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2014年人教版高中化学选修4第四章《电化学基础》第一节《原电池》教学案+同步测试（7份）

※基本信息※
- 资料类型：教(学)案
- 教材版本：不限
- 适用学校：不限
- 所需点数：0点(会员免费)
- 资料来源：收集
- 资料作者：
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※资料简介※
第四章第一节原电池教案
课题：第四章电化学基础
第一节原电池授课班级
技能 1、让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程；
2、使学生进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；
3、能够写出电极反应式和电池反应方程式.
1.通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力。
2.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。
3、加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法
情感
态度
价值观通过一些实验和科学探究过程，使学生增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。
重点进一步了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式
难点原电池的工作原理
第四章    电化学基础
第一节   原电池(primary battery)
二、设计原电池
一、原电池工作原理
锌片（－）：Zn-2e-＝Zn2＋   氧化反应；
铜片（＋）：Cu2＋＋2e-＝Cu   还原反应
总反应式：Cu2＋＋Zn＝Cu＋Zn2＋

教学过程
教学步骤、内容教学方法、手段、师生活动
[复习]基础模块中有关原电池内容。
［投影］原电池的概念：化学能转化为电能的装置
组成原电池的条件：
(1) 有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极，活泼性强的做负极
(2) 电极材料均插入电解质溶液中，电极可能与电解质溶液反应也可能不反应
(3) 两极相连形成闭合回路，可以是导线相连接也可以是两电极接触
[板书]第四章    电化学基础
第一节   原电池(primary battery)
[讲]我们已所学过的原电池，是为了便于说明原电池化学原理的一种最简单的装置。如果用它作电源，不但效率低，而且时间稍长，电流就不断减弱，因此不适合于实际应用。这是什么原因呢？主要是由于在铜极上很快就聚集了许多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。这种作用称为极化作用。为了避免发生这种现象，我们来设计一种更为科学的原电池装置。
[设计实验]在两个烧杯中分别放入锌片和锌盐溶液、铜片和铜盐溶液，将两个烧杯中的溶液用一个装满电解质溶液的盐桥（如充满KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻）连接起来，再用导线将锌片和铜片联接，并在导线中串联一个电流计，观察现象。

［学与问］什么是盐桥？
盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。盐桥可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2＋而带上负电
[现象]（1）电流表指针发生偏转，根据指针偏转方向，可以判断出锌片为负极、铜片为正极。
（2）铜片上有铜析出，锌片则被溶解。
（3）取出盐桥，指针回到零点，说明盐桥起了沟通电路的作用。
[讲]发生上述现象的原因是由于锌比铜活泼，容易失去电子变成Zn2＋进入溶液，电子通过导线流向铜片，硫酸铜溶液中的Cu 2＋从铜片上获得电子变成铜原子沉积在铜片上。由于电子从锌片流到铜片，所以锌片上发生氧化反应，铜片上发生还原反应。
锌片（－）：Zn-2e-＝Zn2＋   氧化反应；
铜片（＋）：Cu2＋＋2e-＝Cu   还原反应
总反应式：Cu2＋＋Zn＝Cu＋Zn2＋
[讲]一定时间后，溶液会因带电离子的积累（ZnSO4溶液中的Zn2＋离子过多，CuSO4溶液中的SO42-离子过多）而阻碍电子的转移。但有盐桥存在，允许溶液中离子迁移，以中和过剩的电荷，起了沟通电路的作用，使传递电子的反应能继续进行。于是，锌和CuSO4的氧化还原反应的化学能转变成外电路上电子流动的电能。
[板书]一、原电池工作原理
锌片（－）：Zn-2e-＝Zn2＋   氧化反应；
铜片（＋）：Cu2＋＋2e-＝Cu   还原反应
总反应式：Cu2＋＋Zn＝Cu＋Zn2＋
［讲］盐桥存在，允许溶液中离子迁移，以中和过剩的电荷，起了沟通电路的作用，使传递电子的反应能继续进行。
[讲]从分析铜--锌原电池的组成可以看出，原电池是由两个半电池组成的。锌和锌盐溶液组成一个半电池，铜和铜盐溶液组成另一个半电池。中间通过盐桥连接起来。组成半电池的导体叫电极，失去电子的电极为负极，得到电子的电极为正极。不参加电极反应的电极叫惰性电极，如铜电极。
[过渡]根据铜--锌原电池的组成，如何利用一个现有氧化还原反应设计成为原电池？
[板书]二、设计原电池
[讲]设计原理：从理论上讲，任何一个可自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池，还原剂在负极上发生氧化反应，失去的电子通过导线转移到正极上，氧化剂在正极上得到电子发生还原反应，从而形成闭合回路，外电路中则有电流产生。
[点击试题]根据下列氧化还原反应，设计原电池，指出正负极，写出电极反应。
① Cu+2Fe3＋==2Fe2＋+C u2＋
② 2Fe3＋+2I-==2Fe2＋+I2
[分析]①铜被氧化，铜作负极，正极应选择比铜不活泼的金属或石墨，用氯化铁溶液作电解质溶液；②发生氧化反应和还原反应的均为离子，因此应选择惰性材料作电极。
[投影] 氧化还原反应中还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应同时发生，一个氧化还原反应被设计成原电池后，氧化反应和还原反应被分别设计在负极和正极发生，两极反应式叠加后应该与氧化还原反应式吻合，要求书写电极反应式时，负极失去的电子数与正极得到的电子数相等。
［小结］原电池作为一种化学电源，当它用导线连接上用电器形成闭合回路时就会有电流通过。
（1）在外电路：
①电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。
②电子的流向是从电源的负极出发经用电器流向电源的正极。
（2）在内电路：
①电解质溶液中的阳离子向正极移动，因为：正极是电子流入的电极，正极聚集了大量的电子，而电子带负电，吸引阳离子向正极移动。
②电解质溶液中的阴离子向负极移动，因为：负极溶解失去电子变成阳离子，阳离子大量聚集在负极，吸引阴离子向负极移动。（硝酸做电解质溶液时，在H+帮助下，NO3-向正极移动得电子放出NO2或NO）
［小结］原电池的基本类型：
（1）只有一个电极参与反应的类型：负极溶解，质量减小；正极本身不参与反应，但是在正极可能有气体产生或正极质量增大。
（2）两个电极都参与反应的类型：例如：充电电池类的：蓄电池、锂电池、银锌电池等。
（ 3）两个电极都不参与反应的类型：两极材料都是惰性电极，电极本身不参与反应，而是由引入到两极的物质发生反应，如：燃料电池，燃料电池的电解质溶液通常是强碱溶液。
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