑。
首先,原电池中的盐桥起到了保护电池的作用,能够抑制电池的腐蚀,保护各个电池元件,维持电池的安全稳定性。
通常情况下,原电池中的盐桥是由一种氯化钠溶液组成的,这种溶液含有大量的水分,能有效抑制电解质的腐蚀性,进而有效保护电池的耐久性,延长电池的使用寿命。
其次,原电池中的盐桥还起到了调节电池的作用,能够稳定电池中离子的分布,控制电池的温度和电压,确保电压变化缓慢,有效减轻过充过流等对电池的影响。
另外,盐桥还能帮助电池更加有效地储存能量,保障电池能够正常发挥其作用。
最后,盐桥还在新能源发电中发挥了重要作用,它能够保护原电池,有效提升新能源发电的效率及稳定性,从而促进清洁可再生能源的发展。
综上所述,原电池中盐桥的重要作用是不容忽视的。
它不仅能有
效保护电池,调节电池,还能提高新能源发电的效率和稳定性,为清洁可再生能源的发展提供了强有力的支持。
未来,盐桥有望被更多地应用于新能源发电,以保证新能源发电的高效率和安全稳定性。
原电池的工作原理教案
原电池的工作原理教案(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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高中化学_原电池教学设计学情分析教材分析课后反思
高中化学_原电池教学设计学情分析教材分析课后反思第四章电化学基础第一节原电池教学目标:知识与技能:1、进一步认识原电池,牢固掌握原电池的工作原理及其构成条件;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。
过程与方法:1、通过实验探究活动,进一步巩固化学实验的基本操作及规范;2、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;3、培养科学探究过程中的问题意识,敢于、善于发现问题并提出质疑,勤于思考;4、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。
情感态度与价值观:1、通过实验探究,体验探究的基本过程,认识化学实验在化学研究中的作用;2、培养将化学知识应用于生产、生活的意识,关注与化学有关的社会热点问题,培养可持续发展的思想。
教学重难点:重点:盐桥的作用及原理,判断电极及电极反应方程式的书写。
难点:盐桥的作用及原理。
教学环节学习活动设计意图每课一题1.下列构成原电池的是_________2.能对外输出电流的原电池是____Zn CuZn Zn硫酸铜②③硫酸铜④Zn Cu酒精Zn硫酸铜⑤Cu对在必修2中所学的原电池相关知识进行复习回顾,并进一步巩固掌握已有知识,让学生做到温故知新,为本节课新知识学习打下基础。
探究探究一:锌铜原电池注意:观察并记录电流的最大值及变化趋势和电极上的变化[提问1]电流不断减少是什么原因造成的呢?探究二:如何得到稳定的电流[提问2]此原电池不能获得稳定电流的根本原因是什么?通过观察原电池装置图,对锌片上产生气泡的其他原因进行思考和讨论,并给出猜想:锌和稀硫酸直接接触反应。
通过引导思考,让学生自己发现简单原电池所存在的不主题[提问3]怎么避免这一“隐患”的发生?(1)烧杯中加什么溶液?(2)安培表指针会偏转吗?(3)怎样构成闭合回路?信息:盐桥【优点】产生持续稳定电流,提高了供电效率盐桥的作用:1.形成闭合回路2.平衡电荷,使溶液呈电中性足,并引导学生改进原电池装置,提高化学能到电能的转化效率。
原电池的教学反思
原电池的教学反思原电池的教学反思教学反思是教师提高个人业务水平的一种有效手段,教育上有成就的大家一直非常重视之。
以下关于原电池的教学反思是小编为各位整理收集的,希望能给大家一个参考,欢迎阅读与借鉴。
原电池的教学反思(1)[教学原述]通过铜—锌原电池的演示实验及动画演示电子流动情况,帮助学生理解原电池的原理,原电池教学反思。
我考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强,没有让学生马上讨论“构成原电池的条件”。
我对教材进行了处理,增加了一些演示实验(如下表),按铜—锌原电池的装置,变化电极材料和烧杯里的物质(其中实验6中锌和铜分别放在两个烧杯中),让学生通过预测、观察、对比、分析、归纳、得出结论。
序号电极材料烧杯中物质预测结果实验结果 1 Zn——Zn 稀硫酸 2 Cu——Cu 稀硫酸 3 Zn——C(石墨)稀硫酸 4 Zn——Cu 硫酸铜溶液 5 Zn——Cu 无水乙醇 6 Zn——Cu 稀硫酸同学们一边兴致勃勃地预测实验结果,一边仔细观察实验现象。
我一边引导学生积极思考,一边有序地做着实验。
随着实验的进行,同学们顺利的得出了构成原电池的条件。
然后学生通过练习巩固所学内容。
从反馈来看,学生似乎掌握得很好了。
[问题分析]课后有学生对我说,如果能让他们自己亲手做这些实验就好了。
还有学生问:我家里的电动车里的电池的正负极及电解液是什么?每年要更换电池的原因是什么?怎样才能延长寿命?我被深深地触动了,我们往往只注重学生是否掌握了理论知识,而不注重学生是如何获得这些理论知识;只注重怎样让学生更快地掌握知识,而不舍得把时间还给学生,让学生自主探究理论知识,教学反思《原电池教学反思》。
而且理论知识要联系生活实际,要为实际生活服务。
我们是否就书本上的理论知识而理论知识?如此培养出来的学生显然缺乏应有的化学素养,只会是一个死读书的学生。
[反思视点]反思一:本课例是典型的师导生学的教学模式,学生能很好地掌握知识点。
双液原电池盐桥的实验改进
双液原电池盐桥的实验改进作者:杜爱萍芦琴燕来源:《化学教与学》2019年第11期摘要:基于实验教学操作简便、直观明了的原则,作者对苏教版《化学反应原理》电化学专题中双液原电池的U型管盐桥进行了改进,分别得到了纸条状盐桥(包括滤纸条、棉布条以及湿纸巾)和琼脂块盐桥两种改进方案。
对于前者,作者对纸条状盐桥的不同材质进行了导电性能对比;对于后者则进一步研究了琼脂块盐桥中KCl的浓度及琼脂块的厚度两个因素对双原液电池性能的影响,并从中得出了琼脂块盐桥制备的最优方案。
关键词:盐桥改进;电化学文章编号:1008-0546(2019)11-0080-03中图分类号:G633.8文献标识码:Bdoi: 10.3969/j.issn. 1008-0546.2019.11.022一、问题提出苏教版《化学反应原理》教材在第二单元“化学能与电能的转化”讲述原电池的工作原理时引入了盐桥的概念。
由于单液锌铜原电池电流不稳定,故采用U型管盐桥构成双液原电池。
盐桥的引入,意在获得平稳、持续而显著的电流。
然而,在实际教学中则出现了以下两个问题:一是盐桥都是教师事先制备好的,学生对于U型管内的物质没有概念,不利于学生对盐桥真实结构及其工作原理的理解。
二是在实际使用U型管盐桥时,发现其构成的双液原电池电流7.6mA,非常小,远小于相同条件下单液原电池的电流(360mA),这一实际情况与教材引入盐桥的出发点不尽相同,容易对教学造成一定的困扰。
笔者针对在实际教学中的上述两个问题,对U型管盐桥进行了改进。
二、实验方案改进为了实验的可对比性和数据的准确性,双液锌铜原电池的构成笔者均采用实验室普通且状况相同的锌片和铜片,锌片为负极,铜片为正极,负极池电解质溶液为1.Omol.L-1的ZnS04溶液,正极池为1.Omol·L-1的CuSO4溶液。
原电池的电流均采用软件朗威8.0进行测定。
针对前述的问题一,笔者首先设计了滤纸条盐桥[1][2]:将滤纸折成约3.5cm×12cm x0.2cm 的条状,室温条件下在饱和KCl溶液中浸泡一分钟,取出后代替U型管盐桥搭在正负极电解质池之间,两电极铜片、锌片与滤纸紧密接触,两电极之间距离为2cm,构成双液原电池(装置如图1(上)所示)。
原电池“盐桥”实验异常现象的思考
原电池“盐桥”实验异常现象的思考原电池“盐桥”实验异常现象的思考论文导读::中学教材中介绍的原电池,主要侧重于讲授原电池的工作原理,强调电解质导电、电子产生及在导线中流动的回路,实际使用中还要考虑许多复杂因素,教学中不可避免的会遇到一些异常现象。
通过对原电池电流逐渐减弱的探讨,引入盐桥的知识,学生的发散思维又引发了“盐桥”与“金桥”的探讨。
论文关键词:原电池,虹吸管,盐桥,金桥原电池“盐桥”实验是原电池工作原理中的一个台阶,按照探究教学模式,引发了一系列异常现象的思考。
1原电池实验存在的异常现象探究[实验1] [1]:将锌片与铜片用导线连接起来,导线中间连接灵敏电流计,再将锌片与铜片插入稀硫酸的烧杯中(如图1),观察实验现象。
实验中我们发现电流计的指针开始时偏转很大,然后指针偏转的角度逐渐减小,最终又没有电流通过;若接入小灯泡重做此实验,同样发现,小灯泡开始很亮,然后慢慢变弱,一会儿就熄灭了。
这是为什么?在高一必修2的教学中,老师只讲授了原电池的工作原理,强调了电子在导线中流动的回路。
引导学生继续探究会发现一系列的问题。
1.1单液原电池Zn∣H2SO4∣Cu电流逐渐减弱的原因[实验1]的实验为什么电子流出的越来越少?分析其原理(如图1),学生很容易发现氢气小气泡在铜片上的汇聚虹吸管,阻碍了铜片上的电子与溶液中的H+接触。
有学生提出改用不生成气体的电解质,如CuSO4溶液。
1.2单液原电池Zn∣CuSO4∣Cu电流逐渐减弱的原因[实验2]:将图1实验中的电解质稀硫酸改为CuSO4溶液(参见图2),实验发现仍然存在同样问题:电流计指针开始时偏转很大,然后指针偏转的角度逐渐减小,最终又没有电流通过;同时发现锌片表面逐渐被铜全部覆盖。
分析:教师教学用书[2]介绍:“由于锌片与CuSO4溶液直接接触,在反应一段时间后,难以避免溶液中有Cu2+在锌片表面被直接还原,一旦有少量铜在锌片表面析出,即在负极(锌)表面也构成了原电池,进一步加速铜在负极表面析出,致使向外输出的电流强度减弱。
《双液原电池盐桥的实验改进》说课稿(全国化学实验说课大赛获奖案例)
《双液原电池盐桥的实验改进》说课稿本实验方案改进包括两个内容一.双液原电池中盐桥的改进二.双液原电池盐桥中离子移动方向可视化一、双液原电池中盐桥的改进(一)实验教学分析1.教学内容分析双液铜锌原电池在现行版本的教材中均有介绍,本实验主要是针对江苏教育出版社新编教材选修4《化学反应原理》专题1“化学反应与能量变化”第2单元“化学能与电能的转化”原电池的工作原理课本中(第31页)教师演示实验进行了改进与创新。
课本内容是:“按图1-8组装好仪器,向两只烧杯中分别加入30mL 1mol•L-1的CuSO4溶液和30mL1 mol•L-1的ZnSO4溶液,将连接导线和电流计的锌片和铜片分别插入ZnSO4溶液和CuSO4溶液中,将盐桥插入两只烧杯内的电解质溶液中,观察实验现象,取出盐桥,观察实验现象”。
在教学过程中教师通常会使用U形管琼脂KCl盐桥做演示实验。
但是实际实验过程中,由于U行管盐桥的路径较长,且与电解质溶液的接触面积过小,导致测得的电流只有10mA左右,远远小于单液原电池的电流(从170mA开始逐渐衰减,如图1所示)。
图1 单液铜锌原电池与双液U行管盐桥原电池电流对比图因此,在教授为什么要引入双液原电池时,很多老师都特意回避这个问题,从单液原电池Zn会和CuSO4溶液直接反应从而使得电流一直衰减,而双液原电池可以得到稳定的电流这一角度来引入。
而实际上,这一节的内容放在“化学反应与能量变化”这一章节当中,使用双液原电池的最主要的优点应该是双液原电池比单液原电池具有更高的能量转化,教师在授课时,不应该回避这一最重要的知识点,而应该当做重点来进行阐述。
2.学生学情分析在实际教学中,当学生使用温度计和电流表测量铜锌单液原电池中温度与电流的变化情况后,学生很自然的能够理解铜锌原电池中的能量转换关系:化学能转换成了电能和热能。
在此基础上引入双液原电池水到渠成。
在引入双液原电池之前,我问了学生一个问题:“请你预测引入盐桥后产生的电流比单液原电池电流更大还是更小?” 80%以上的同学都认为双液原电池应该具有更大的电流,他们的理由是从能量转化的角度来说,双液原电池避免了锌片与硫酸铜溶液直接反应,那么就会有更多的化学能转化成电能,自然得到的电流更大。
高中化学_高二化学选修四第四章第一节原电池教学设计学情分析教材分析课后反思
第四章电化学基础第一节原电池高二年级一.教学目标(一)知识与技能:1.体验化学能与电能相互转化的探究过程;2.进一步认识原电池,牢固掌握原电池的工作原理及其构成条件;能判断原电池的正.负电极,能写出电极反应式;3.了解简单原电池的缺点和改进方法;4.掌握盐桥的作用及工作原理。
(二)过程与方法:1.通过化学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。
2.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;3.培养科学探究过程中的问题意识,敢于.善于发现问题并提出质疑,勤于思考;4.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进行加工处理。
(三)情感态度与价值观:1.在化学学习的过程中体验并享受探究带来的快乐,感受化学世界的奇妙所在;2.养成学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度,养成学生的团队协作精神3.增强联系生活.生产实际学习化学并将化学知识应用于生活的意识;激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。
4.关注与化学有关的社会热点问题和科学前沿问题,增强环境保护的意识,逐步形成可持续发展的思想。
二.教学重难点重点:盐桥的作用及原理,判断电极及电极反应方程式的书写。
难点:盐桥的作用及原理。
三.教法选择运用讲授.引导探究.分组实验.多媒体等多重形式辅助教学的方法。
四.教学用品烧杯.电流表.盐桥.导线.金属Cu.Zn和H2SO4.CuSO4.ZnSO4等溶液,能到电能的转化效率。
并在学生得出相关结论后,引出盐桥的概念。
【讲授】在学生讨论探究的基础上,对使用盐桥的目的进行讲述:1.避免电极材料与电解质直接接触反应2.沟通内电路【演示实验】(教材71页实验4-1),并解决下列问题:1.改进后的装置为什么能够持续.稳定的产生电流?2.盐桥在此的作用是什么?通过交流讨论,结合教材知识,改进试验方案,并准备验证结论【听讲】认真听老师讲解【观察.思考】仔细观察实验现象,验证之前的猜想握了获取知识的方法通过探究,让学生体会获取知识的快乐,同时引出本节课重点内容由实验来验证讲授内容,让学生更容易理解,也更能留下印象环节3 分析盐桥【讲授】介绍盐桥的构成:在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼胶作成的冻胶【思考与交流】让学生结合教材内容,总结盐桥的作用【知识拓展】(课件展示)原电池是由两个半电池组成的;半电池包括电极材料和电解质溶液,两个隔离的半电池通过盐桥连接起来。
原电池中关于“盐桥”的探究与启示
2013-07课堂内外原电池中关于“盐桥”的探究与启示文/万英华在高中化学选修四中第四章第一节《原电池》的内容中,有一个知识点:盐桥,这一知识点是新课标教材新增内容。
对于盐桥,大多数学生无法理解,难免提出一些疑问,下面就学生提出的几个有关盐桥的问题进行探讨。
一、原电池中为什么要使用盐桥如图1,有盐桥时,用铜、锌片和硫酸铜溶液组成原电池,电流表指针偏转,有电流通过。
锌片电流计ZuSO4溶液铜片CuSO4溶液e-→图1若取出盐桥,由于Zn原子失电子产生锌离子使锌片周围溶液带正电,而铜离子在铜片(正极)上得电子析出,导致铜片附近硫酸根增多而带负电。
因此负极的正电荷增多而导致电子(负电荷)难以流出,正极负电荷增多也会导致电子流入困难,从而电池不能产生持续稳定的电流。
加了盐桥后(设为KCl,图1),随着反应的进行,盐桥中带负电离子(Cl-)会流到锌片处,带正电离子(K+)流到铜片,中和两极上的电荷,从而保持两边溶液电中性而保证电流的持续稳定。
总之,原电池盐桥的作用是保持两极溶液的电中性和沟通回路。
如果教师按照教材这样的描述给学生讲解,很多学生往往意犹未尽、如鲠在喉,仍然不能正确理解此处盐桥引入的意义。
在此,如果引入液接电势的概念(当组成或活度不同的两种电解质接触时,在溶液接界处由于正负离子扩散通过界面的离子迁移速度不同造成正负电荷分离而形成双电层,这样产生的电位差称为液体接界扩散电位,简称液接电位),才能讲清盐桥的作用,即液接电位减至最小以致接近消除,以使电池产生持续稳定的电流。
二、盐桥中的K+、Cl-向两极溶液中扩散,两极溶液中的离子是否也向盐桥中扩散下面以电池Zn(s)│ZnSO4‖KCl饱和溶液‖CuSO4│Cu(s)为例,进行实验探究。
其电池装置如图2所示实验现象:一段时间后,盐桥右端下部溶液变成蓝色。
原因:在原电池开始工作的一段时间内,由于盐桥中电解质溶液浓度高,K+、Cl-几乎担负了通过液相接界的全部电流的迁移。
《双液原电池盐桥的实验改进》说课课件(全国化学实验说课大赛获奖案例)
创新琼脂块盐桥,采用温度传感器和电流传感器 直观的让学生感受到双液原电池的能量转化率远 远高于单液原电池。
三、实验条件探究
1.实验条件研究之一 ---- 盐桥的配制
表1 KCl用量对盐桥的影响
编号 1 2 3 4 5 6 7
水 1000 mL 1000 mL 1000mL 1000 mL 1000 mL 1000 mL 1000 mL
实验改进之从理论到工业
单液原电池
双液琼脂块原电池
双膜原电池
一、实验改进背景
原电池内电路中带电粒子的定向移动是一个 非常重要概念,然而教材只有理论表述,缺 少直观的实验感受
二、实验创新方案
1.实验装置的理论构想:
实验装置的创新:
使用阴阳离子交换膜当作盐桥,将两极区域 分开。
改进优点:
让学生可以直观的感受到盐桥溶液中阴阴离 子的移动方向以及阴阳离子交换膜中离子的 移动特点
二、实验改进方案
3.实验装置的实际制作:
阳离子交换膜
阴离子交换膜
Cu片电极
Zn片电极
CuSO4溶液
KCl溶液
ZnSO4溶液
膜电池装置实物俯视面
膜电池装置实物正面图
三、实验结果呈现
1.感悟盐桥中阴离子的移动----使用仪器:朗威8.0数字化氯离子检测仪
Cl-(mol/L)
ZnSO4区域
t(s)
实验结论:可以直观的感受到Cl-从中间盐桥区域移动到负极区。
二、实验改进方案
1.实验装置的制作原料:
实物
名称 大小 数量 价格(元)
PP塑料板
7cm×7cm×0.5cm
2 免费送
pp塑料板框体m×3cm
3
铜锌原电池带盐桥实验步骤
铜锌原电池带盐桥实验步骤实验名称:铜锌原电池带盐桥实验步骤实验目的:探究铜锌原电池中盐桥的作用,并观察电池在工作过程中的现象。
实验材料:1. 一个铜和一个锌片2. 铜锌原电池的电池罐3. 实验盐桥4. 盐桥中的电解质溶液实验步骤:1. 准备工作:a. 将电池罐清洗干净并确保干燥。
b. 准备盐桥:在一个细长的玻璃管中加入电解质溶液(例如氯化钠溶液)。
c. 将铜片和锌片准备好。
铜片作为正极(阳极),锌片作为负极(阴极)。
2. 组装电池:a. 在电池罐中放入铜片,使其与电池罐的底部充分接触。
b. 在电池罐中放入锌片,使其与电池罐的侧壁充分接触。
c. 确保铜片与锌片之间有足够的间距。
3. 添加盐桥:a. 将盐桥的一端插入铜片旁边,使其完全浸没在电解质溶液中。
b. 将盐桥的另一端插入锌片旁边,同样使其完全浸没在电解质溶液中。
4. 观察实验现象:a. 当电池组装完成并接通电路后,观察到盐桥两端的电解质溶液颜色可能发生变化。
b. 观察到铜片上可能会产生铜离子、锌片上可能会产生锌离子。
c. 可能会观察到电流的流动,并产生化学反应。
实验注意事项:1. 在实验过程中,根据实验的具体要求和电解质溶液的浓度,可以选用不同类型的电解质溶液,比如氯化钠溶液、硫酸溶液等。
2. 实验操作时,务必小心,避免发生电解质的外溢或滴漏现象,以免伤害到实验者。
3. 在实验过程中,要随时观察电池的工作情况,及时发现异常现象并及时停止实验。
4. 实验结束后,应及时进行实验器材的清洁和归位,以便下次使用。
通过以上实验步骤,我们可以了解铜锌原电池中盐桥的作用。
在实验中,盐桥起到两个作用:一是维持电池中离子的平衡,避免两极产生电荷累积;二是提供离子的传导途径,使电子得以流动从而产生电流。
通过实验我们可以观察到电解质溶液的变化、金属片的化学反应以及电流的流动现象,进一步加深对铜锌原电池的理解。
《原电池的工作原理》教学设计与反思
学生讨论思考
改进
2min
如何改进原电池,使化学能尽可能转化为电能?
学生思考
实验
1min
用盐桥将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液的烧杯连接起来,然后将锌片和铜片分别用导线与电流表相连,观察现象。
进行演示实验,请学生说出实验现象。
学生说出实验现象。
教学环节(注明每个环节预设的时间)
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
1min
展示《寻秦记》中的“硫酸发电图”
学生思考讨论
引发学生兴趣
[板书]一、原电池工作原理
2min
教师板书,并要学生展示讨论结果
学生展示:
负极:Zn-2e-=Zn2+
正极:
2H+ 2e-=H2↑
总反应:Zn+2H+ = Zn2++ H2↑
学生积极参与
构成条件
5min
通过刚才对原电池原理的复习,请同学们来归纳构成原电池的条件。
教师总结:内因:自发进行的氧化还原反应;
外因:(1)两个电极(导体,可同,可不同)负极:失电子,氧化反应
正极:得电子,还原反应
(2)电解质(提供自由离子——溶液,熔融或固体均可)
(3)闭合回路(“电子岸上走,离子水中游”)
教学策略与设计说明
以“教师巧妙引导,学生自主探究”的学习方式学习。分为:回顾原电池,改良原电池,设计原电池,书写电极反应等几个基本环节
“硫酸发电图”引入→复习原电池工作原理→学生设计简单原电池→通过实验现象,学生发现单液原电池缺陷→教师启发学生,引出“盐桥”,找到改良方法→师生归纳、总结→学以致用
《原电池》教学反思范文
《原电池》教学反思范文《原电池》教学反思范文作为一位刚到岗的人民教师,我们要有很强的课堂教学能力,写教学反思可以很好的把我们的教学记录下来,那要怎么写好教学反思呢?以下是小编帮大家整理的《原电池》教学反思,欢迎阅读与收藏。
“三步五环节”课堂教学策略遵循学生的认知规律,通过自学、对话、评价三个环节,打造的一种高效课堂模式。
这种教学模式以“导学案”为知识载体,以“共同体”为学习组织形式,突出自主、合作和探究。
新学年,我下了一番“绣花功夫”,认真领会“三步五环节”课堂教学策略的精髓,精心备课,让常态教学课堂充满思维的碰撞,打造了高效智慧课堂。
下面我将《化学反应原理》第1章第3节《原电池》一节课堂教学过程记录下来,为进一步推进高效课堂积累经验。
以此,作为我的教学反思。
“三步五环节”高效课堂教学过程实录。
1、“导学案”编写。
本节内容是建立在电极反应的概念基础上深刻领会化学能转化为电能的基本原理。
以一个学生熟悉的自发氧化还原反应为研究对象,精心设计构建的内容体系。
首先由学生熟悉的锌铜稀硫酸原电池入手,提出如何将化学能转化为电能这一情景,然后由单液逐渐过渡到双液,引出问题情景,设计阶梯问题,让学生在自学必修二原电池部分的基础上,通过问题,让学生充分对话,思维充分发散,然后通过精讲点拨进行概括总结。
按照“三步五环节”导学案编写。
2、“三步五环节”课堂教学过程实施。
本课堂教学实施,按照“三步五环节”教学模式的“自学-对话-评价”的三步推进,师生共同制定学习目标、学习方法和策略。
学生按照导学案的要求,在预设的时间内自主学习解决基本问题,通过思考产生疑问带着问题进入合作探究,取得了很好的效果。
在教学过程中,“共同体”发挥了重要的作用,并在对话中激发了课堂智慧,提高了课堂教学效果。
摘录部分课堂教学智慧和大家共飨。
2.1.“梦之队”共同体的课堂智慧:一张膜可能带来的能源革命。
“对话环节”是我们“放纵思维”的自由讨论阶段。
盐桥在原电池中的作用
盐桥在原电池中的作用原电池是一种将化学能转化为电能的装置,其中包含正极、负极和电解质溶液。
在原电池中,盐桥起着至关重要的作用。
本文将讨论盐桥在原电池中的作用以及其工作原理。
盐桥是由一个玻璃管或塑料管和两个盐滤纸组成的。
盐桥的一端与正极溶液相连,另一端与负极溶液相连。
盐桥中的盐滤纸被浸泡在盐溶液中,这种盐溶液通常是钾氯化物或钠氯化物溶液。
让我们了解一下原电池的工作原理。
原电池通过化学反应将正极和负极之间的电子转移,从而产生电流。
正极和负极之间的电子转移是通过电解质溶液中的离子来实现的。
正极溶液中的离子向负极移动,而负极溶液中的离子则向正极移动。
这种离子传导是通过盐桥来实现的。
盐桥在原电池中起到两个主要的作用:维持电荷平衡和维持电解质浓度平衡。
盐桥维持电荷平衡。
在原电池中,正极处的化学反应会产生正离子,而负极处的化学反应会产生负离子。
如果没有盐桥的存在,这些正离子和负离子将无法在电解质溶液中移动,从而导致电荷不平衡。
通过盐桥,正离子和负离子可以通过离子交换在电解质溶液中移动,从而维持电荷平衡。
盐桥维持电解质浓度平衡。
在原电池中,化学反应会导致正极溶液中的正离子浓度增加,而负极溶液中的负离子浓度增加。
如果没有盐桥的存在,这些离子的浓度差异将导致化学反应的进行受到限制。
通过盐桥,正离子和负离子可以通过离子交换在盐溶液中移动,从而维持电解质浓度的平衡。
盐桥的工作原理是基于离子传导的原理。
当正极溶液中的正离子向盐桥移动时,它们会通过离子交换与盐溶液中的阴离子结合,形成中间产物。
同样,负极溶液中的负离子也会通过离子交换与盐溶液中的阳离子结合。
这种离子交换的过程使得正离子和负离子能够在盐溶液中移动,从而维持电解质溶液的电荷和浓度平衡。
总结一下,盐桥在原电池中起到维持电荷平衡和维持电解质浓度平衡的作用。
通过离子交换的方式,它使得正离子和负离子能够在盐溶液中移动,从而实现电流的传导。
盐桥在原电池中的作用是不可或缺的,它确保了正极和负极之间的化学反应能够顺利进行,并产生稳定的电流。
探究简单原电池的不足和改进。能设计并完成带盐桥的
负极 (Cu)
盐桥
正极 (C)
CuSO4 溶液 Fe2(SO4)3溶液
总结提升
带盐桥的原电池工作原理的一般规律
电极材料
电解质溶液
反应类型
电子流动 方向
盐桥中离子移 动方向
负极 较活泼的 半电 金属
池
含负极金属阳 氧化反应 电子流出 阴离子移向 离子的溶液
改进
电解质溶液
A
? ZnSO4溶液
实验验证
观看视频:带盐桥的铜锌原电池
总结提升
负极
SO42- Zn-Z2n+
A 1、连通电路 2K、+平衡电荷
Cl-
Zn2+
K+
Cl-
H+ H+
H+Biblioteka 正极H2 H+ Cu
SO42SO42-
ZnSO4溶液
H2SO4溶液
总结提升
带盐桥的铜锌原电池的工作原理
电极 电解质 反应 电子流 盐桥中离子 材料 溶液 类型 动方向 移动方向
将负极材料与反应溶液隔开,大大的提高了电池的效率
学法小结
请扫一扫 口袋里的微课——带盐桥的原电池
3、一回路
4、盐桥(含琼胶的饱和盐 溶液)
学以致用
请利用反应原理: Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
设计一个带盐桥(KCl饱和溶液)的原电池装置,画 出装置简图,并标注电极及电解质溶液。
负极 (Zn)
盐桥
正极 (Cu)
ZnSO4 溶液
CuSO4 溶液
学以致用
请利用反应原理: Cu + 2Fe3+= Cu2+ +2 Fe2+
河北高中化学《1.2.1原电池》学案选修4
河北邯郸市第四中学高中化学选修四《1.2.1原电池》学案【学习目标】▪1、探究简单原电池的不足和改进▪2、认识盐桥电池,进一步了解原电池的工作原理▪3、理解盐桥的作用▪4、利用氧化还原反应设计盐桥电池【学习重点】盐桥的作用、对简单原电池的改进【学习难点】盐桥的作用、对简单原电池的改进〖自主学习〗归纳总结原电池的基本知识:1.原电池概念:_____能转化为______能的装置。
2.电极反应:负极:__________________________发生_______反应正极:__________________________发生_______反应3.电荷移动方向:在外电路上,________的定向移动形成电流。
在内电路上,________向正极移动,________向负极移动。
4.原电池的构成条件:【合作探究】【探究实验一】把锌片和铜片与电流表用导线连通,然后把锌片和铜片放入稀硫酸溶液中,观察现象。
【思考】1、锌片上产生什么气体?为什么会有该气体生成?2、请从铜片和锌片上有气泡来分析,该装置化学能全部转化为电能了吗?3 、不使用时该电池能否长期保存?(断开开关)4、产生以上3点的根本原因是什么?(提示:实验中锌的位置)【探究实验二】什么物质能作为离子通道,?(提示:能吸水的物质就能让离子沿其运动)请你利用现有实验器材;滤纸、棉线、布条、饱和KCl溶液、导线、烧杯、镊子等设计实验方案,构建原电池,并通过实验验证方案是否可行用提供的材料把两烧杯连通,观察现象:_______________________________设计要点:1、实验器材的选择2、是否形成原电池3、锌片上还有气泡产生吗?说明什么问题?4、分析所选物品的作用【思考】那如何改进以增强电流?(提示:要是有一份充满了离子的溶液,能和两个烧杯连通,则就能同时向两边补充阴阳离子)(附:盐桥制法:将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙),将冷却后的U形管浸泡在饱和KCl溶液中即可。
自制“盐桥”-电化学实验教具
自制“盐桥”-电化学实验教具赵园园【摘要】介绍一套以U型管、果冻、饱和氯化钾溶液为主体的综合性实验教具。
应用该教具,能融合探究“盐桥电池、电解水、氢氧燃料电池”等电化学实验,使实验过程具有结构简单、小巧轻便、易拿易用,现象明显,能长期保存等优点。
【期刊名称】《化学教与学》【年(卷),期】2016(000)002【总页数】1页(P96-96)【关键词】U型管;果冻;盐桥;实验教具【作者】赵园园【作者单位】江苏省邗江中学江苏扬州 225009【正文语种】中文【中图分类】G633.8化学能与电能之间的转化是整个高中化学的重要知识,原电池实验更是促使学生自主学习、主动思考,进而形成电化学核心概念的重要实验。
苏教版必修二中出现的单液原电池,苏教版选修四中出现的双缸式的盐桥电池,这两套装置都可以直观地展示化学能与电能之间的转化。
但在实验中存在以下不足:1、单液原电池装置产生的电流微弱,供电时间短,不能持续对外提供电能。
2、双缸式的盐桥电池电池装置能产生稳定、持续的电流,但是携带不方便。
3、其中的盐桥是熬制饱和的氯化钾琼脂溶液,填充U形管制成。
而盐桥制备成功有一定的难度,并且制备出的盐桥无法长期保存。
基于上述不足,本人在借鉴已有研究成果的基础上,结合自身教学实践,对该实验进行了改进,应用生活中最常见的物质“果冻”来完成该实验,制作了一套能融合探究“盐桥电池、电解水、氢氧燃料电池”等电化学实验的教具。
果冻的主要成分除水外主要是增稠剂海藻酸钠、琼脂、明胶等。
由于其强大的保水性能,在果冻中加入一定量的电解质,可应用于电解池和原电池的两电极之间的介质,充当盐桥,降低了内阻,提高了功率。
实践表明:使用该教具,简化实验准备工作量,提高电化学实验效果,激发了学生的求知欲和创新意识,具有良好的教学效果。
1.用药匙取三小勺果冻放于U形管的底部。
2.将U形管放入100℃的热水浴中加热至果冻溶化。
3. U型管两端分别滴加3—4滴饱和KC1溶液,振荡。
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负极 (Cu)
盐桥
正极 (C)
CuSO4 溶液 Fe2(SO4)3溶液
总结提升
带盐桥的原电池工作原理的一般规律
电极材料
电解质溶液
反应类型
电子流动 方向
盐桥中离子移 动方向
负极 较活泼的 半电 金属
池
含负极金属阳 氧化反应 电子流出 阴离子移向 离子的溶液
实验探究
操作步骤: 用浸有饱和氯化钾溶液的滤纸 放在中间
现象:电流表指针发生偏转
原因: 阴阳离子定向移动,形成闭 合回路
浸泡饱和KCl溶液的滤纸
解决问题 盐桥
U盐形桥管中装有含琼胶(琼脂制 成的胶冻)的盐溶液,(一般 是氯化钾)。
琼胶的作用是防止溶液流出; 阴阳离子能在琼胶内自由移动 。
解决问题
发现问题
发现问题
分析问题
如何提高电池的效率呢?
1、如何避免Zn和H2SO4溶液接触? 2、拿出后的Zn放在什么溶液中最好呢? 3、如何形成闭合回路?
A
稀硫酸
改进
ZnSO4溶液
稀硫酸
实验探究
【要求】探究使装置形成闭合的回路的方法。期待效果: 形成稳定的电流。 【用品】 饱和KCl溶液、滤纸条
操作过程及要点: 1、在玻璃片两端各放一块铜片和锌片,用导线将铜片、锌片 和电流表连接起来 2、铜片和锌片下端各放一小张滤纸,锌片上的滤纸滴加硫酸 锌溶液,铜片上的滤纸滴加稀硫酸溶液(润湿滤纸即可)
改进
电解质溶液
A
? ZnSO4溶液
实验验证
观看视频:带盐桥的铜锌原电池
总结提升
负极
SO42- Zn-Z2n+
A 1、连通电路 2K、+平衡电荷
Cl-
Zn2+
K+
Cl-
H+ H+
H+
正极
H2 H+ Cu
SO42SO42-
ZnSO4溶液
H2SO4溶液
总结提升
带盐桥的铜锌原电池的工作原理
电极 电解质 反应 电子流 盐桥中离子 材料 溶液 类型 动方向 移动方向
负极
半电 池
锌
硫酸锌
氧化 反应
电子 流出
正极 半电 池
铜
稀硫酸 还原 反应
电子 流入
Cl-流向 K+流向
总结提升
带盐桥原电池的构成要素
Zn
盐桥
ZnSO4溶液
Cu
H2SO4溶液
1、两极 两种活动性不同的金属或者 一种金属和一种能导电的非 金属
2、两液 一种能与负极金属反应,一 种不与负极金属反应(含负 极金属阳离子的溶液)
3、一回路
4、盐桥(含琼胶的饱和盐 溶液)
学以致用
请利用反应原理: Zn + CuSO4 = Cu + ZnSO4
设计一个带盐桥(KCl饱和溶液)的原电池装置,画 出装置简图,并标注电极及电解质溶液。
负极 (Zn)
盐桥
正极 (Cu)
ZnSO4 溶液
CuSO4 溶液
学以致用
请利用反应原理: Cu + 2Fe3+= Cu2+ +2 Fe2+
正极 半电 池
不活泼的金 属或可导电 的非金属
一般是含能 与负极反应 离子的溶液
还原反应 电子流入 阳离子移向
课堂小结 原 电 池 原 理
失e,沿导线传递,有电流产生
外电路
氧化反应 活泼的金属
负极 带盐桥的原电池 正极
阳离子 电解质 溶液
阴离子 盐桥 阳离子
还原反应 不活泼金属
内电路
负极半电池
正极半电池
三维目标: 知识与技能:
1、进一步学习原电池的工作原理,探究简单原电池的不 足和改进。
2、能设计并完成带盐桥的原电池的设计。 3、形成完备的原电池概念,理解构成原电池的条件。 过程与方法: 1、通过实验活动建构原电池模型。 2、实验设计感悟科学探究的思路和方法。 情感、态度与价值观: 发展学习化学的兴趣,体验科学探究的艰辛和喜悦,感受 化学世界和奇妙与和谐。
将负极材料与反应溶液隔开,大大的提高了电池的效率
学法小结
请扫一扫 口袋里的微课——带盐桥的原电池
人教版《化学》选修4 第四章 电化学原理 第一节
宜昌市第七中学 龚韦韦
回味经典 夯实基础
Zn+2H+ =Zn2++H2 ↑
பைடு நூலகம்稀硫酸
(—)锌片:Zn-2e-=Zn2+ (发生氧化反应) (+)铜片:2H++2e-=H2 ↑ (发生还原反应)
现象:铜片上有气泡,锌片逐渐溶解 电流表指针发生偏转,形成电流