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(熱門)高二必修一化學原電池教案9篇
作為一無名無私奉獻的教育工作者,編寫教案是必不可少的,教案有利于教學水平的提高,有助于教研活動的開展。我們應該怎么寫教案呢?以下是小編精心整理的高二必修一化學原電池教案,歡迎大家分享。
高二必修一化學原電池教案1
【教學目標】
1、掌握原電池的構成條件,理解原電池的工作原理,能正確判斷原電池的正負極,正確書寫電極反應式、電池反應式,能根據(jù)氧化還原原理設計簡單的原電池。
2、通過實驗探究學習,體驗科學探究的方法,學會分析和設計典型的原電池,提高實驗設計、搜索信息、分析現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)本質和總結規(guī)律的能力。
3、在自主探究、合作交流中感受學習快樂和成功喜悅,增強學習的反思和自我評價能力,激發(fā)科學探索興趣,培養(yǎng)科學態(tài)度和創(chuàng)新精神,強化環(huán)境保護意識以及事物間普遍聯(lián)系、辨證統(tǒng)一的哲學觀念。
【教學重點】
原電池的構成條件
【教學難點】
原電池原理的理解;電極反應式的書寫
【教學手段】多媒體教學,學生實驗與演示實驗相結合
【教學方法】實驗探究教學法
【課前準備】將學生分成幾個實驗小組,準備原電池實驗儀器及用品。實驗用品有:金屬絲、電流表、金屬片、水果。先將各組水果處理:A組:未成熟的橘子(瓣膜較厚),B組:成熟的橘子(將瓣膜、液泡攪碎),C組:準備兩種相同金屬片,D組:準備兩種不同金屬片。
【教學過程】
[師]:課前我們先作個有趣的實驗。請大家根據(jù)實驗臺上的儀器和藥品組裝:將金屬片用導線連接后插入水果中,將電流表串聯(lián)入線路中,觀察會有什么現(xiàn)象發(fā)生?
。ń處熝惨暩鹘M實驗情況)。
[師]:請大家總結:有什么現(xiàn)象發(fā)生?
[生]:總結:出現(xiàn)兩種結果:
、匐娏鞅碇羔樒D
②電流表指針不發(fā)生偏轉
[師]:電流表指針偏轉說明什么?為什么會發(fā)生偏轉?
[生]:說明有電流產(chǎn)生。
[師]:這個裝置就叫做原電池。這節(jié)課我們共同研究原電池。請大家列舉日常使用的原電池都有哪些?
[展示干電池]:我們日常使用的電池有下面幾種,大家請看:
[播放幻燈片]:
化學電池按工作性質可分為:一次電池(原電池);二次電池(可充電電池)鉛酸蓄電池。其中:一次電池可分為:糊式鋅錳電池、紙板鋅錳電池、堿性鋅錳電池、扣式鋅銀電池、扣式鋰錳電池、扣式鋅錳電池、鋅空氣電池、一次鋰錳電池等。二次電池可分為:鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、二次堿性鋅錳電池等。鉛酸蓄電池可分為:開口式鉛酸蓄電池、全密閉鉛酸蓄電池。
原電池的構成:任何一種電池由四個基本部件組成,四個主要部件是:兩個不同材料的電極、電解質、隔膜和外殼。
【評注】提出問題,從身邊走近化學,喚起學生學習興趣。
[播放課件]《伏特電池》的發(fā)明:
說起原電池的發(fā)明,有一段有趣的故事。1786年,著名的意大利醫(yī)師、生物學家伽伐尼,偶然發(fā)現(xiàn)掛在窗前鐵柵欄的銅鉤上的青蛙腿肌肉,每當碰到鐵柵欄就猛烈地收縮一次。這偶然的現(xiàn)象并沒有被伽伐尼放過,經(jīng)不懈的探索和思考,第一個提出了"動物電"的見解。他認為:青蛙神經(jīng)和肌肉是兩種不同的'組織,帶有相反電荷,所以兩者存在著電位差,一旦用導電材料將兩者接通,就有電流通過,鐵柵欄和銅鉤在此接通了電路,于是有電流產(chǎn)生,由于有動物電流的刺激,蛙腿肌肉發(fā)生收縮。
"動物電"的發(fā)現(xiàn)引起了意大利物理學家伏打的極大興趣,他在多次重復伽伐尼的"動物電"實驗時,發(fā)現(xiàn)實驗成敗的關鍵在于其中的兩種金屬――鐵和銅,若把鉤著蛙腿的銅鉤換成鐵鉤,肌肉就不會收縮。他認為"動物電"的實質是金屬屬性不同造成的,不同金屬帶有不同的電量,它們之間必然存在電位差,若有導線在中間連接,就會產(chǎn)生電流,蛙腿的收縮正是這種原因產(chǎn)生的電流刺激的結果。
伏打經(jīng)過反復實驗,深入鉆研,1799年第一個人造電源--伏打電池(伏打曾叫它伽伐尼電池)問世。
[師]:這種可以把化學能轉化成電能的裝置叫原電池。那么他們是如何構成的呢?下面我們一起來研究原電池的原理。
[板書]:一、原電池
1、原電池的形成條件:
[師]:請同學們根據(jù)自己的設想和實驗室提供的儀器、藥品,自己選擇,試一試,看誰的電流表指針會發(fā)生偏轉?看誰的音樂盒會響起。
實驗儀器、藥品:鋅板、銅板、鐵板、石墨、稀硫酸、硫酸銅溶液、食鹽水、白糖水、酒精、硝酸銀溶液、導線、燒杯、電流計、音樂盒。
各組學生積極探討、擬實驗方案。由學生的實驗方案大致可分為下列四種情況:
第一組:電極用同一種材料并連接,A:溶液用鹽酸;B:溶液用酒精。
第二組:電極材料用不同種導電物質并連接,A:溶液用鹽酸;B溶液用白糖水。
第三組:電極用不同金屬不連接,A:溶液用硝酸銀;B:溶液用酒精。
第四組:電極一極插入溶液中,另一極放置在燒杯外。
[要求]:
學生在實驗過程中觀察并記錄實驗現(xiàn)象,記錄電流計的指針偏轉情況、兩極現(xiàn)象、,看看音樂盒能否發(fā)出美妙的音樂。
各組匯報實驗情況:
第一組中A、B均無現(xiàn)象。
第二組中A有電流產(chǎn)生,B無電流產(chǎn)生。
第三組中A、B均無現(xiàn)象。
第四組中無電流產(chǎn)生。
[師]:由上述實驗請大家總結,原電池的形成條件是什么?
[生]:討論、總結:
[板書]:①兩個活潑性不同的金屬(或導電的非金屬)做電極
、陔娊赓|溶液
、垭姌O相接觸或連接
、軐园l(fā)進行的氧化還原反應(有較強電流產(chǎn)生)
[師]:現(xiàn)在請大家重新分析課前用水果制作的原電池,為什么有的組有電流產(chǎn)生,而有的組沒有電流產(chǎn)生?找出癥結所在。
【評注】:強調內在條件,有利于學生把握實質、前后呼應,注重知識的產(chǎn)生過程。
[設問]:原電池的化學原理是什么?
[播放課件]銅--鋅--稀硫酸原電池的工作原理
[師]:在上面實驗探究中,我們看到,可產(chǎn)生電流的裝置中電極究竟發(fā)生了什么變化?原電池是怎樣實現(xiàn)化學能向電能轉變的?請大家以上面研究的銅--鋅--稀硫酸原電池為例研討分析。
[生]:總結:
Cu片上發(fā)生反應:2H++2e-=H2↑
Zn片上發(fā)生反應:Zn-2e-=Zn2+
氧化還原反應是發(fā)生在兩極。
電子從Zn片流向Cu片,應該有電流產(chǎn)生。
[板書]:較活潑金屬鋅做負極:Zn-2e-=Zn2+(氧化反應)
較不活潑金屬銅做正極:2H++2e-=H2↑(還原反應)
電池總反應式:Zn+2H+=Zn2++H2↑
電子流動方向:鋅→導線→銅
電流方向:銅→導線→鋅
正極發(fā)生還原反應,負極發(fā)生氧化反應。
[師]:總結:原電池就是這樣一種裝置,它把一個氧化還原反應分拆成兩半,使之在兩個電極上進行,從而在導線中產(chǎn)生了電流,實現(xiàn)了化學能向電能的轉變。
[探究]:根據(jù)反應2Fe3++Zn=Zn2++2Fe2+設計一個原電池,畫出裝置圖,指出電極材料、名稱,寫出電極反應式。
[練習]:投影:
習題(略)
[課后思維拓展]
1、解釋:為什么干電池使用一段時間后會"沒電"?以銅--鋅--稀硫酸原電池原理為例加以說明。
2、使用后的電池是否可以隨地丟棄?為什么?應如何處理?
3、為什么手機電池充電后還可以繼續(xù)使用?
4、課外閱讀《電池的發(fā)展與研究》
高二必修一化學原電池教案2
【考綱要求】
1、了解原電池的工作原理,能寫出電極反應和電池反應方程式;
2.了解常見化學電源的種類及其工作原理。常見的考查形式:①原電池的工作原理及電極反應式的書寫(近幾年考查的重點,預計今后幾年還會加強此方面的考查);②設計原電池,并繪制裝置圖。
【梳理與整合】
一、原電池的工作原理
A、導學誘思
下列裝置可以形成原電池的是____,并寫出形成原電池的電極材料及電極反應式:正極:____________________;負極:______________________。
B、教材回歸
1.概念
原電池是將______轉變?yōu)開___的裝置。
2.工作原理
如圖以銅鋅原電池為例:
(1)在ZnSO4溶液中,鋅片逐漸____,即Zn被____,鋅原子____電子,形成________進入溶液,從鋅片上釋放出電子,經(jīng)過導線流向____;溶液中的________從銅片上得電子,還原成為____并沉積在銅片上。
。2)電子流向:從____極流向____極。
。3)電流方向:從____極(____)流向____極(____)。
3.電極材料及反應式
電極名稱負極正極
電極材料
電極反應
反應類型____反應____反應
電池反應式
4、原電池的構成條件
原電池的形成需要滿足以下三個條件:
。1)有電解質溶液或熔融電解質
。2)一般是活潑性不同的兩電極
(3)形成閉合回路①兩電極插入電解質溶液②兩極直接或間接接觸③有能自發(fā)進行的氧化還原反應發(fā)生一般是活潑性強的'金屬與電解質溶液反應
原電池裝置的作用就是把一個完整的氧化還原反應分開——在負極只發(fā)生氧化反應,正極只發(fā)生還原反應。這樣負極失去的電子就只能通過導線轉移到正極上,從而產(chǎn)生電流。
二、化學電源
A、導學誘思
銅鋅原電池中,負極發(fā)生氧化反應,電極失電子質量減小,是否所有的化學電源中負極電極材料均減?
答:________________________________。
B、教材回歸
1.一次電池
。1)鋅錳干電池
堿性鋅錳干電池比普通鋅錳干電池性能優(yōu)越,比能量大,儲存時間長,能提供較大電流并連續(xù)放電。其中負極是____,正極是______,電解質是KOH,其電池反應方程式為Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2。
。溲趸蹂i)
(2)銀鋅紐扣電池
銀鋅紐扣電池的電極分別為Ag2O和Zn,電解質溶液為KOH溶液,發(fā)生氧化還原反應后生成Ag和Zn(OH)2。其中____為負極,______為正極,電池反應方程式為Zn+Ag2O+H2O===Zn(OH)2+2Ag。
2.二次電池
鉛蓄電池是常見的二次電池,是由兩組平行排列的柵狀鉛合金極板作為主架,正極板上覆蓋______,負極板上覆蓋____,電解質是硫酸。其放電反應是______反應,充電反應則是放電反應的逆反應。放電時,負極反應為__________________________________________,正極反應為__________________________________________________,因此其充放電反應可表示為____________________________________________________________________。
3.燃料電池
。1)燃料電池的工作原理
利用燃料和氧化劑之間發(fā)生的____________,將化學能直接轉化為電能的化學電池。它工作時不斷從外界輸入反應物,同時將電極反應產(chǎn)物排出電池。因此,燃料電池能連續(xù)不斷地提供電能。
。2)氫氧燃料電池
氫氧燃料電池是常見的燃料電池,它以____為燃料,____為氧化劑。除具有能量轉化率高、可持續(xù)使用的優(yōu)點外,還由于其燃燒產(chǎn)物為水,因此不會污染環(huán)境,其電池反應為H2+12O2===H2O。在酸性電解質中電極反應式為:負極:______________,正極:____________________。
C、理解與深化
高二必修一化學原電池教案3
一、電化學知識點的復習
【設問】
電化學中有哪些知識點是重點要掌握的呢?
學生活動
回答:
原電池與電解池的不同點;原電池的工作原理以及電解池的工作原理;兩極反應的判斷和書寫;電化學的應用。
很好,我們可以將電化學的知識歸納在網(wǎng)絡圖中,哪一個同學能夠寫出?
【投影】知識點的歸納,網(wǎng)絡圖
學生打出投影:
1.常見的電池
【設問】
、贅嫵稍姵氐牟牧鲜鞘裁茨兀
、谠姵氐脑硎鞘裁茨?
、鬯脑砼c電解池有什么不同?
、艹R姷碾姵氐念愋?
看錄像或投影:
回答:
、僭姵厥怯山饘倥c金屬或非金屬,電解質溶液構成的。
②原電池是由化學能轉化為電能的裝置。
③它的原理與電解池不同,因為電解池是由電能轉化為化學能的裝置。
④常見的電池有:干電池;蓄電池。
幾種電池示意圖:
【設問】
根據(jù)示意圖你能說明電池的種類嗎?
回答:
鋅錳電池(干電池)、鉛蓄電池、燃燒電池(氫氧燃燒電池、甲烷燃燒電池)等。
【設問】
、匐姵氐膬蓸O各發(fā)生了什么反應?
、陔姵卣、負兩極應該如何確定?
它的兩極與電解池的兩極有什么不同點?
③在可逆電池中,充電、放電過程是應用了原電池的原理還是電解池的原理?
回答:
①活潑的金屬為負極,發(fā)生氧化反應。
不活潑的金屬為正極,發(fā)生還原反應。
②原電池與電解池的兩極不相同,表現(xiàn)在:原電池活潑金屬是負極,而電解池與電源負極相互聯(lián)結的就是負極(陰極)。
原電池兩極金屬的金屬活動性必須不同,而電解池兩極可以是惰性電極,也可以是金屬電極。
、鄯烹姷倪^程是應用了原電池的原理,而充電過程應用了電解池的原理。
【講解】
電池可以分為可逆電池和不可逆電池,比如:干電池、燃燒電池等都是不可逆電池,它們在發(fā)生反應時有氣體或生成的物質無法在相同的條件下返回,所以,稱為不可逆電池。
【設問1】
請舉例說明不可逆電池(展示學生解剖的干電池)?
干電池的兩極材料是什么?
電解質溶液是什么?
兩極反應式如何書寫?
總反應如何書寫?
回答1:
如:鋅-錳電池
兩極材料是Zn、MnO2
電解質溶液是:NH4Cl
負極:Zn-2e=Zn2+
總反應:Zn+2NH4=Zn2++2NH3↑+2H2↑
【評價】糾正學生的錯誤,寫出正確的反應。
【設問2】
還有什么實例呢?
兩極材料是什么呢?
電解質溶液是什么呢?
回答2:
再如:鋅-銅電池,負極-Zn,正極-Cu。
負極:Zn-2e=Zn2+,電解質溶液——稀硫酸。
正極:2H++2e=2H=H2
總反應:2H++Zn=H2↑+Zn2+
什么是可逆電池呢?(看前面的圖)
誰能寫出兩極反應式?
總反應式又如何書寫呢?
。ń處熤笇W生書寫)
鉛蓄電池是可逆電池
兩極反應式:
負極:Pb-2e=Pb2+
總反應:
【練習】
書寫兩極反應式。
若有:
(1)銅、鋅、稀硫酸
(2)銅、鐵在潮濕的空氣中的腐蝕
(3)鋅、鐵放在食鹽水中
(4)氫、氧燃燒電池(電池的產(chǎn)物負極為H2O,正極則有大量的氫氧根生成)
。5)甲烷燃燒電池(電池負極甲烷燃燒失去電子,在堿性條件下
根據(jù)信息寫出(4)、(5)的電池總反應式。
板演:
(1)負極:Zn-2e=Zn2+
正極:2H++2e=2H=H2
。2)負極:2Fe-4e=2Fe2+
正極:O2+4e+2H2O=4OH-
(3)負極:2Zn-4e=2Zn2+
正極:O2+4e+2H2O=4OH-
。4)負極:2H2+4OH--4e=4H2O
正極:O2+4e+2H2O=4OH-
總反應:2H2+O2=2H2O
正極:2O2+8e+4H2O=8OH-
【設問】
誰能夠將燃燒電池小結一下呢?
回答:
在燃燒電池反應中確定哪一極發(fā)生的是什么反應的關鍵是:
負極發(fā)生氧化反應,化合價升高,失去電子;
總反應式為:兩極反應的加合;
書寫反應時,還應該注意得失電子數(shù)目應該守恒。
【評價】回答的很好。
燃燒電池反應中確定哪一極發(fā)生的是什么反應的關鍵是:
負極:化合價升高,失去電子,發(fā)生氧化反應;
正極:化合價降低,得到電子發(fā)生還原反應。
2.分析電解應用的主要方法和思路
【設問】
電解質在通電前、通電后的關鍵點是什么呢?
在電解時離子的放電規(guī)律是什么呢?
電解的結果:溶液的濃度、酸堿性有無變化?
回答:
通電前:電解質溶液的電離(它包括了電解質的電離也包括了水的電離)。
通電后:離子才有定向的移動(陰離子移向陽極,陽離子移向陰極)。
放電規(guī)律:
陽極:
金屬陽極>S2->I->Cl->OH->含氧酸根
陰極:
Ag+>Cu2+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>H+>Mg2+
溶液的離子濃度可能發(fā)生變化如:電解氯化銅、鹽酸等離子濃度發(fā)生了變化。
因為溶液中的氫離子或氫氧根離子放電,所以酸堿性可能發(fā)生改變。
請同學們看下列的歸納表格。
3.原電池、電解池、電鍍池的判斷規(guī)律
。1)若無外接電源,可能是原電池,依據(jù)原電池的形成條件判斷,主要有“三看”。
【設問】看什么呢?
回答:
看電極;看溶液;看回路。
【投影】
先看電極:兩極為導體且活潑性不同,有一個先發(fā)生化學反應。
再看溶液:兩極插入電解質溶液中。
【設問】
這樣就可以形成電池了嗎?
回答:
不能。
對,還應該看回路:形成閉合回路或者兩極板相接觸。
【設問】
若有外接電源,兩極插入電解質溶液,并有回路,可能是什么池?
回答:
是電解池。
【評價】不完全正確。(糾正后看投影)
。2)若有外接電源,兩極插入電解質溶液,可能是電解池或者是電鍍池。
【設問】為什么呢?
回答:
當陽極金屬與電解質溶液中的陽離子相同時,則為電鍍池,其余的情況是電解池。
【評價】很好,根據(jù)電解液、根據(jù)陽極的電極材料,確定電解或電鍍。
二、電化學的應用
1.原電池原理的應用
【設問】
請同學們根據(jù)已經(jīng)復習的知識回答原電池原理的應用及依據(jù)?
回答:
應用到實際中有:
。1)由電極反應現(xiàn)象確定原電池的正極和負極,用來判斷電極金屬活動性強弱。
。2)分析判斷金屬腐蝕的快慢程度。
(3)由電池反應分析判斷新的化學能源的變化,判斷放電、充電。
【投影】
【評價】學生總結的很好,看以下歸納。
根據(jù)學生的回答小結:
原電池原理的三個應用和依據(jù):
。1)電極反應現(xiàn)象判斷正極和負極,以確定金屬的活動性。其依據(jù)是:原電池的正極上現(xiàn)象是:有氣體產(chǎn)生,電極質量不變或增加;負極上的現(xiàn)象是:電極不斷溶解,質量減少。
。2)分析判斷金屬腐蝕的速率,分析判斷的依據(jù),對某一個指定金屬其腐蝕快慢順序是:
作電解池的陽極>作原電池的負極>非電池中的該金屬>作原電池的正極>作電解池的陰極。
判斷依據(jù):
。1)根據(jù)反應現(xiàn)象原電池中溶解的一方為負極,金屬活動性強。
。2)根據(jù)反應的速度判斷強弱。
。3)根據(jù)反應的條件判斷強弱。
。3)由電池反應分析判斷新的化學能源的變化,分析的思路是先分析電池反應有關物質化合價的變化,確定原電池的正極和負極,然后根據(jù)兩極的變化分析其它指定物質的'變化。
【練習】
1.下列五個燒杯中均有天然水
鐵被腐蝕由快到慢的順序是:______。
回答:
從圖和復習歸納的方法可以分析,有外接電源時鐵放在電源的正極,鐵被腐蝕的最快;若放在負極腐蝕的最慢;原電池中,兩極的金屬活動性差別越大,反應越快,但若有活動性強于鐵的金屬存在則鐵不被腐蝕(保護了鐵),所以此題的答案是:
。4)、(2)、(1)、(3)、(5)。
2.電解規(guī)律的應用
【設問】
電解規(guī)律的應用有什么內容?
回答:
主要應用是:依據(jù)電解的基本原理分析判斷電解質溶液。
【設問】
如何恢復電解液的濃度呢?(舉例說明)
回答:
電解液應先看pH的變化,再看電極產(chǎn)物。欲使電解液恢復一般是:
電解出什么物質就應該加入什么,如:電解飽和食鹽水在溶液中減少的是氯氣和氫氣,所以應該加入的是氯化氫。
【設問】
如果電解硫酸銅時,要恢復原來的濃度應該加入什么呢?
回答:
因為電解硫酸銅時,生成的是銅和氧氣,所以應該向溶液中加入氧化銅。
【設問】
電解在應用中還應該注意什么呢?
回答:
在分析應用問題中還應該注意:
一要:不僅考慮陰極、陽極放電的先后順序,還應該注意電極材料(特別是陽極)的影響;二要:熟悉用惰性電極電解各類電解質溶液的規(guī)律。
【練習】
用石墨電極電解1mol/L的下列溶液,溶液的pH不變的是______。
。1)HCl(2)NaOH
。3)Na2SO4(4)NaCl
回答:
鹽酸溶液電解產(chǎn)生氯氣和氫氣,溶液的pH升高。
氫氧化鈉溶液電解產(chǎn)生氫氣和氧氣,溶液的pH升高。
硫酸鈉溶液電解產(chǎn)生氫氣和氧氣,溶液的pH不變。
氯化鈉溶液電解產(chǎn)生氫氧化鈉、氫氣和氯氣,溶液的pH升高。
所以(1)、(2)、(4)溶液的pH都增大。
答案:pH不變的是(3)。
以上的四種溶液電解后,如何使其濃度恢復到原來的濃度呢?
回答:
在(1)中應該加入氯化氫。
在(2)中應該加入一定量的水。
在(3)中應該加入一定量的水。
在(4)中應該加入一定量的氯化氫。
3.綜合利用——實用電池與可逆電池
常見的電池應用是:
、俑呻姵兀╖n-Mn電池)
日常生活和照明。
、阢U蓄電池
應用于國防、科技、交通、化學電源等。
、垆囯姵
密度小,壽命長應用于電腦、手表、心臟起搏器、火箭、導彈的電源。
、苋紵姵
污染小、能量轉化高,應用于高科技研究。
、萜渌姵
鋁電池:能量高、不污染環(huán)境應用于照明、野營作業(yè)。
回答:
應用在手電、心臟起搏器、海洋照明、航標電源。
今后我們還可以根據(jù)原理設計出更多更好的實用電池。
三、典型習題分析
【投影】
例題1如圖2-17,E為沾有Na2SO4溶液的濾紙,并加入幾滴酚酞。A,B分別為Pt片,壓在濾紙兩端,R、S為電池的電極。M、N是用多微孔的Ni的電極材料,它在堿溶液中可以視為惰性電極。G為電流計,K為開關。C、D和電解池中都充滿濃KOH溶液。若在濾紙中央點上一滴紫色的KMnO4溶液,K打開,接通電源一段時間后,C、D中有氣體產(chǎn)生。
。1)外電源的正、負極分別是R為____,S為_____。
。2)A附近溶液的現(xiàn)象是_______,B附近發(fā)生的電極反應式為_____。
。3)濾紙上的紫色點向哪方移動____。
。4)當C、D里的氣體產(chǎn)生到一定量時,切斷外電源并接通開關K,經(jīng)過一段時間,C、D中氣體逐漸減少,主要因為____,有關的反應式為_____。
根據(jù)圖分析回答:
。1)C、D產(chǎn)生氣體的體積是不相同的,由此可以判斷C端的氣體是氫氣,D端產(chǎn)生的氣體是氧氣,所以確定R為負極而S端是正極。
(2)A附近的變化是變?yōu)榧t色,因為D端放氧氣,N端為陽極,而A端為陰極,吸引陽離子,陽離子放電2H+-2e=H2。因為,電解破壞了水的電離平衡,所以,此處OH-濃度增大,溶液顯紅色。而在B端發(fā)生OH-放電,其反應為:4OH--4e=2H2O+O2。
。4)氫氣和氧氣在堿的環(huán)境下發(fā)生的是電池反應,(類似燃燒電池),消耗了氫氣和氧氣。
(-)2H2+4OH--4e=4H2O
。+)O2+2H2O+4e=4OH-
【評價】此題是一道比較綜合的題,它考察了電化學知識的大部分內容。
此題的突破點是,示意圖中的兩種氣體的體積,由此確定電源的正、負極,使題中所有問題迎刃而解。這位同學分析得非常好,我們應該認真的讀題,抓住題中的突破口。
【投影】
例題2用石墨電極電解100mLH2SO4和CuSO4混合溶液,通電一段時間后,兩極各出現(xiàn)氣體2.24L(標準狀況),求原來溶液中CuSO4的濃度。
請同學們分析后給出答案。
回答:
陽極產(chǎn)生的氧氣為2.24L,陰極產(chǎn)生的氫氣為2.24L。
由CuSO4電解時放出的氧氣為0.05mol,計算是:
2Cu2+~O2
2/y=1/0.05 y=0.1mol
c(Cu2+)=0.1/0.1=(mol/L)
【評價】
此題的突破口是根據(jù)題意分析出兩極各產(chǎn)生的氣體為2.24L;根據(jù)得失電子守恒。
同學們的分析是非常正確的。
【投影】
例題3人工生成鋁表面的氧化鋁保護膜的方法是將表面光潔的鋁制品作為陽極放入盛18%H2SO4溶液的電解槽。通電一定時間,設陽極氧氣全部與鋁反應。
思考后回答:
通過的電量為1A×3600s=3600C(庫侖)。由3600C/96500C/mol等于0.037mol的電子。
今有表面積約1.0dm2的鋁制品,放入電解槽,通入1A的電流1h(小時),已知氧化鋁膜的密度為2.67g/cm3,則生成均勻的氧化膜的厚度是多少?
請同學們分析:
在從2molAl與1.5mol氧氣反應產(chǎn)生氧化鋁可知,得失電子為6mol。根據(jù)此反應計算出氧化鋁的物質的量,再根據(jù)氧化鋁的密度和表面求出氧化膜的厚度。
此題的答案是:24μm(微米)。
【評價】
同學們分析的比較清楚,在作此題時應該抓住時間、表面積、電量、物質的量的相互關系,應用數(shù)學方法得到正確的答案。
請同學們通過練習鞏固復習的知識,提高解題的能力,以適合生活、生產(chǎn)、科技的需要。
精選題
一、選擇題
1.銀鋅電池廣泛應用各種電子儀器的電源,它的充電和放電過程可以表示為:
反應的物質是[ ]
A.Ag
B.Zn(OH)2
C.Ag2O
D.Zn
2.應用惰性電極插入500mLAgNO3溶液中,通電電解,當電解溶液的pH從6變?yōu)?時(設陰極沒有H2析出,電解前后的溶液體積不變),電極上析出銀的質量是[ ]
A.27mg
B.54mg
C.108mg
D.216mg
二、非選擇題
離子組成符合下列情況的電解質,進行電解(各離子只能使用一次)。
。1)以碳棒為電極進行電解,電解質的含量減少,水量保持不變,兩極都有氣體生成,氣體體積相同,則該電解質的化學式為____,電解的電極反應____,電解的總方程式是____。
。2)以鉑絲為電極進行電解,水量減少,電解質的含量保持不變,兩極都有氣體生成,氣體體積為2∶1,則該電解質的化學式為____,電極反應式為____。
。3)惰性電解,電解質的含量減少,水的含量也減少,pH下降,則電解質的化學式為____,電解總的方程式____。
4.正在研究應用鋅頂替鉛的電池,它可以減少環(huán)境污染容量又很大,其電池反應為2Zn+O2=ZnO,其原料為鋅和電解質溶液、空氣。請寫出:
。1)電極反應____,____。
。2)估計該電解質溶液應該用____(強的酸或強的堿)。
5.定溫下,將一定量飽和Na2SO4溶液用鉑電極通電電解。當陽極逸出amol氣體時,同時從溶液中析出mgNa2SO410H2O晶體,則原來飽和Na2SO4溶液的質量分數(shù)是____。
6.某學生試圖用電解法根據(jù)電極上析出物質的質量來驗證阿伏加德羅常數(shù)值,其實驗方案的要點為:
、儆弥绷麟婋娊饴然~溶液,所用儀器如圖2-18。
、谠陔娏鲝姸葹镮A,通電時間為ts后,精確測得某電極上析出的銅的質量為mg。試回答:
(1)連接這些儀器的正確順序為(用圖中標注儀器接線柱的英文字母表示。下同)E接____,C接____,接F____。
實驗電路中的電流方向為____→____→____→C→____→____。
。2)寫出B電極上發(fā)生反應的離子方程式______。
G試管中淀粉KI溶液變化的現(xiàn)象為______,相應的離子方程式為______。
。3)為精確測定電極上析出銅的質量,所必需的實驗步驟的先后順序是______。
、俜Q量電解前電極質量
、诠蜗码娊夂箅姌O上的銅并洗凈
、塾谜麴s水清洗電解后電極
、艿蜏睾娓呻姌O后稱量
、莸蜏睾娓晒蜗碌你~后稱量
⑥再次低溫烘干后稱量至恒重
。4)已知電子電量為1.6×10-19C,試列出阿伏加德羅常數(shù)的計算表達式:N=______。
答案
一、選擇題
1.D 2.B
二、非選擇題
3.(1)HCl陽極:2Cl-—2e→Cl2↑陰極:2H++2e→H2↑
總反應式:2HCl H2↑+Cl2↑
。2)KOH陽極:4OH--4e→2H2O+O2↑陰極:4H++4e→2H2↑
。3)CuSO4總反應式:2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑
4.(1)負極:Zn—2e→Zn2+正極:O2+4e+2H2O→4OH-
。2)強堿
6.(1)D、A、B F→B→A→C→D→E
(2)2Cl-—2e=Cl2,變藍色,2I-+Cl2=I2+2Cl-
。3)①③④⑥
高二必修一化學原電池教案4
原電池的構成條件
[師]:課前我們先作個有趣的實驗。請大家根據(jù)實驗臺上的儀器和藥品組裝:將金屬片用導線連接后插入水果中,將電流表串聯(lián)入線路中,觀察會有什么現(xiàn)象發(fā)生?
。ń處熝惨暩鹘M實驗情況)。
[師]:請大家總結:有什么現(xiàn)象發(fā)生?
[生]:總結:出現(xiàn)兩種結果:
①電流表指針偏轉②電流表指針不發(fā)生偏轉
[師]:電流表指針偏轉說明什么?為什么會發(fā)生偏轉?
[生]:說明有電流產(chǎn)生。
[師]:這個裝置就叫做原電池。這節(jié)課我們共同研究原電池。請大家列舉日常使用的原電池都有哪些?
[展示干電池]:我們日常使用的電池有下面幾種,大家請看:
[播放幻燈片]:
化學電池按工作性質可分為:一次電池(原電池);二次電池(可充電電池)鉛酸蓄電池。其中:一次電池可分為:糊式鋅錳電池、紙板鋅錳電池、堿性鋅錳電池、扣式鋅銀電池、扣式鋰錳電池、扣式鋅錳電池、鋅空氣電池、一次鋰錳電池等。二次電池可分為:鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、二次堿性鋅錳電池等。鉛酸蓄電池可分為:開口式鉛酸蓄電池、全密閉鉛酸蓄電池。
原電池的構成:任何一種電池由四個基本部件組成,四個主要部件是:兩個不同材料的電極、電解質、隔膜和外殼。
【評注】提出問題,從身邊走近化學,喚起學生學習興趣。
[播放課件]《伏特電池》的發(fā)明:
說起原電池的發(fā)明,有一段有趣的故事。1786年,著名的意大利醫(yī)師、生物學家伽伐尼,偶然發(fā)現(xiàn)掛在窗前鐵柵欄的銅鉤上的青蛙腿肌肉,每當碰到鐵柵欄就猛烈地收縮一次。這偶然的現(xiàn)象并沒有被伽伐尼放過,經(jīng)不懈的探索和思考,第一個提出了"動物電"的見解。他認為:青蛙神經(jīng)和肌肉是兩種不同的組織,帶有相反電荷,所以兩者存在著電位差,一旦用導電材料將兩者接通,就有電流通過,鐵柵欄和銅鉤在此接通了電路,于是有電流產(chǎn)生,由于有動物電流的刺激,蛙腿肌肉發(fā)生收縮。
"動物電"的發(fā)現(xiàn)引起了意大利物理學家伏打的極大興趣,他在多次重復伽伐尼的"動物電"實驗時,發(fā)現(xiàn)實驗成敗的關鍵在于其中的兩種金屬――鐵和銅,若把鉤著蛙腿的銅鉤換成鐵鉤,肌肉就不會收縮。他認為"動物電"的實質是金屬屬性不同造成的,不同金屬帶有不同的電量,它們之間必然存在電位差,若有導線在中間連接,就會產(chǎn)生電流,蛙腿的收縮正是這種原因產(chǎn)生的電流刺激的結果。
伏打經(jīng)過反復實驗,深入鉆研,1799年第一個人造電源--伏打電池(伏打曾叫它伽伐尼電池)問世。
[師]:這種可以把化學能轉化成電能的裝置叫原電池。那么他們是如何構成的呢?下面我們一起來研究原電池的原理。
[板書]:一、原電池
1、原電池的形成條件:
[師]:請同學們根據(jù)自己的設想和實驗室提供的儀器、藥品,自己選擇,試一試,看誰的電流表指針會發(fā)生偏轉?看誰的音樂盒會響起。
實驗儀器、藥品:鋅板、銅板、鐵板、石墨、稀硫酸、硫酸銅溶液、食鹽水、白糖水、酒精、硝酸銀溶液、導線、燒杯、電流計、音樂盒。
各組學生積極探討、擬實驗方案。由學生的實驗方案大致可分為下列四種情況:
第一組:電極用同一種材料并連接,A:溶液用鹽酸;B:溶液用酒精。
第二組:電極材料用不同種導電物質并連接,A:溶液用鹽酸;B溶液用白糖水。
第三組:電極用不同金屬不連接,A:溶液用硝酸銀;B:溶液用酒精。
第四組:電極一極插入溶液中,另一極放置在燒杯外。
[要求]:
學生在實驗過程中觀察并記錄實驗現(xiàn)象,記錄電流計的指針偏轉情況、兩極現(xiàn)象、,看看音樂盒能否發(fā)出美妙的音樂。
各組匯報實驗情況:
第一組中A、B均無現(xiàn)象。
第二組中A有電流產(chǎn)生,B無電流產(chǎn)生。
第三組中A、B均無現(xiàn)象。
第四組中無電流產(chǎn)生。
[師]:由上述實驗請大家總結,原電池的形成條件是什么?
[生]:討論、總結:
[板書]:①兩個活潑性不同的金屬(或導電的`非金屬)做電極
、陔娊赓|溶液
③電極相接觸或連接
、軐园l(fā)進行的氧化還原反應(有較強電流產(chǎn)生)
[師]:現(xiàn)在請大家重新分析課前用水果制作的原電池,為什么有的組有電流產(chǎn)生,而有的組沒有電流產(chǎn)生?找出癥結所在。
【評注】:強調內在條件,有利于學生把握實質、前后呼應,注重知識的產(chǎn)生過程。
[設問]:原電池的化學原理是什么?
[播放課件]銅--鋅--稀硫酸原電池的工作原理
[師]:在上面實驗探究中,我們看到,可產(chǎn)生電流的裝置中電極究竟發(fā)生了什么變化?原電池是怎樣實現(xiàn)化學能向電能轉變的?請大家以上面研究的銅--鋅--稀硫酸原電池為例研討分析。
[生]:總結:
Cu片上發(fā)生反應:2H++2e-=H2↑
Zn片上發(fā)生反應:Zn-2e-=Zn2+
氧化還原反應是發(fā)生在兩極。
電子從Zn片流向Cu片,應該有電流產(chǎn)生。
[板書]:較活潑金屬鋅做負極:Zn-2e-=Zn2+(氧化反應)
較不活潑金屬銅做正極:2H++2e-=H2↑(還原反應)
電池總反應式:Zn+2H+=Zn2++H2↑
電子流動方向:鋅→導線→銅
電流方向:銅→導線→鋅
正極發(fā)生還原反應,負極發(fā)生氧化反應。
[師]:總結:原電池就是這樣一種裝置,它把一個氧化還原反應分拆成兩半,使之在兩個電極上進行,從而在導線中產(chǎn)生了電流,實現(xiàn)了化學能向電能的轉變。
[探究]:根據(jù)反應2Fe3++Zn=Zn2++2Fe2+設計一個原電池,畫出裝置圖,指出電極材料、名稱,寫出電極反應式。
[練習]:投https://www.
習題(略)
[課后思維拓展]
1、解釋:為什么干電池使用一段時間后會"沒電"?以銅--鋅--稀硫酸原電池原理為例加以說明。
2、使用后的電池是否可以隨地丟棄?為什么?應如何處理?
3、為什么手機電池充電后還可以繼續(xù)使用?
4、課外閱讀《電池的發(fā)展與研究》
【評注】:這是一堂省級優(yōu)質課的課堂實錄。本節(jié)課用實驗探究法探索原電池的原理及形成條件,注重知識的產(chǎn)生和發(fā)展過程,引導學生從身邊走進化學,從化學走進社會。在教師的引導下,學生全程都能積極參與教學,課堂氣氛活躍,學生學習積極性很高。教學效果好,受到專家好評
高二必修一化學原電池教案5
一、說教材
。ㄒ唬、在教材中的地位和作用
教材地位
該節(jié)內容為高中電化學的開始,在此之前學生學習過的氧化還原反應,能量之間轉換,電解質溶液,金屬活潑性等化學知識及物理電學的相關知識,已為本節(jié)課的學習做好了一定知識儲備;同時原電池的原理又為后面金屬的腐蝕和防護,其它常見電池的原理及電解原理等重要電化學知識的學習奠定了基礎。它是電化學學習的基礎內容也是核心內容。
作用:本節(jié)內容對發(fā)展學生邏輯推理能力,提高學生科學素養(yǎng),培養(yǎng)科學探究能力,將理論應用于實踐,實踐再回歸理論以及知識系統(tǒng)化及結構化的形成都起著重要作用。
。ǘ⒔虒W目標:
依據(jù):根據(jù)教學大綱的要求和編寫教材的意圖,結合本課的特點及本著在學習過程中發(fā)揮學生的主體性和能動性,使學生學會學習,獲得有效學習的新課程理念為出發(fā)點將教學目標設定如下:
1、知識與技能
。1)了解原電池的工作原理及構成條件
。2)能正確書寫電極反應式和電池總反應方程式
(3)通過實驗培養(yǎng)學生化學實驗的觀察操作及設計能力;綜合運用有關的知識技能和方法,分析解決一些化學問題的高級技能
2、過程與方法
(1)讓全體學生經(jīng)歷探究的過程,學習科學探究方法,提高科學探究的能力
。2)培養(yǎng)學生科學的思維方式和問題意識。
3、情感態(tài)度與價值觀
。1)體驗科學探究的艱辛和喜悅,(2)培養(yǎng)學生勇于創(chuàng)新,積極實踐等科學精神和科學態(tài)度
。3)學會與他人合作,主動交流。
(三)、教學重點:了解原電池的反應原理及構成原電池的一般條件。
依據(jù):
1、依據(jù)大綱和新課程標準對本節(jié)內容的要求
2、電化學的基礎和核心地位
。ㄋ模、教學難點:原電池的反應原理
依據(jù):該內容特理論性強,抽象,難理解。學生很難在頭腦中建立電子在原電池正負兩極轉移的微觀模式。
二、說教法與學法
教法:
1、情境激學法
2、探究實驗促學法
3、cAI輔助教學法
4、歸納、演繹法
學法:
1、實驗探究法
2、歸納演繹法
在本節(jié)課中教師在教材中沒有把教材內容作簡單,有序的展示,而是在分析教材內容的基礎上根據(jù)學生的學習來重新組織,站在改組和重建的高度來審視教材,把教材內容做為了解學科科學的生長點,以學生探究實驗貫穿始終,將學生置身于一個動態(tài),開放,個性,多元的學習環(huán)境中,體驗類似科學家進行科學探究的一般過程。在探究過程中完成知識的自主建構。
本節(jié)課讓學生采用以科學探究為主的多元化學習方式,對于更好地展現(xiàn)學生多元智能,體驗科學探究的過程,強化科學探究的意識,掌握探究的基本方法,激勵學生學習興趣和智慧潛能,學會與人合作,培養(yǎng)學生實踐能力和創(chuàng)造力都有著積極的意義。
三、教學過程:
。ㄒ唬┮n:創(chuàng)新實驗:西紅柿電池使音樂賀卡發(fā)出美妙音樂。
目的;創(chuàng)設新奇刺激的前置問題情境,極大地激發(fā)調動學生感知興趣和探知熱情。為什麼西紅柿電池能產(chǎn)生電流?
。ǘ┙虒W重點一:原電池工作原理
突破方式:變教師演示實驗為學生分組實驗,變教材驗證實驗為探索實驗。
依據(jù):
1、教材演示實驗不便于所有學生觀察,缺少學生的參與,不能充分發(fā)揮不學生自身主體作用。
2、建構主義鼓勵學生運用他們自己的經(jīng)驗,讓學生去學會發(fā)現(xiàn)并作出相關鏈接,主動構建有成效的內化了的,適合于自我的知識意義。
具體做法:
用鋅片銅片稀硫酸模擬西紅柿電池做兩個分組實驗讓學生觀察兩金屬片用導線連接前后現(xiàn)象的差別。實驗結果的出乎意料使學生的原有狀態(tài)與目標狀態(tài)之間產(chǎn)生了差距,引發(fā)了學生新的問題。為什么導線連接后銅片上出現(xiàn)氣泡,教師設置幾個有梯度,和層次性的問題引發(fā)學生討論在有限的時間里經(jīng)過討論讓學生在自主交流的過程中澄清了鋅銅稀硫酸原電池產(chǎn)生電流的原因。
討論結束,教師引導學生設計實驗證明裝置中確實存在電流且證明電子的流向是從銅片流向鋅片。以上問題的提出在于培養(yǎng)學生思維的嚴密性及求真務實的優(yōu)秀品質,告訴學生實驗結果的分析要靠實驗證據(jù)不憑主觀臆斷想當然。
實驗結束教師收斂學生的思維,啟發(fā)學生從能量轉化的角度來給原電池下定義。從而完成學生思維從一般到特殊,由具體到抽象,由現(xiàn)象到本質的]認識過程這一質的飛躍。
最后用3D動畫模擬鋅銅原電池的微觀反應。并將圖象定格讓學生書寫兩電極反應式。促進學生從形象思維和理性思維兩個層面上共同認識原電池反應原理投影生活中常見電池:如干電池,蓄電池,充電電池,高能電池圖片感受化學就在我們身邊。
以上變演示實驗為分組實驗增加學生的創(chuàng)造體驗,充分發(fā)揮學生主體性使學生的學生問題意識獨立操作能力,創(chuàng)造能力得以充分培養(yǎng)。
。ㄈ⒔虒W重點二:掌握構成原電池的一般條件。
突破方式:增加教材沒有的開放性探究實驗。即給定多種藥品(電極:鋅片兩個,鐵釘一根,石墨棒一根。溶液:稀硫酸,硫酸銅,酒精,四氯化碳四種溶液和電流計儀)讓學生自行設計并探究構成原電池的一般條件。
依據(jù):
1、sTs教育觀重視把科學看成是一種學習過程,認為能對自己的`結論進行論證比單純地得到指向結論的結果同樣重要或更重要。
2、實驗方法論認為,化學實驗功能的體現(xiàn),不僅僅在于獲得所謂正確實驗結果,更重要的是使學生經(jīng)歷和體驗獲得實驗結果的探究過程。
3、高中化學新課程標準也將探究性學習確定為為學生學習化學的一種重要學習方式。基于以上原因,我大膽處理教材,將構成原電池的一般條件這一講授性知識變?yōu)閷嶒炋骄啃詫W習。
該實驗具有一定開放性和發(fā)散性所以教師適時拋出問題啟發(fā)學生引發(fā)討論如何確定探究的方向,如何處理實驗中三個變量關系,如何逐一設計實驗方案探究原電池構成的一般條件。學生依據(jù)可行的實驗方案進行探究實驗,讓學生在實驗探究過程中對所得多種實驗信息進行篩選,對比,分類,加工選取有用信息,運用歸納演繹等思維方式,得出正確結論。
該做法讓學生自主探索,主動求知,學會收集,分析和利用各種信息及信息資源,同時學習者之間通過討論,交流,用集體的感知來豐富,強化個人的概括,通過學習者之間的交叉反饋來強化,矯正,豐富個體的探究結果,有利于發(fā)展學生實踐能力,創(chuàng)新精神,合作與分享意識。在實踐活動理性認識的循環(huán)往復,螺旋式的上升,不僅促進了對學習內容的理解,也使學生的探究策略和方法得到提高,才能,智慧和判斷力等多方面得到發(fā)展。
。ㄋ模┗瘜W史教育:教師講述伏打電池發(fā)明的故事培養(yǎng)學生敢于質疑,勇于探究的科學精神。
。ㄎ澹┬〗Y:
采取學生先小結,老師后總結的方式,目的:
1、訓練學生概括總結的思維能力
2、實施以主動建構為基礎的精簡教學策略,以圖表的方式直觀讓學生清楚本節(jié)的內容要點,及各知識點之間的內在聯(lián)系,使學生知識系統(tǒng)化,網(wǎng)絡化。
。┚毩暎簽榱寺鋵嵄竟(jié)課的教學重點構成原電池的原理及構成條件而設。
。ㄆ撸┳鳂I(yè):
家庭小實驗:制作水果電池。
目的:該實驗為開放性創(chuàng)造實驗對學生的實驗設計能力提出更高要求。將科學探究延伸到課外。進一步激發(fā)學生求知欲望,調動學生探索研究的積極性,變實驗知識為實踐能力,升華創(chuàng)造意識。
高二必修一化學原電池教案6
一、構成原電池的條件構成原電池的條件有:
。1)電極材料。兩種金屬活動性不同的金屬或金屬和其它導電性(非金屬或某些氧化物等);(2)兩電極必須浸沒在電解質溶液中;
。3)兩電極之間要用導線連接,形成閉合回路。說明:
①一般來說,能與電解質溶液中的某種成分發(fā)生氧化反應的是原電池的負極。②很活潑的金屬單質一般不作做原電池的負極,如、Na、Ca等。
二、原電池正負極的判斷
。1)由組成原電池的兩極材料判斷:一般來說,較活潑的或能和電解質溶液反應的金屬為負極,較不活潑的金屬或能導電的非金屬為正極。但具體情況還要看電解質溶液,如鎂、鋁電極在稀硫酸在中構成原電池,鎂為負極,鋁為正極;但鎂、鋁電極在氫氧化鈉溶液中形成原電池時,由于是鋁和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應,失去電子,因此鋁為負極,鎂為正極。
。2)根據(jù)外電路電流的方向或電子的流向判斷:在原電池的外電路,電流由正極流向負極,電子由負極流向正極。
。3)根據(jù)內電路離子的移動方向判斷:在原電池電解質溶液中,陽離子移向正極,陰離子移向負極。
。4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的化學反應判斷:原電池中,負極總是發(fā)生氧化反應,正極總是發(fā)生還原反應。因此可以根據(jù)總化學方程式中化合價的升降來判斷。
。5)根據(jù)電極質量的變化判斷:原電池工作后,若某一極質量增加,說明溶液中的陽離子在該電極得電子,該電極為正極,活潑性較弱;如果某一電極質量減輕,說明該電極溶解,電極為負極,活潑性較強。
。6)根據(jù)電極上產(chǎn)生的氣體判斷:原電池工作后,如果一電極上產(chǎn)生氣體,通常是因為該電極發(fā)生了析出氫的反應,說明該電極為正極,活動性較弱。
(7)根據(jù)某電極附近pH的變化判斷析氫或吸氧的電極反應發(fā)生后,均能使該電極附近電解質溶液的pH增大,因而原電池工作后,該電極附近的pH增大了,說明該電極為正極,金屬活動性較弱。
三、電極反應式的書寫
。1)準確判斷原電池的正負極是書寫電極反應的關鍵.
。2)如果原電池的正負極判斷失誤,電極反應式的書寫一定錯誤。上述判斷正負極的方法是一般方法,但不是絕對的.,例如銅片和鋁片同時插入濃硝酸溶液中.
。3)要考慮電子的轉移數(shù)目在同一個原電池中,負極失去電子數(shù)必然等于正極得到的電子數(shù),所以在書寫電極反應時,一定要考慮電荷守恒。防止由總反應方程式改寫成電極反應式時所帶來的失誤,同時也可避免在有關計算中產(chǎn)生誤差。
。4)要利用總的反應方程式從理論上講,任何一個自發(fā)的氧化還原反應均可設計成原電池,而兩個電極反應相加即得總反應方程式。所以只要知道總反應方程式和其中一個電極反應,便可以寫出另一個電極反應方程式。
四、原電池原理的應用
原電池原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活、科學研究中具有廣泛的應用。
化學電源:人們利用原電池原理,將化學能直接轉化為電能,制作了多種電池。如干電池、蓄電池、充電電池以及高能燃料電池,以滿足不同的需要。在現(xiàn)代生活、生產(chǎn)和科學研究以及科學技術的發(fā)展中,電池發(fā)揮的作用不可代替,大到宇宙火箭、人造衛(wèi)星、飛機、輪船,小到電腦、電話、手機以及心臟起搏器等,都離不開各種各樣的電池。
加快反應速率:如實驗室用鋅和稀硫酸反應制取氫氣,用純鋅生成氫氣的速率較慢,而用粗鋅可大大加快化學反應速率,這是因為在粗鋅中含有雜質,雜質和鋅形成了無數(shù)個微小的原電池,加快了反應速率。
比較金屬的活動性強弱:一般來說,負極比正極活潑。
防止金屬的腐蝕:金屬的腐蝕指的是金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體發(fā)生化學反應,使金屬失去電子變?yōu)殛栯x子而消耗的過程。在金屬腐蝕中,我們把不純的金屬與電解質溶液接觸時形成的原電池反應而引起的腐蝕稱為電化學腐蝕,電化學腐蝕又分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕:在潮濕的空氣中,鋼鐵表面吸附一層薄薄的水膜,里面溶解了少量的氧氣、二氧化碳,含有少量的H+和OH-形成電解質溶液,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳形成了無數(shù)個微小的原電池,鐵作負極,碳作正極,發(fā)生吸氧腐蝕:
電化學腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。因此可以用更活潑的金屬與被保護的金屬相連接,或者讓金屬與電源的負極相連接均可防止金屬的腐蝕。
高二必修一化學原電池教案7
【教學目標】
1、掌握原電池的構成條件,理解原電池的原理,能正確判斷原電池的正負極,正確書寫電極反應式、電池反應式,能根據(jù)氧化還原原理設計簡單的原電池。
2、通過實驗探究,體驗科學探究的方法,學會分析和設計典型的原電池,提高實驗設計、搜索信息、分析現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)本質和總結規(guī)律的。
3、在自主探究、合作交流中感受學習快樂和喜悅,增強學習的反思和自我評價能力,激發(fā)科學探索,培養(yǎng)科學態(tài)度和創(chuàng)新精神,強化環(huán)境保護意識以及事物間普遍聯(lián)系、辨證統(tǒng)一的哲學觀念。
【教學重點】
原電池的構成條件
【教學難點】
原電池原理的`理解;電極反應式的書寫
【教學手段】多媒體教學,學生實驗與演示實驗相結合
【教學方法】實驗探究教學法
【課前準備】將學生分成幾個實驗小組,準備原電池實驗儀器及用品。實驗用品有:金屬絲、電流表、金屬片、水果。先將各組水果處理:A組:未成熟的橘子(瓣膜較厚),B組:成熟的橘子(將瓣膜、液泡攪碎),C組:準備兩種相同金屬片,D組:準備兩種不同金屬片。
【教學過程】
[師]:課前我們先作個有趣的實驗。請大家根據(jù)實驗臺上的儀器和藥品組裝:將金屬片用導線連接后插入水果中,將電流表串聯(lián)入線路中,觀察會有什么現(xiàn)象發(fā)生?
。ㄑ惨暩鹘M實驗情況)。
[師]:請大家總結:有什么現(xiàn)象發(fā)生?
[生]:總結:出現(xiàn)兩種結果:
、匐娏鞅碇羔樒D②電流表指針不發(fā)生偏轉
[師]:電流表指針偏轉說明什么?為什么會發(fā)生偏轉?
[生]:說明有電流產(chǎn)生。
[師]:這個裝置就叫做原電池。這節(jié)課我們共同研究原電池。請大家列舉日常使用的原電池都有哪些?
[展示干電池]:我們日常使用的電池有下面幾種,大家請看:
[播放幻燈片]:
化學電池按工作性質可分為:一次電池(原電池);二次電池(可充電電池)鉛酸蓄電池。其中:一次電池可分為:糊式鋅錳電池、紙板鋅錳電池、堿性鋅錳電池、扣式鋅銀電池、扣式鋰錳電池、扣式鋅錳電池、鋅空氣電池、一次鋰錳電池等。二次電池可分為:鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰離子電池、二次堿性鋅錳電池等。鉛酸蓄電池可分為:開口式鉛酸蓄電池、全密閉鉛酸蓄電池。
原電池的構成:任何一種電池由四個基本部件組成,四個主要部件是:兩個不同材料的電極、電解質、隔膜和外殼。
【評注】提出問題,從身邊走近化學,喚起學生學習興趣。
高二必修一化學原電池教案8
教法與學法
一、教法——探究法美國哈佛大學校長在世界大學校長論壇中講過:“如果沒有好奇心和純粹的求知欲為動力,就不可能產(chǎn)生那些對社會和人類具有巨大價值的發(fā)明創(chuàng)造。”為了激發(fā)學生的好奇心和求知欲,在教學過程中不斷創(chuàng)設疑問情境,逐步引導學生去分析、去主動探究原電池的原理及組成條件,重視學生親身體驗知識形成和發(fā)展的.過程。
二、學法——實驗探索法化學是一門以實驗為基礎的科學,有人曾恰當?shù)赜眠@么幾句話概括了化學實驗的重要性:“我聽見因而我忘記,我看見因而我記得,我親手做因而我理解!睂W生學習任何知識的最佳途徑是由自己去探索發(fā)現(xiàn),因此,在課堂內增大學生的活動量和參與意識,每兩人一套實驗裝置,通過認真實驗,仔細觀察,自己分析銅鋅原電池的特點,歸納出原電池的組成條件,使學生處于積極主動參與學習的主體地位。
教學手段實驗探究,問題探究輔助教具:計算機、實驗儀器及藥品等無論運用哪一種媒體,都不能讓其僅起著教師講課的演示工具的作用,避免學生“享受”現(xiàn)成結論,而應使教師的演示工具轉變?yōu)閷W生的認識工具,實現(xiàn)信息技術與學科教學的整合。
過程
教學內容教材處理及設計的依據(jù)
導課:引入一個醫(yī)學小故事
探究1:將鋅片插入稀硫酸中;
探究2:將銅片插入稀硫酸中;
探究3:將鋅片、銅片同時平行插入稀硫酸中;設疑:為什么上述實驗都是鋅片上有氣泡,銅片上無氣泡?
探究4:鋅片、銅片用導線連接后,插入稀硫酸中;設疑:
、黉\片的質量有無變化?
、阢~片上產(chǎn)生了氫氣,是否說明銅能失去電子?
、蹖懗鲣\片和銅片上變化的離子方程式。
、蹾+得到的電子從哪來?
、蒌\失去的電子如何傳遞到銅?
探究5:如何證明裝置中產(chǎn)生電流
高二必修一化學原電池教案9
原電池
1、了解原電池的定義;了解原電池的構成條件極其工作原理;并學會判斷原電池的正負極。
2、通過老師的講解和演示實驗學會判斷該裝置是否是原電池裝置、判斷電池的正負極
3、發(fā)展學習化學的興趣,樂于探究化學能轉化成電能的奧秘,體驗科學探究的樂趣,感受化學世界和生活息息相關。
教學重點:進一步了解原電池的工作原理,并判斷原電池的正負極。
教學難點:原電池的工作原理(解決方法:通過演示實驗觀察實驗現(xiàn)象,加上老師的引導學生思考正負極發(fā)生什么變化,電子流動方向。)
教學方法:
講授法、演示實驗法
教學過程:
【板書】化學能與電能
教師導入語:隨著科學技術的發(fā)展和社會的進步,各式各樣的電器進入我們的生活。
使用電器都需要電能。那么,我們使用的電能是怎么來的呢?
學生答:水力發(fā)電、火力發(fā)電、核能。.。.。.。
教師:我們來看看我國發(fā)電總量構成圖吧
教師:由圖看出火力發(fā)電占發(fā)電總量的首位、其次還有水力發(fā)電。.。.。.
教師:我們來看這幅圖思考一下火力發(fā)電過程能量是怎樣轉化的?
【學生思考】讓學生思考1分鐘。
教師:通過燃燒煤炭,使化學能轉變成熱能,加熱水使之汽化為蒸汽以推動渦輪機,然后帶動發(fā)電機發(fā)電。
燃燒蒸汽發(fā)電機
【投影】化學能→熱能→機械能(渦輪機)→電能
教師:但是煤炭發(fā)電有很多缺點,大家一起來說說。
學生:污染大、轉化率低、煤炭是不可再生能源。
教師:那么是否可以省略中間的過程直接由化學能→電能?
【實驗一】將銅片和鋅片分別插入稀硫酸溶液中,觀察現(xiàn)象并解釋原因。
【現(xiàn)象】Zn片上有氣泡(H2),Zn片逐溶解;Cu片無明顯現(xiàn)象。
【板書】Zn片上發(fā)生反應:Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
【實驗二】將銅片和鋅片用導線與電流表連接,并插入稀硫酸溶液中,觀察現(xiàn)象并解釋
原因。
【現(xiàn)象】Zn片逐漸溶解但無氣泡;Cu片上有氣泡(H2);電流計指針偏轉。
【設疑】為什么只在銅片和鋅片上連接了一條導線,反應現(xiàn)象就不同了呢?思考一下。
【學生討論】一分鐘
教師:指針偏轉,說明電路中有電流通過,說明發(fā)生了電子定向移動。Zn比Cu活
潑,用導線連在一起時,鋅片逐漸溶解,說明Zn片失去的電子,電子經(jīng)導線流向Cu片,溶液中的H+由于電場作用下移向Cu片得電子被還原成H2(播放Flash動畫)
【板書】銅片上:2H++2e-= H2 ↑鋅片上Zn-2e-= Zn+
【過渡】實質上實驗二的裝置就是一個原電池的裝置,下面就讓我們一起來了解一下原電池吧。
【板書】原電池定義:將化學能直接轉變成電能的裝置
負極:失去電子(或電流流進)
原電池
正極:得到電子(或電流流出)
教師:原電池的工作原理
在外電路中,負極失去電子,正極得到電子,電子從負極向正極移動。
在內電路中(在溶液中),溶液中的陰離子向負極移動過,溶液中的陽離子向正極移動。這樣整個電路構成了閉合回路,帶電粒子的定向移動產(chǎn)生電流。
教師:
[過渡]回憶思考:通過以上實驗想想原電池是由哪幾部分組成的,構成原電池的'條件又有哪些?
教師:原電池組成條件:兩極一液一連線
、賰煞N活潑性不同的金屬(或其中一種為能導電的非金屬,如“碳棒”)作電極,其
中較活潑金屬為負極。較不活潑金屬(或非金屬)為正極
、陔娊赓|溶液
、坌纬砷]合回路
、苣茏园l(fā)地發(fā)生氧化還原反應
教師:一個原電池裝置我們怎樣來判斷它的正負極呢?
【歸納小結】判斷原電池正、負極的方法
1、由組成原電池的兩極材料判斷:
一般是活潑的金屬為負極,活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極。
2、根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷:
電流是由正極流向負極,電子流動方向是由負極流向正極。
3、根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷:
原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應,正極總是得電子發(fā)生還原反應。
4、電極反應現(xiàn)象
不斷溶解,質量減少為負極;有氣體產(chǎn)生,或質量增加或不變?yōu)檎龢O。
教師:我們來看一下原電池原理有哪些應用
、僦谱骰瘜W電源
、诩涌旆磻俾
③判斷金屬活動性的強弱
、芊乐菇饘俚母g
教師:這節(jié)課我們初步了解了原電池裝置,其實我們身邊有很多原電池,同學們要善于從生活中發(fā)現(xiàn)化學,培養(yǎng)對化學的興趣。
作業(yè)處理:1、調查我們周圍有哪些電池是利用原電池原理生產(chǎn)的。
2、上網(wǎng)查詢,更多原電池的種類及應用
板書設計:
化學能與電能
實驗一:Zn片上發(fā)生反應:Zn + 2H+ == Zn2+ + H2↑
實驗二:銅片上:2H++2e-= H2 ↑鋅片上Zn-2e-= Zn+
原電池定義:將化學能直接轉變成電能的裝置
負極:失去電子(或電流流進)
原電池
正極:得到電子(或電流流出)
教具:多媒體課件
課后反思:
本節(jié)課通過生動的化學故事將學生引入奧妙無窮的化學世界。通過討論交流,實驗探究的辦法,培養(yǎng)學生的實驗能力和科學探究精神,合作交流的能力。給學生展示自我的機會,培養(yǎng)學生敢于表現(xiàn)自我。整堂課中,學生興趣濃厚,自主學習,積極探索,大膽舉手發(fā)言。師生間互動,情感交流融洽。
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