教学目标:掌握原电池的化学工作原理;原电池的形成条件及电极反应式;电子流和电流的运动方向;培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神。
教学难点:原电池的化学工作原理。
教学重点:原电池的原理;原电池的形成条件及电极反应式;电子流和电流的方向;
教学方法:实验**法。
教学用品:铁丝、铜丝、锌片、铜片、稀硫酸、导线、烧杯、电流计。
教学过程:提问引入] 日常生活中,我们会接触到不同种类的电池,有一次性的锌-锰酸性电池,有可重复充电的镍氢、镍镉电池、铅酸电池、锂离子电池等。这些电池虽小,但是,在生活中却扮演着及其重要的角色。
你们知道电池工作的基本原理吗?它是如何发展、演化的呢?今天,我们共同来学习新的知识──原电池。
板书]第四节原电池原理及其应用。
一、原电池。
演示4-20]……
再演示4-21]……
学生说现象]看到锌片上有气泡产生,铜片上没有气泡产生。当用导线把锌片和铜片连接起来(p97图4-20)时,铜片上产生气泡,电流表指针产生偏转。
学生思考的问题]
1)锌和稀h2so4直接反应的实质是什么?
2)插入铜丝接触到锌粒后,为什么在铜丝上出气泡?
3)铜丝上的电子由何处而来,出来的是什么气体?
学生根据实验,建议讨论步骤:现象(易)——解释(难)——结论(难)
“flash铜锌原电池”]…
生师讨论解释]用导线连接后,锌片不断溶解,铜片上有气泡产生。电流表的指针发生偏转,这说明导线中有电流通过。
原来,当把用导线连接的铜片和锌片一同浸入稀硫酸时,由于锌比铜活泼,容易失去电子,锌被氧化成锌离子,而进入溶液,电子由锌片通过导线流向铜片,溶液中的氢离子从铜片获得电子被还原成氢原子,氢原子结合成氢分子从铜片上放出。这一反应可表示如下:
电极反应:负极(锌片) zn - 2e = zn2+(氧化反应)
正极(铜片)2h+ +2e = h2↑(还原反应)
原电池反应:zn + 2h+ =zn2+ +h2↑(zn + h2so4 = znso4 + h2↑)
[结论] 把化学能转变为电能的装置叫做原电池。
巩固提问]
1.原电池中,电子从哪极流出?通过外电路流回到哪极?
2.原电池中,正负两极哪极是较活泼金属?哪极是较不活泼材料?
3.原电池中,正负两极分别发生什么反应?
4.原电池组成的条件是什么?(①两块相连的活泼性不同的金属,或可以导电的其它材料;②电解质溶液。闭合电路)。
经常用做惰性电极材料的物质是pt(铂)或c(石墨),如下图两个装置的电极反应是相同的。)
[再复习演示动画] 实验**形成原电池的条件(三组实验**)
设疑] 1.哪种装置可以形成原电池?
2.指出正、负极溶液上各发生什么变化?
3.电子的流动方向如何?
学生讨论](a、b、c可形成原电池)
讨论]通过以上做的几个实验,总结一下组成原电池的条件及原理。
学生发言后小结)
板书]二、引导学生总结构成原电池的条件:
有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。
电极材料均插入电解质溶液中。
两极相连形成闭合电路。
三。原电池的原理的应用:较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)流向较不活泼的金属(正极)。
设计实验]有锌片、铜片、橘子、ph试纸、电流表,请同学们推断一下能否组成原电池,并亲手设计一个原电池。
讲述]通过这个实验,同学们知道了用橘汁作电解液也可以组成原电池。我们回家也可以用其他金属、水果、液体再试一试,把两个极板的另一端通过导线接触耳机的两极,仔细听听有什么声音,并想想说明什么问题?
练习]x、y、z都是金属,把x浸入z的硝酸盐溶液中,x的表面有z析出,x与y组成原电池时,y为电池的负极。x、y、z三种金属的活动性顺序为。
a x>y>z b x>z>y c y>x>z d y>z>x
小结]按板书的内容,归纳本书的内容和要点。
作业]课本习题一,二
预习]1 本节“二、化学电源”、“三、金属的电化学腐蚀”
2.回家搜集废干电池并拆开,弄清它的构造及原理。
课堂练习]1. 判断下列装置那些能构成原电池,标出电极名称,写出电极反应。
2.实验室制取氢气,用锌与稀硫酸反应。锌用纯锌好,还是用粗锌好(杂质为碳)?为什么?
3.实验室只有纯的锌粒,怎么办?
4原电池与生活实际的联系及其应用(详见电脑课件)
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