高中化学《原电池》教案2 新人教版选修4

第一篇：高中化学《原电池》教案2 新人教版选修4

第一节 原电池

教学目标： 知识与技能：

1、了解原电池原理；

2、掌握原电池正、负极的判断及构成原电池的条件；

3、理解铜锌原电池的原理与结构，初步学会制作水果电池。过程与方法：

1、培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学方法；

2、培养学生的观察能力；

3、培养学生的实验设计能力。情感态度与价值观：

感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观，增强学生的环保意识。教学重点：原电池原理 教学难点：原电池设计 实验准备：

铁片、锌片、铜片、稀硫酸、电流计、带夹子的导线若干、烧杯、试管、酒精、橘子、小灯泡、碳棒、CuSO4溶液。课时安排：1课时 教学方法：

利用演示实验，启发学生的思维 实验——思考——讨论——总结 教学过程：

[引言]我们已经知道，铁是比较活泼的金属，能溶于稀硫酸；而铜是不活泼的金属，不能溶于稀硫酸，下面我们先来观察两组实验现象。

[实验演示]①把铁片与铜片分别插入盛有锈硫酸的烧杯中；

②把铁片与铜片用导线连接后，插入盛有稀硫酸的烧杯中，让学生观察回答现象。[学生回答]在烧杯中分别插入一根铁片或铜片后，铁片上有气泡产生，而铜片上没有；

把铁片与铜片连接后放入烧杯，铜片上有气泡放出，而铁片逐渐溶解，但无气泡。

[讨论]为什么铜片上会有气泡生成？ [学生回答]H在铜片上得到了电子。

[设问]同学们推测的非常正确，但我们必须清楚，H在铜片上得到的电子是铜本身提供的还是从铁丝上传过来的呢？这又是为什么呢？这一节我们就来揭穿其中的奥妙。[板书]第一节 原电池

[实验探究]下面请同学们做如下实验：

①将锌片与铜片平行插入盛有稀硫酸的烧杯里； ②用导线把锌片和铜片连接起来；

③在导线中间接入一个电流计，让学生认真观察，回答实验现象。[学生回答]①锌片逐渐溶解，且锌片上有气泡产生，铜片上无气泡产生； ②铜片上有气泡，而锌片上没有气泡，但锌片仍在溶解； ③电流计的指针发生偏转。

[教师]很好，电流计的指针发生偏转，说明导线中有电流通过。那么电流是如何产生的呢？我们来思考下面几个问题： [投影]①形成电流的条件是什么？

②在该体系中，电子从哪里来，到哪里去？

③锌片和铜片用导线连接后，插入稀硫酸中，Cu片上为什么有气泡产生？ ④锌片的质量有无变化？溶液中c(H)如何变化？

⑤从能量变化的角度分析这是什么装置？写出锌片和铜片上变化的离子方程式。（分小组回答后教师板书补充）

[讲述]以上实验早在1799年就被意大利物理学家伏打捕捉并加以研究，于是发明了世界上第一个原电池——伏打电池。

[板书]

1、原电池：将化学能转化为电能的装置

[过渡]那么原电池的正负极如何确定呢？首先同学们想一想常见的干电池哪一极是负极，哪一极是正极？

[学生回答]干电池是锌筒为负极，有铜帽的碳棒为正极。

[讲述]根据物理上的规定，电子流出的极是 极，电子流入的极是 极，那么正负极发生了什么反应？电子流向与电流方向是否一致？

+

++ 2

[讲述]由以上分析可以看出，原电池是通过氧化反应和还原反应分别在两极进行来实现化学能到电能的转化的。请同学们写出刚才用铜、锌和稀硫酸组成的原电池的两极反应式和电池的总反应方程式。

[学生练习]负极：Zn—2e=Zn 正极：2H+2e=H2↑

总反应方程式：Zn+H= Zn+ H2↑ 请同学们讨论一下装置是否为原电池？

+

2+

—

2+

+

—

[引导]通过电流计指针偏转情况分析以上装置哪些可形成原电池，并结合所给装置图来分析组成原电池的条件和原理。（学生讨论后回答教师板书）[板书]原电池的形成条件

（1）有活泼性不同的两种金属（或一种是非金属导体，如石墨）作电极；

（2）要有电解质溶液；

（3）要形成闭合回路。

[投影练习]下列装置能形成原电池的是（）

答案：CD [讲述]具备了以上条件，就能构成原电池。我们可用梨、西红柿、铁丝、铝丝、铅笔等构成原电池，我们不妨自己试验一下。[思考]什么类型的化学反应可设计成原电池？

[小结]常温下可自发进行的氧化还原反应能设计成原电池。[练习]给出下列物质可设计出几组原电池？ Zn、Cu、C稀硫酸、AgNO3溶液

教学反思：

本节课充分利用实验，改教为导，变学为思，不仅可以加深学生对原电池的理解，而且可以促进学生主动思维，自求理解从而培养学生分析问题、解决问题的能力，活跃了课堂气氛，收到了较好的效果。

这是一节典型的实验探究课。通过实验产生一个奇怪的问题：铜的表面竟然出现了气泡，学生非常乐于思考这样的难题。他们绞尽脑汁，提出五花八门的“合理”假设：铜片不纯；硫酸中有杂质，杂质与Cu反应；锌失去的电子跑到铜上。当对这些假设进行讨论时，有赞成有反对，赞成派会陈述赞成的理由，反对派会提供反驳的证据，课堂气氛热烈，学生思维处于亢奋。经过一番交锋后，同学们的意见趋于一种最合理的假设，此时再放手让学生通过实验验证假设，学生情绪回落平静，个个静静地思考，一丝不苟地做实验。实验结果验证了假设的正确性。再通过问题串，步步引领学生揭开电流产生的秘密。

第二篇：人教版高中化学选修4《化学反应原理》教案：4.1 原电池

§4.1 原电池

二、探究重点

初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

三、探究难点

通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。

四、教学过程

§4.1 原电池

一、原电池实验探究

（1）原电池概念：学能转化为电能的装置叫做原电池。

在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？

+2+ Zn+2H=Zn+H2↑

为什么会产生电流呢？

其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应，有电子的转移，但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时，由于分子热运动无一定的方向，因此电子转移不会形成电流，而通常以热能的形式表现出来，激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。显然从理论上讲，一个能自发进行的氧化还原反应，若能设法使氧化与还原分开进行，让电子的不规则转移变成定向移动，便能形成电流。所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。

（2）实质：将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能的形式释放。

问：那么这个过程是怎样实现的呢？我们来看原电池原理的工作原理。

（3）原理：（负氧正还）

问：在锌铜原电池中哪种物质失电子？哪种物质得到电子？ 学生：活泼金属锌失电子，氢离子得到电子

问：导线上有电流产生，即有电子的定向移动，那么电子从锌流向铜，还是铜流向锌？ 学生：锌流向铜

讲：当铜上有电子富集时，又是谁得到了电子？ 学生：溶液中的氢离子

讲：整个放电过程是：锌上的电子通过导线流向用电器，从铜流回原电池，形成电流，同时氢离子在正极上得到电子放出氢气，这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。

讲：我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反，所以电流的方向是从铜到锌，在电学上我们知道电流是从正极流向负极的，所以，锌铜原电池中，正负极分别是什么？ 学生：负极（Zn）正极（Cu）

实验：我们用干电池验证一下我们分析的正负极是否正确！讲：我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理，又叫电极方程式或电极反应。一般先写负极，所以可表示为：

2＋ 负极（Zn）：Zn－2e＝Zn（氧化）

＋ 正极（Cu）：2H＋2e＝H2↑（还原）

讲：其中负极上发生的是氧化反应，正极上发生的是还原反应，即负氧正还。注意：电极方程式要①注明正负极和电极材料 ②满足所有守衡

+2+ 总反应是：Zn+2H=Zn+H2↑ 讲：原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。

转折：可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液，及导线。那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢？ 学生：当然能，生活中有形形色色的电池。过渡：也就是构成原电池要具备怎样的条件？

二、原电池的构成条件

1、活泼性不同的两电极

2、电解质溶液

3、形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液

4、自发的氧化还原反应(本质条件)思考：锌铜原电池的正负极可换成哪些物质？保证锌铜原电池原理不变，正负极可换成哪些物质？（C、Fe、Sn、Pb、Ag、Pt、Au等）问：锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗？ 判断是否构成原电池，是的写出原电池原理。

（1）镁铝/硫酸；铝碳/氢氧化钠；锌碳/硝酸银 ；铁铜在硫酸中短路；锌铜/水；锌铁/乙醇；硅碳/氢氧化钠

（2）[锌铜/硫酸（无导线）；碳碳/氢氧化钠] 若一个碳棒产生气体11.2升，另一个产生气体5.6升，判断原电池正负极并求锌片溶解了多少克？设原硫酸的浓度是1mol/L，体积为3L，求此时氢离子浓度。

（3）银圈和铁圈用细线连在一起悬在水中，滴入硫酸铜，问是否平衡？（银圈下沉）

（4）Zn/ZnSO4//Cu/CuSO4盐桥（充满用饱和氯化钠浸泡的琼脂）

（5）铁和铜一起用导线相连插入浓硝酸中

镁和铝一起用导线相连插入氢氧化钠中

思考：如何根据氧化还原反应原理来设计原电池呢？

2+2+请将氧化还原反应 Zn + Cu = Cu + Zn设计成电池：

硫s硫酸铜

硫酸

硫酸铜

此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。其中，用到了盐桥 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。

三、原电池的工作原理：

正极反应：得到电子（还原反应）负极反应：失去电子（氧化反应）总反应：正极反应+负极反应

想一想：如何书写复杂反应的电极反应式？ 较繁电极反应式=总反应式-简单电极反应式

例：熔融盐燃料电池具有高的放电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合0物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，已制得在650C下工作的燃料电池，试完成有关的电极反应式： • 负极反应式为：2CO+2CO3-4e-=4CO2

2-正极反应式为：2CO2+O2+4e-=2CO3 电池总反应式：2CO+O2=2CO2

四、原电池中的几个判断 1.正极负极的判断：

正极：活泼的一极 负极：不活泼的一极 思考：这方法一定正确吗？ 2.电流方向与电子流向的判断

电流方向：正→负 电子流向：负→正 电解质溶液中离子运动方向的判断

阳离子:向正极区移动 阴离子:向负极区移动 练习：下列哪些装置能构成原电池？

练习：

某原电池的总反应的离子方程式为：

3+2+ 2Fe+Fe == 3Fe，不能实现该反应的原电池组成是（）

A、正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液 B、正极为碳，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液 C、正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液 D、正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO4溶液 练习：

宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为2H2+O2=2H2O，电解质溶液为KOH，反应保持在高温下，使H2O蒸发，正确叙述正确的是：（）A．H2为正极，O2为负极

-B．电极反应（正极）：O2+2H2O+4e-=4OH

-C．电极反应（负极）：2H2+4OH=4H2O-4e-D．负极发生氧化反应，正极发生还原反应 练习：

下列关于原电池的叙述正确的是（）

A、构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 B、原电池是将化学能转变为电能的装置

C、原电池中电子流出的一极是负极，该极被还原 D、原电池放电时，电流的方向是从负极到正极

第三篇：高中化学 第四章 第一节 原电池(第2课时)学案 新人教版选修4

第四章电化学基础 第一节 原电池

一、学习目标：

1、学习原电池的工作原理。

2、能写出其电极反应和电池反应方程式。

二、课时安排：共1课时

三、课前自主学习内容:

（一）原电池原理

1、原电池形成的条件

（1）两个活泼性 的电极，二者（如相互接触）或 相连，插入 中。

（2）形成 回路。

（3）总反应为能自发发生的 反应。

2、正极、负极的判断

3、电极反应式的书写和电荷移动方向（1）电极反应式的书写(以下图为例)负极：，电极反应式：。正极：，电极反应式：。电池反应方程式：。

（2）电荷移动方向

电子由 释放，经 沿导线流入，电解质溶液中的

离子移向正极，在其表面得电子被 ； 失电子，形成一个闭合回路。（3）盐桥的作用：。

四、课堂合作探究目标：

1、原电池形成的条件

2、正极、负极的判断

3、电极反应式的书写和电荷移动方向

第四篇：选修四原电池教案

第四章 电化学基础 第一节

原电池

一、教材分析

本节内容则以必修2第二章第二节《化学能与电能》所涉及的原电池常识为基础，通过进一步分析原电池的组成和探究其中的原理，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，恰能很好地全面体现本册教材的目标特点。同时教师还须把握好教学深度，只要求学生能写出相关的电极反应式和电池反应式，对化学的研究和应用只需有一个概貌性的认识即可。

二、教学目标

1．知识目标：

（1）通过实验探究认识盐桥的作用，进而深入理解原电池的结构和工作原理，增长实验操 作的技能。

（2）通过讨论、探究与归纳，全面掌握原电池的结构和工作原理，知道半电池、内电路、外电路等概念。2．能力目标：

通过动手操作锻炼实验能力；通过对实验现象的分析锻炼分析、抽象、概括、判断等思维能力。

3．情感、态度和价值观目标：

（1）立足于学生适应现代化生活和未来发展的需要，着眼提高学生的科学素养。（2）进一步领悟和掌握化学的基本原理与方法，形成科学的世界观。

三、教学重点难点

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。

四、教学方法

情境教学模式，讨论法，实验探究法，多媒体手段辅助教学

五、课时安排：1课时

六、教学过程

引入新课

教师做一个兴趣实验：以可乐为电解质溶液的铜锌原电池。

指出：生活处处有化学，我们要善于将学到的化学知识应用于生活中。

推进新课

Ppt展示以稀硫酸为电解质溶液的铜锌原电池装置图

提出问题：将稀硫酸换成硫酸铜溶液依然能构成原电池吗？

探究实验——教师演示实验

学生活动：1.观察并记录实验现象。2.尝试写出电极反应式 教师演示实验，提示学生观察电流表指针和电极的改变。完成实验，让学生回答观察到的实验现象，再教师总结归纳。

现象：电流表指针偏转，锌片上有黑色物质析出，一段时间过后，电流表读数偏小。让学生上讲台书写电极反应式，教师给予判断。教师提出疑问：锌片上的黑色物质是什么？

教师指出：这个黑色物质的主要成分是铜，为什么是黑色的呢？由于析出的铜的体积很小，对光的吸收能力很强，反射回来的光很少，故看着显黑色。教师继续提出问题：

2+Cu得到电子是在正极的铜片上，为什么在负极会有Cu析出呢？能解释其中的原因吗？ 这套装置还存在哪些不足？ 如何改进？

Ppt打出提示点，帮助同学们思考。

教师带领学生一起解决以上的三个问题。

Zn的活泼性比Cu强，能从CuSO4溶液中置换出Cu，就会在锌片上构成一个小的原电池，从而就会有越来越多的Cu在锌片上析出。

存在的缺点：不能形成稳定的电流、能量转换率低。改进方法：

引起这些缺点的主要原因：Zn和CuSO4溶液直接接触。解决方法：将Zn和CuSO4溶液分开。如图：

接着思考：两支烧杯中应该盛装什么溶液呢？

一般加入与金属相对应的盐溶液，分别加入ZnSO4溶液和CuSO4溶液。思考：上述改进后的装置就能构成原电池吗？如果不能如何改进？ 不能，没有形成闭合回路。

改进方法:在两烧杯间加一个盐桥连接，盐桥：含琼胶的KCl饱和溶液。

改进完成，这样的一个原电池能正常工作吗？

分小组实验探究

提示学生应该完成的任务： 观察、记录实验现象 思考盐桥的作用

尝试解释这套装置的工作原理

分组实验完成，请学生代表回答相关问题： 1.你看见了什么？ 2.盐桥的作用？

3.尝试解释一下这套装置的工作原理

实验现象:电流表指针偏转，读数稳定，且锌片上没有黑色物质析出。盐桥的作用: 结合教材P72 1.沟通内电路

2.平衡电荷，使溶液呈电中性。盐桥的选择： 要不与两个半电池中的电解质溶液反应

如：含Ag+，不选用饱和的KCl溶液，而选用饱和的NH4NO3溶液。3.双液原电池的工作原理：

-2+2+外电路：Zn－2e=Zn，发生氧化反应，作负极，失去的电子经导线流向正极铜片上，Cu

2+-在铜片上得到电子变成Cu,Cu+2e=Cu。

2+2+内电路:Zn进入到ZnSO4溶液，使溶液的阳离子增多，带正电荷，Cu在铜片上得到电子变2-成Cu，使SO4相对增多，带负电荷，这两种因素就会使得电子不能正常的由负极流向正极。那么盐桥中带负电荷的Cl-就进入ZnSO4溶液，带正电荷的K+就进入CuSO4溶液，起到中和电荷的作用，这样就使得电子能够源源不断地由负极流向正极，形成稳定的电流。讨论与交流

请将反应Cu+2Ag+ = Cu2++2Ag设计成一个持续稳定的原电池装置。（新课完）

学完本课你应该知道：

1.带盐桥的原电池的优点：

能产生持续、稳定的电流，能量转换率高，能防止自放电。2.能产生稳定、持续电流的原电池应具备的条件： 要有活泼性不同的两个电极 两个半反应在不同的区域进行

用导线和盐桥分别将两个半电池连接在一起

3.能根据给定的氧化还原方程式，设计出相对应的原电池。作业：《一遍过》课时1

第五篇：高中化学选修4知识点

第二章化学反应速率和化学平衡

1、化学反应速率

（1）化学反应速率的概念

化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。

（2）化学反应速率的表示方法

对于反应体系体积不变的化学反应，通常用单位时间内反应物或生成物的物质的量浓度的变化值表示。

某一物质A的化学反应速率的表达式为：

式中——某物质A的浓度变化，常用单位为mol·L-1。

——某段时间间隔，常用单位为s,min,h。

υ——物质A的反应速率，常用单位是mol·L-1·s-1，mol·L-1·s-1等。

（3）化学反应速率的计算规律

①同一反应中不同物质的化学反应速率间的关系

同一时间内，用不同的物质表示的同一反应的反应速率数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。

②化学反应速率的计算规律

同一化学反应，用不同物质的浓度变化表示的化学反应速率之比等于反应方程式中相应的物质的化学计量数之比，这是有关化学反应速率的计算或换算的依据。

（4）化学反应速率的特点

①反应速率不取负值，用任何一种物质的变化来表示反应速率都不取负值。

②同一化学反应选用不同物质表示反应速率时，可能有不同的速率数值，但速率之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比。

③化学反应速率是指时间内的“平均”反应速率。

小贴士：①化学反应速率通常指的是某物质在某一段时间内化学反应的平均速率，而不是在某一时刻的瞬时速率。

②由于在反应中纯固体和纯液体的浓度是恒定不变的，因此对于有纯液体或纯固体参加的反应一般不用纯液体或纯固体来表示化学反应速率。其化学反应速率与其表面积大小有关，而与其物质的量的多少无关。通常是通过增大该物质的表

面积（如粉碎成细小颗粒、充分搅拌、振荡等）来加快反应速率。

③对于同一化学反应，在相同的反应时间内，用不同的物质来表示其反应速率，其数值可能不同，但这些不同的数值表示的都是同一个反应的速率。因此，表示化学反应的速率时，必须指明是用反应体系中的哪种物质做标准。

2、化学反应速率的测量

（1）基本思路

化学反应速率是通过实验测定的。因为化学反应中发生变化的是体系中的化学物质（包括反应物和生成物），所以与其中任何一种化学物质的浓度（或质量）相关的性质在测量反应速率时都可以加以利用。

（2）测定方法

①直接可观察的性质，如释放出气体的体积和体系的压强。

②依靠科学仪器才能测量的性质，如颜色的深浅、光的吸收、光的发射、导电能力等。

③在溶液中，当反应物或产物本身有比较明显的颜色时，常常利用颜色深浅和显色物质浓度间的正比关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。