《电化学基础-原电池》学导案 韩晴

左权宏远学校高中部学导案 学科

化学 年级 高二 班级 21班 时间 2012.12.25 教师 韩晴 课题 电化学基础——原电池

课型

预习新授课√ 展示复习课□ 练习实训□ 其他□ 教学时数 2课时 学 习

目 标 1、知识目标：（1）了解原电池的构造特点及工作原理；

（2）知道常见的化学电源；

2、能力目标：能正确书写原电池的正、负极的电极反应式及电池反应的方程式

3、价值观目标：了解电解原理在生产生活中的应用。

重 点难 点

1、重点：原电池的构造特点及工作原理

2、难点：（1）原电池的构造特点及工作原理

（2）原电池的正、负极的电极反应式及电池反应的方程式的书写 教 学

方 法

自主合作 实验探究 一、

预预

学

质

疑

：

二、

教

学

流

程

：

三、

交

预习设计： 1、什么是电化学？ 2、原电池的本质？ 3、原电池的形成条件是什么？ 4、盐桥的构造和作用？ 5、原电池电极的判断及电极反应式、电池反应式的书写？ 6、关于内外电路的理解？ 教学流程： 1、出示预习设计，预学课本（人教版，选修4）第四章《电化学基础》-1 原电池； 2、同学们展示； 3、练习； 4、小结； 5、反馈。 （一）探究引入： 请根据你的经验猜想Zn 与CuSO 4溶液的反应是吸热反应还是放热反应？ 现象: 结论:

流展

示：【思考1】该反应放出的能量除了可以转化为热能之外，还可以转化为什么能量？

（二）新课学习：

1、什么是电化学？主要研究哪两种装置？

【学生展示1】：

电化学：

。

电化学主要研究的两种装置是和，能量转化形式分别是和。

今天我们来学习电化学的一些基础知识——原电池。

同学们根据预习提纲自习相应问题1-6。

【引导思考】：你认为复分解反应如酸碱中和反应能否设计成原电池装置？分析上述反应Zn+ Cu2+＝Zn2+ + Cu中元素化合价变化，能得出什么结论？

2、原电池的本质

【学生展示2】：

原电池的本质是将中的氧化反应和分开在不同区域进行，再以适当方式连接起来的装置，从而形成电流。如何一个氧化还原反应都有可能设计成原电池，而所有的非氧化还原反应都不能设计成原电池，因为非氧化还原反应没有。

练习1：判断下列装置能否构成原电池。

A B C

D

D E F

【思维拓展】：若A中Zn极和Cu极移在一起能否形成原电池？

若D中Zn极换成Ag极能否形成原电池？

若E中盐桥换成Cu丝能否形成原电池？

【归纳】：原电池形成条件

3、原电池的形成条件

【学生展示3】：

硫酸银

（1）、（金属或非金属）

（2）、（可以是水膜）

（3）、（不一定连线，如钢铁腐蚀）（4）、（不能是非氧化还原反应）【引导思考】：上图E中用到盐桥，知道盐桥的构成和作用吗？

4、盐桥的构造和作用

【学生展示4】：

盐桥的构造：盐桥中装有饱和的KCl（NaCl、KNO3、NaNO3）溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。

盐桥的作用是什么？

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+而带上了负电。

盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。

导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路【讲解延伸】：

（1）、D、F属单液电池，在单液电池中也会有少量Ag、Cu析出，造成短路，产生热量，损失电能，效率较低。E属双液电池，不会出现短路，效率高。

（2）、双液电池的每个半电池中，金属电极与电解液中阳离子一致，保证半电池中不因反应，造成短路而损失电能。锌半电池：锌和锌盐溶液；铜半电池：铜和铜盐溶液。

（3）、电解液中有Ag+, 盐桥中不能有Cl-,即不装KCl或NaCl。

【过渡】：原电池电极的判断及电极反应式、电池反应式的书写是我们的学习重点和难点，下面请学生展示。

5、原电池电极的判断及电极反应式、电池反应式的书写

【学生展示5】：

电极（正负极）判断：

负极：流出电子的极（较活泼的金属电极、还原性较强的物质）

正极：

电极反应式的书写：

练习2：书写如下电池反应的电极式、电池总反应式

电极反应式：

负极（电极）：反应

正极（电极）：反应

电池总反应：

练习3：书写如下电池反应的电极方程式（不同的介质不同的电极反应）

四、

巩

固

提

升 A B

负极：负极：

正极：正极：

总总

C D

负极：负极：

正极：正极：

总总

【思维拓展】：若上图A、B中的稀硫酸换成浓硝酸，再写电极反应式：

负极：负极：

正极：正极：

总总

【说明】：电池总反应式是正负极反应式的合理叠加。下节课学习化学电源时遇到较复杂的原电池反应时再详细学习。

【过渡】：下面请同学们展示原电池内外电路的导电粒子及流向。

6、关于内外电路的理解

【学生展示6】：

（1）、内电路指：

外电路指：

（2）、内电路导电粒子及流向：阳离子→正极；阴离子→负极

外电路导电粒子及流向：自由电子→正极，而电流方向正极

→负极

（三）课堂巩固提升练习：

【学生展示7】：

(1)比较金属活动性强弱

例1.下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是………………( )

A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出；

B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多

C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；

D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；

(2)比较反应速率

例2 ：下列制氢气的反应速率最快的是…………………………( )

A、纯锌和1mol/L 硫酸；

B、纯锌和18 mol/L 硫酸；

C、粗锌和1mol/L 盐酸；

五、

总

结

反

馈

：

D、粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。

【学生展示8】：

练习4：如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组………………（）

A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4

B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸

C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液

D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液

练习5：下列关于下图所示原电池的说法正确的是…………( )

A 铝片为正极

B 正极上有H2产生

C Al是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有

白色沉淀析出

D 当转移0.04 mol e- 时，产生0.01 mol O2

练习6：X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中,用导线连接,可以组成原电池,实验结果如下图所示:

则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为_______

（四）课后强化提升练习：

1．某金属与稀盐酸作用放出氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属………（）A．镁B．铁C．铝D．铜

2．原电池产生电流的本质原因是…………………………………（）A．原电池中溶液能电离出自由移动的离子

B．有两根导线将两个活泼性不同的电极连接

C．电极上进行的氧化还原反应的生成物为电子

D．电极上进行的氧化还原反应中会有电子的转移

3．由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH值…（）A．不变B．先变小后变大C．逐渐变大D．逐渐变小

4．将Al片和Cu片用导线联接，一组插入浓硝酸中，一组插入稀氢氧化钠溶液中，分别形成的原电池，在这两个原电池中，负极分别为………（）A．Cu片、Al片B．Al片、Cu片C．Al片、Al片D．Cu片、Cu片5．随着生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程，其首要原因是……………………………………………………………（）A．利用电池外壳的金属材料

B ．防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染

C ．不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品

D ．回收其中石墨电极 6．废电池处理不当不仅造成浪费，还会对环境造成严重污染，对人体健康也存 在极大的危害。有同学想变废为宝，他的以下想法你认为不正确的是……（ ） A ．把锌皮取下洗净用于实验室制取氢气 B ．碳棒取下洗净用作电极 C ．把铜帽取下洗净回收利用 D ．电池内部填有氯化铵等化学物质，将废电池中的黑色糊状物作化肥用 7．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 和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 8．某原电池的离子方程式是 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu ，该原电池正确的组成是…（ ） 9．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法中不正确的是……………………… ……………………………（ ） A ．由Al 、Cu 、稀H 2SO 4组成原电池，其负极反应式为：Al －3e ˉ＝Al 3+ B ．由Mg 、Al 、NaOH 溶液组成原电池，其负极反应式为： Al －3e ˉ＋4OH ˉ＝AlO 2ˉ＋2H 2O C ．由Fe 、Cu 、FeCl 3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu －2e ˉ＝Cu 2+ D ．由Al 、Cu 、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu －2e ˉ＝Cu 2+ 10．已知空气-锌电池的电极反应为： 锌粒：Zn + 2OH ˉ— 2e ˉ = ZnO + H 2O 石墨：O 2 + H 2 + 2e ˉ = 2OH ˉ。根据判断，锌片是… （ ） A ．正极，被还原 B ．正极，被氧化 C ．负极，被还原 D ．负极，被氧化 11． 关于如图所示装置的叙述，正确．．的是…………………… … （ ） A ．锌是负极，锌片上有气泡产生 B ．铜片质量逐渐减少 C ．电流从锌片经导线流向铜片 D ．氢离子在铜片表面被还原 12．下列叙述中正确的是………………………………………………（ ） A ．构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。 B ．由铜、铁作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。 C ．马口铁（镀锡铁）破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。 D ．铜锌原电池工作时，若有13克锌被溶解，电路中就有0．4mol 电子通过。 13．在如图所示的装置中，a 的金属性比氢要强，b 为碳棒， 关于此装置的各种叙述不正确的是……………………（ ） A ．碳棒上有气体放出，溶液pH 变大 B ．a 是正极，b 是负极

正极 负极 电解质溶液 A ． Cu Zn HCl B ． Zn Cu CuSO 4 C ． Cu Zn CuSO 4 D ． Cu Zn ZnCl 2

六、

教

学

反

思

：

C．导线中有电子流动，外电路中，电流从a极到b极

D．a极上发生了氧化反应

14．在理论上可用于设计原电池的化学反应是………………………（）A．2Al(s)十2NaOH(aq)+2H2O(1)＝2NaAlO2(aq)+3H2(g)；△H

B．Ba(OH)2·8H2O(s)+2NH4Cl(s)＝BaCl2(aq)+2NH3·H2O(aq)+8H2O(1)；△H >0 C．CaC2(s)+2H2O(1)→Ca(OH)2(s)+C2H2(g)；△H <0

D．FeCl3(aq)十3H2O(1)Fe(OH)3(s)+3HCl(aq)；△H >0

15．下列装置属于原电池的是…………………………………………（）

16．根据下列事实：①X+Y2＋=X2＋+Y；②Z+2H2O Z(OH)2+H2↑；③Z2＋氧化性

比X2＋弱；④由Y，W电极组成的原电池，电极反应为：W2＋+2e—=W、Y-2e=Y2＋，可知X，Y，Z，W的还原性由强到弱的顺序是

教学反思：

原电池的知识在《化学-必修2》有所接触，学生有一些基础，但和新课标要求还有很大差距。本节课对学生的知识、能力能有一个较大的提升，特别是对原电池工作原理及电极反应式的书写有了更深刻的认识。本节课的巩固提升、课后强化用时较多，实际用课时将超过2课时（本学导案未明确课时分配）。

本节课成功之处在于知识点挖掘到位、训练适量，学生预习充分、展示精彩，达到真实系统化，课堂效果良好，为下节课学习《化学电源》打下良好基础。不足之处是对学生的认知能力估计过高，知识展示深度还不够。在今后的教学中应有足够的学生观意识。