第四节 原电池原理及其应用

教学设计示例二

【教学目标】

　　1、日常生活中常见的干电池入手，首先对这些电池及拆解，了解其基本结构，通过网络资源，了解干电池中各化学物质的基本功能，为学习原电池的原理作准备；

　　2、使学生掌握原电池的基本化学原理；

　　3、通过原电池的教学活动，培养学生分析问题和解决问题的能力，并进行对立统一规律的辩证唯物主义教育；

　　4、以小组为单位，布置学习任务，组员分工协作，培养学生团结协作的团队精神；

　　5、由学生介绍日常生活中常见的各种干电池，以及当今电池发展概况，以及废旧电池回收的意义，增强学生的环境保护意识。展示各组对废旧电池回收后，作出各种无公害处理、有回收价值的化学原料的回收利用的可行性分析报告。

【教学重点】

　　原电池的基本化学原理

【教学难点】

　　1、原电池的基本化学原理；

　　2、原电池电极的判断及电极反应式。

【教学用具】

　　电流计、烧杯、导线（带鳄鱼嘴）、视频展示台、大屏幕投影多媒体计算机等。

　　

　　锌板、铁板、铜板、石墨电极、常见品牌的碳性电池、碱性电池、锂离子电池、铅－酸蓄电池等。

【教学过程】

　　(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，我们来学习新的知识──原电池。

　　（展示样品）

（学生活动）

　　1、以组为单位，分别介绍本组课前拆解干电池的分析报告，通过查阅资料，所获取各个方面的信息。

　　2、分组介绍本组在获取感性知识的过程中，对电池工作原理的初步推测。

一、原电池的原理：

（提问）

　　将一块锌片投入稀硫酸中，会有什么现象？

　　（产生无色气体，同时放出热量）

　　锌与稀硫酸反应的实质是什么？

（结论）

　　锌与稀硫酸反应是一个氧化还原反应，锌失去电子，被氧化，溶液中的氢离子得到电子，被还原。这是一个化学反应完成的两个方面，没有锌失电子，就不存在在铜板上氢离子得到电子，氧化反应、还原反应同时进行，同生共灭并相互依存。从反应过程中放出热量的角度来说，这个反应将化学能转化为热能。

（提出假设）

　　在自然界中存在着能量守恒，能量可以从一种形式转化为另一种形式，我们能否充分利用这些能量呢？

　　如果将锌与稀硫酸的反应分两步完成，即：第一步锌失电子变为锌离子；第二步氢离子得电子，转化为氢原子，形成氢气。而电子的转移人为加以控制，此过程是否可行？如何实现？

（小组讨论）  上述假设能否通过实验手段实现？

（演示实验－１）

　　　

           　　锌片与稀硫酸反应　　　　　在反应体系中插入一特制铜丝

　　

　　将特制的铜丝变形

（演示实验－２）

　　

　　1．将一块锌板放入稀硫酸中；

　　2．将一块铜板放入稀硫酸中；

　　3．将锌板与铜板用导线相连；

　　4．将电解质溶液锌板、铜板、导线、电流计、组成回路。

　　通过实验可以看出在闭合回路中有电流流过，因此，实现了化学能转化为电能。

（结论）原电池的定义：将化学能转化为电能的装置叫做原电池。

（提问、讨论）①电流形成的条件？

　　(1.电荷的定向移动；2. 闭合回路，存在电动势）

　　             ②怎样构造闭合回路？

　　（电极、连接导线、电解质溶液……）

　　①              电动势是如何产生的呢？

　　（计算机辅助教学）

　　从微观角度进行分析。

（小结）

　　构成原电池的条件：

　　①活动性不同的两电极，且两电极由导线相连；

　　②电解质溶液，且两电极浸入其中。

（板书）

　　1．  构成原电池的条件：

　　   ①活动性不同的电极，且两电极由导线相连；

　　  ②电解质溶液，且两电极浸入其中。

(提问、讨论)

　　①原电池已经形成，如何判定它的正负极呢？

　　（电子流出的是负极，电子流入的为正极）

    　　②判断下列原电池的正负极，并说明原因。

　　

(实验)

　　学生自己用电流计加以验证。

（小结）

　　原电池的正、负极的判断。

（板书）

　　2．  原电池的正、负极的判断。

　　在原电池中，较活泼的金属作负极，较不活泼的金属或石墨电极作正极。

（讨论）

　　影响原电池的电动势大小的最主要的因素是什么？

　　（构成正、负电极的材料活泼性差异。差异大，电动势大。）

　　（讲述）  电极上发生的化学反应及表示方法。

　　（结论）原电池是以氧化还原反应为依据，使氧化反应与还原反应分别在设置的两个电极上进行，从而产生电流的装置。

　　（讲述）在科学技术飞速发展的今天，新材料、新能源成为各国高科技领域重要研究课题。利用原电池原理制得的各种新型电池不断涌现，电池向体积小、质量轻、可重复充电、高容量发展。但制造电池的过程中都用到一些重金属，例如：锰、镉、汞等，如果废旧电池随便丢弃，这些重金属离子泄漏会造成环境污染，而这种固体无机废弃物的污染很难治理，并且会影响几十年以至上百年，回收废旧电池根本在于合理科学地处理，并把有用的物质加以回收，希望我们同学从自己做起，保护环境，人人有责。

（展示）

　　１．常见干电池中的化学物质可能对环境造成那些影响？

　　２．各小组对常见干电池中的化学物质的回收、再利用、进行可行性分析。

　　３．各小组展示本组提出的旧干电池回收再利用的流程。

　　４．对各组所提方案进行评价。

（总结）

　　1．  构成原电池的条件；

　　2．  原电池正、负极的判断；

　　3．  电极反应表示方法。

（反馈）

　　1． 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？

　　2． 实验室只有纯的锌粒，怎么办？

附：板书计划

                  　　§3－6  原电池

一、原电池的原理：

　　1．  构成原电池的条件：

　　①金属活动性不同的电极，且两电极由导线相连；

　　②电解质溶液，且两电极浸入其中。

　　2.原电池的正、负极的判断。

　　在原电池中，较活泼的金属作负极，

　　较不活泼的金属或石墨电极作正极。

　　3.电极反应的表示法：

　　

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