水果电池教案范文

2022-05-31

教案是教师开展课堂教学活动的基础,教师应根据幼儿的需求,提前准备好合适的活动主题。同时,教师应结合幼儿的发展状态,重视幼儿的个别差异,为幼儿构建良好的教学环境,制订合理、有效的教学目标,以增强幼儿的自学能力,推动幼儿的全面发展。以下是小编精心整理的《水果电池教案范文》,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

第一篇:水果电池教案范文

水果电池的研究

水果电池的研究》教案

活动内容

小学六年级综合实践活动(课程资源开发);研究性学习。 活动目标

1.科学探究:学会制作简单的水果电池;初步尝试画简单的电路图。

2.科学知识:知道电池的组成。

3.情感态度价值观:形成合作与分享的意识;初步意识到科学研究的严谨性。

4.培养学生简单的科学研究能力和创新实践能力。 活动过程

一、活动启动阶段

师:同学们,在日常生活中,你见过哪些电池?收集了哪些电池?

(干电池、钮扣电池、锂电池)

师:你知道电池是怎么发明的吗?

介绍相关知识。(关键词:1800年;意大利;伏打;伏打电池)

师:我们今天这堂课,就来创造个小电池,做一个有趣的“水果电池”。

二、实验探究阶段

1、教师当场示范制作水果电池,边出示材料,边介绍。

分别介绍电流表、导线、鳄鱼夹、金属片。

电流表:很多科学实验中都会用到它,它的上面一部分可以显示出电流强度,下面几个是接线柱,今天我们就使用两边的接线柱,一个黑,一个红。电流表它能帮助我们测出今天的水果电池有没有电,电流有多大。

金属片,银白色的这块是锌片,褐色的这块是铜片。使用时我们把两根导线的鳄鱼夹分别接在电流表的两个接柱上,再把它们的另一头夹住住两块金属片。这样我们的初步工作就完成了。

2、学生用鳄鱼夹把电流表和金属片连接好。

3、教师往水果里插入铜片和锌片,电流表指针发生偏转。

4.学生尝试。

温馨提示:①实验时要小心,注意安全;②要爱护实验器材。

观察电流表,发现什么情况,读一读电流有几格。

出现3种情况:指针偏向正极,指针偏向负极,指针不偏转。

4、学生质疑。

如果出现指针不偏转的情况,是因为短路,两块电极板碰到一起了,可以让其他成功组的学生找一找病因,然后纠正。

说一说,为什么有的指针偏向正极,有的偏向右极。

比较两种不同结果两组的接线方法。

原因:偏向正的应是负接线柱(黑柱)接锌片,正接线柱(红柱)接铜片。偏向负的为接反了。然后调整。

5、提出疑问:这真的是电吗?

用音乐小喇叭(来自新年卡上)来验证。水果电池产生的电,足以使音乐小喇叭发出声音。

学生画,师巡回指导,然后将画得好的投影仪上展示,并请学生来说一说。(师在学生的画上用不同颜色标出来各部分,并指出:这是电路实物图,随着我们学习的深入,我们以后可以用符号来画,那时,就是电路图了。)

2、讲解水果电池的组成

师:我们刚才动手做了实验,又画了图,那么你觉得我们的水果电池可能分成几部分呢?(金属片,水果,电流表和导线)

师:是的,我们分别把它们称作电极板、电解质溶液、外电路。

3、师:你觉得这三个概念,理解最困难的是哪一个?(电解质溶液)

出示资料卡:什么是电解质;什么是电解质溶液。

4、师:现在你们对电解质溶液一定有所了解了!那么大家估计一下,大概还有哪些东西我们也可以来制作这样的电池?(梨、桔子、萝卜、土豆等)其实不只是水果蔬菜可以制作电池,你们,老师,一个个活生生的人也可以是一个电池。人也可做成电池?你有办法吗?我们怎么把电极板和人连起来?

方法:

1、双手捏住电极板。

2、将电极放到舌头上 。

(这时,要注意卫生,当心短路。舌头感觉。)

四、实验拓展阶段

1、师:我们已经做了一组苹果做成的水果电池,细心的同学们不知有没有发现,它们产生的电流都一样大吗?(不一样)

师:你认为可能和什么因素有关,(学生会说很多)我们一边实验,一边可以填写这种实验记录单。大家经过实验,经过讨论,可以把实验的现象,研究的结论记录下来。

2、学生做各种电池实验,并填单。

汇报,各小组推荐一名同学来说一说研究成果。

3、师:大家都玩过玩具电动汽车吧!有的电池只要一节,有的会要两节、四节甚至更多,电池的多少会影响它们吗?那么我们的水果电池如果一个一个联起来,估计它的能量会怎么样?(课外研究课题)

五、活动总结阶段

师:同学们,科学是十分严谨的,就以一个小小的水果电池来说,我们做得可能不一定完美,因为很多不确定因素会影响实验结果。所以做实验时我们要细致、严谨。

师:我们今天做了水果电池,也研究了它们的一些小秘密,你认为有什么收获吗?

师:我们下课后可以结合今天的活动,继续研究其他水果电池,通过上网查找资料,或阅读书籍,来写写科技小日记,或者科技小论文。我想,这样会很意义的。

第二篇:水果电池研究性学习报告

-----------高二(14)

内容摘要:从化学课上我们知道了,有一种电池叫水果电池,那这种电池真的能导电么?又或者用什么样的水果的导电性会好?还有要用什么样的电极呢?于是,我们带着这些问题开始了我们的研究性学习实验,通过大量实验表明,大多数水果都能导电,但不同的水果所产生的电流和电压是不同的,同一个水果在使用不同的电极,所产生的电流和电压也不一样,同一种水果进行串联时,其产生的电压是成倍增加的,同一个水果的电流会不会因为水果的是否完整而发生改变呢?这还需要我们的大量探究和实验,下面开始了我们的实验。 一:课题方案

1:课题背景:我们只知道有水果电池这样东西,但没有真的去了解他,研究它,对于其中的问题,如同一种水果串联起来或并联起来所产生的电流和电压是怎样的呢?水果为什么能发电?他对于实际有什么应用呢?这些都是我们的同学非常感兴趣,也同时让我们十分疑惑,所以就这些问题,我们开始了我关于水果电池的研究。

二:研究内容,目的和要求

1:实验探究各种水果的发电情况。电压,电流强度。

2:实验探究各种水果间串联、并联后的发电情况。

3:理论研究水果电池的原理

4:试图探究水果电池原理的应用

5:掌握探究实验的基本方法,提高自己的探究能力

6:从这次活动中锻炼我们的团队精神

三:探究方法

实验法 文献法报告撰写法。

探究一,橘子能发电么?

一:建立假设:1,橘子可能会发电2:橘子可能不会发电

二:设计实验方案

1:器材准备:橘子,铜片,锌片,灵敏电流计

2:实验操作步骤:分别用锌片和铜片作电极,用软电线做导线,用灵敏电流计测出通过他的电流,用电压表测出电压。

3:得出结论,假设一成立

探究二:多个橘子串联能导电么?

进行试验:我们将多个橘子串联起来,来测他们两端的电压和电流,此实验完毕后,再把橘子并联起来,再测一次他们两端的电压和电流。我们得到了以下结论:

所以,我们得出,多个橘子串联,不仅能够发电,而且他的电流和电压强度比单个橘子的电压和电流强度要强

探究三,对苹果进行了实验。

进行实验:

找一些铜片和铝片,再剪一些比铜片和铝片大一些的纸片在醋里浸一下。在一个铝片的上面放一个纸片,在纸片上放个铜片,一个简易的化学电池就做好了,铜片是正极,铝片是负极,浸湿的纸片就是电解质。不过,这样的一个“电池”产生的电实在太微弱了,只能用灵敏的电表测到。如果把许多这样的“小电池”垒起来,让一个“电池”的铝片放在另一个“电池”的铜片上(这时铝片和铜片之间不要放纸片),这时产生的电流就强了一些,几个“电池”垒起来就能点亮一个发光二极管(一种通过很小电流就能发光的半导体元件)。如果很多这样的电池垒起来,电流就会很强了。也可以把铜片和铝片插进一些蔬菜水果里,如插在苹果里,这样就可以做成一个有趣的“水果电池”。

苹果中含有大量的水果酸,是一种很好的电解质。如果在水果中插入两个电极,就会象化学电池一样能产生出电流。影响水果产生电流大小的因素很多,有水果自身的原因(如水果的种类、水果的大小和成熟程度),还有外界的原因,如插入水果的两个电极的大小、两电极间距和插入的深度等因素。在研究多种变量的探究中,关键是要控制好变量,即在探究某个变量产生的电流的影响时,其它的各种变量保持不变,并在对照中发现该变量的影响效果。我们制造水果“电源”,这款电源,主要原料是苹果,大约有150多个。

由于苹果本身带有含磷的酸性物质,通过与铜丝和采用镀锌的钉子连接便可产生化学反应,在把镀锌的钉子插入苹果后,用铜丝再把每个苹果连接起来便可产生微弱的电量,理论上,任何带有酸性物质的苹果都可通过此方法提供电力。

考虑到需要足够的电力才能让带动音响进行工作,我们总共使用了500磅苹果,每个苹果可产生大约0.5伏特、0.2毫安的电量。通过并联,500磅重的马铃薯一共产生了5伏特、4毫安的电力。

把这些苹果放入卡车之后,该“苹果电源”成功地对收音机进行音乐播放提供了电源,音箱里发出了悦耳的声音。当然,这些用过的苹果不能食用。电池很快就腐烂。

又经过其他实验我们得出,其他的瓜果也能导电,所以我们得出以下表格:

在这次试验中,我们还明白了,不同的电极对水果的导电性也不同但大多都是活泼金属,如钾、钠、钙、镁、铝、锡、铁、锌、铅等,他们的金属活动性是依次增强的。

实验总结,通过这次试验,我们充分的感受到了集体团结的重要性,我们大家在这次活动中互帮互助,分工明确,通过大家一起的努力,终于,这次研究性实验我们很成功的完成了,我们也都明白了关于水果电池的原理,以及对于他我们所不懂得方面也得到了充分的验证,也提高了我们的动手能力和思考能力,我希望下次还能有这样的机会,培养我们的动手能力,是我们的生活更加丰富。

第三篇:原电池教案

[导入新课]

故事:在伦敦的上流社会,有一位贵族夫人格林太太,她有一口整齐洁白的牙齿。但其中镶有两颗假牙:一颗是黄金的-这是格林太太富有的象征;另一颗是不锈钢的—这是一次车祸留下的痕迹。

令人百思不解的是:打从车祸以后,格林太太经常头疼,夜间失眠,心情烦躁……尽管一些国际上知名的专家教授绞尽脑汁但格林太太的病症未能有丝毫的减轻,而且日趋严重……她的病真的就没治了吗?

后来是一位化学家解除了她的痛苦。 药方:换掉一颗假牙。

病因:口腔内产生了微弱的电流,刺激神经,导致人体生理系统紊乱,引发一系列病症。

大家可能会产生疑问:格林太太的口中怎么会有电流产生呢?下面我们通过以下的类比实验进行进一步的探究来揭穿其中的奥妙。 [演示实验]

1.内容:把锌片和铜片平行地浸入盛有稀硫酸溶液的烧杯中。 现象:锌片表面有氢气泡生成

铜片表面无气泡生成

解释:锌排在氢前能置换出氢气

铜排在氢后不能置换出氢气

2.内容:把锌片和铜片用导线连接起来再平行地浸入盛有稀硫酸溶液的烧杯中。 大家观察到一个很奇怪的现象:锌片表面无气泡生成,

铜片表面有气泡生成

3.内容:在锌片与铜片连接的导线中间接入一个电流计,再把锌片与铜片平行地浸入盛有稀硫酸的烧杯中。

现象:电流计指针偏转

疑问:2实验中铜片表面为什么有气泡生成?3实验中电流计指针为什么偏转? 分析:Zn、Cu用导线连接一同浸入稀硫酸时,Zn比Cu活泼,易失去电子,电子从Zn片流出通过导线流向Cu片,电子定向移动形成电流,故电流计指针有偏转;

溶液中的H+ 从Cu片获得电子,2H+ +2e-=H2,生成氢气,故Cu片表面有气泡生成。从能量变化的角度分析这套装置:我们知道,物质发生反应时,常伴有化学能与热能、光能等的相互转化, 比如镁带燃烧发光、放热是化学能转化为光能和热能。那么,我们做的这个实验是化学能转变为哪种能量形式呢?

这是以Zn和稀H2SO4反应为基础,将此反应的化学能转变为电能的装置。

我们把这种将化学能转变为电能的装置称为原电池。

1、原电池定义:将化学能转化为电能的装置。

这一现象早在1799年被意大利的物理学家伏打捕捉到并加以研究,发明了世界上第一个电池——伏打电池,即原电池

过度:回顾刚才所做实验,我们就是因为组合成了一个原电池才使得电流计指针有偏转,下

面我们以此原电池为例进一步分析原电池内部结构,得出其供电原理

2、原电池原理: 先进行理论分析: 外电路(导线上):锌片上Zn失去电子,电子通过导线流向Cu片,电子定向移动形成电 流

内电路(溶液内):由电性作用,溶液中带正电荷的离子H+、Zn2+ 移向Cu片;带负电荷离子移向Zn片,溶液中带电离子定向移动形成电流

内外电路形成闭合回路,电路中有电流通过便可向外供电。

此原电池所涉及到的反应是:

锌片:Zn-2e- = Zn2+

(氧化反应)

铜片:2H+ +2e- = H2 (还原反应)

我们把锌片和铜片称为此原电池的两个电极

此原电池以Zn和稀硫酸反应为基础,将氧化反应和还原反应分别设置在两个电极上进行,从而产生了电流,实现了Zn和稀硫酸反应的化学能向电能的转化。

由此我们得出了原电池的原理:

原电池以氧化还原反应为基础,将氧化反应和还原反应分别设置在两个电极上进行,从而产生电流,实现化学能转变为电能。以上是理论分析,下面再用动画演示其变化过程,加深对原电池原理的理解。

过渡:我们可以通过原电池的两个电极上发生的反应来理解原电池的原理,人们把原电池的两个电极分别叫做正极和负极,在电极上进行的反应称为电极反应,下面我们讨论原电池的电极和电极反应

3、原电池的电极和电极反应

规定:原电池中电子流出的一极为负极,电子流入的一极为正极 负极:电子流出的一极,(在此电极上物质失电子)发生氧化反应 正极:电子流入的一极,(在此电极上物质得电子)发生还原反应

以Zn、Cu-稀H2SO4原电池为例表示出此原电池的电极反应和电池总反应 (由学生根据正负极的规定判断出此原电池的正负极) 负极:Zn-2e- = Zn2+ 正极:2H++2e-=H2

将负极反应和正极反应相加,并消去电子就得到电池总反应:Zn+2H+= Zn2++ H2

过渡:在书写电极反应时有一点需要特别注意,那就是准确判断出原电池的正负极,下面讨论原电池正负极的判断方法(1) 活泼金属作负极(由电极的活泼性判断) (2) 电子流出的一极为负极(由电子的流向判断) (3) 发生氧化反应的一极为负极(由发生反应的类型判断)过渡:由以上我们知道了原电池的组成中需要有正负两个电极,那么它的构成还需要哪些条件?下面我们讨论构成原电池的条件

4、构成原电池的条件:

讨论以下装置是否能构成原电池:图略 【通过讨论】构成原电池的条件总结为: (1)有活泼性不同的两个电极。

① 两种活泼性不同的金属

② 一种金属与一种能导电的非金属。

(2)两个电极(直接或间接)连接在一起,并插入电解质溶液中,形成闭和回路 (3)能自发地进行氧化还原反应

注意:三个基本条件相互联系,不能孤立、片面的看待某一个条件,核心是氧化还原反应。 根据以上我们总结出的构成原电池的条件判断下面一个装置是否能形成原电池,若能形成写出电极反应和电池总反应

提问:格林太太口中的电流究竟是怎么产生的?

格林太太口中两颗不同金属的假牙与口腔唾液中电解质形成了原电池,虽然产生的电流很微弱,但长时间刺激神经,导致人体生理系统紊乱,引发一系列病症。所以,格林太太应该将两颗假牙换成同一种材料。 过渡:我们说学以致用,下面请你根据所学的知识来设计一组趣味实验: 实验目的:使已取出电池的音乐卡发出响声

实验器材:连有导线的锌片、铜片,西红柿,已取出电池的音乐卡 实验方法:由同学们自己设计(提问)

设计思路:锌片、铜片可以和西红柿内的酸液形成原电池,向外供电进而带动音乐卡,

使其发出响声。

下面我按照大家的设计方案做一下这个实验看能否成功。由于一个西红柿电池的电流可能会很微弱,所以我串联了3个西红柿,相当于3节电池。

由实验结果,证明大家的设计思路是正确的。这就是人们常说的水果电池。

小结:以上是本节课主要内容,学完本节课要求大家熟练掌握原电池原理,会应用原电池原理及其构成条件设计简单的原电池

第四篇:高二化学教案 原电池教案

以学生为中心,以科学探究为主线,采用动手实验启发探索动手实验分析归纳巩固练习的教学方法,注重知识的产生和发展过成,引导学生从身边走进化学,从化学走向社会。

【教学目标】

1.掌握原电池的构成条件,理解原电池的工作原理,能正确判断原电池的正负极,正确书写电极反应式、电池反应式,能根据氧化还原原理设计简单的原电池。

2.通过实验探究学习,体验科学探究的方法,学会分析和设计典型的原电池,提高实验设计、搜索信息、分析现象、发现本质和总结规律的能力。

3.在自主探究、合作交流中感受学习快乐和成功喜悦,增强学习的反思和自我评价能力,激发科学探索兴趣,培养科学态度和创新精神,强化环境保护意识以及事物间普遍联系、辨证统一的哲学观念。

【教学重点】

原电池的构成条件

【教学难点】

原电池原理的理解;电极反应式的书写

【教学手段】多媒体教学,学生实验与演示实验相结合

【教学方法】实验探究教学法

【课前准备】将学生分成几个实验小组,准备原电池实验仪器及用品。实验用品有:金属丝、电流表、金属片、水果。先将各组水果处理:A组:未成熟的橘子(瓣膜较厚),B组:成熟的橘子(将瓣膜、液泡搅碎),C组:准备两种相同金属片,D组:准备两种不同金属片。

【教学过程】

[师]:课前我们先作个有趣的实验。请大家根据实验台上的仪器和药品组装:将金属片用导线连接后插入水果中,将电流表串联入线路中,观察会有什么现象发生?

(教师巡视各组实验情况)。

[师]:请大家总结:有什么现象发生?

[生]:总结:出现两种结果:

①电流表指针偏转 ②电流表指针不发生偏转

[师]:电流表指针偏转说明什么?为什么会发生偏转?

[生]:说明有电流产生。

[师]:这个装置就叫做原电池。这节课我们共同研究原电池。请大家列举日常使用的原电池都有哪些?

[展示干电池]:我们日常使用的电池有下面几种,大家请看:

[播放幻灯片]:

化学电池按工作性质可分为:一次电池(原电池);二次电池(可充电电池)铅酸蓄电池。其中:一次电池可分为:糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为:镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。铅酸蓄电池可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。

原电池的构成:任何一种电池由四个基本部件组成,四个主要部件是:两个不同材料的电极、电解质、隔膜和外壳。

【评注】提出问题,从身边走近化学,唤起学生学习兴趣。

[播放课件]《伏特电池》的发明:

说起原电池的发明,有一段有趣的故事。1786年,着名的意大利医师、生物学家伽伐尼,偶然发现挂在窗前铁栅栏的铜钩上的青蛙腿肌肉,每当碰到铁栅栏就猛烈地收缩一次。这偶然的现象并没有被伽伐尼放过,经不懈的探索和思考,第一个提出了动物电的见解。他认为:青蛙神经和肌肉是两种不同的组织,带有相反电荷,所以两者存在着电位差,一旦用导电材料将两者接通,就有电流通过,铁栅栏和铜钩在此接通了电路,于是有电流产生,由于有动物电流的刺激,蛙腿肌肉发生收缩。

动物电的发现引起了意大利物理学家伏打的极大兴趣,他在多次重复伽伐尼的动物电实验时,发现实验成败的关键在于其中的两种金属――铁和铜,若把钩着蛙腿的铜钩换成铁钩,肌肉就不会收缩。他认为动物电的实质是金属属性不同造成的,不同金属带有不同的电量,它们之间必然存在电位差,若有导线在中间连接,就会产生电流,蛙腿的收缩正是这种原因产生的电流刺激的结果。

伏打经过反复实验,深入钻研,1799年第一个人造电源--伏打电池(伏打曾叫它伽伐尼电池)问世。

[师]:这种可以把化学能转化成电能的装置叫原电池。那么他们是如何构成的呢?下面我们一起来研究原电池的原理。

[板书]:

一、原电池

1.原电池的形成条件:

[师]:请同学们根据自己的设想和实验室提供的仪器、药品,自己选择,试一试,看谁的电流表指针会发生偏转?看谁的音乐盒会响起。

实验仪器、药品:锌板、铜板、铁板、石墨、稀硫酸、硫酸铜溶液、食盐水、白糖水、酒精、硝酸银溶液、导线、烧杯、电流计、音乐盒。

各组学生积极探讨、拟实验方案。由学生的实验方案大致可分为下列四种情况:

第一组:电极用同一种材料并连接,A:溶液用盐酸;B:溶液用酒精。

第二组:电极材料用不同种导电物质并连接,A:溶液用盐酸;B溶液用白糖水。

第三组:电极用不同金属不连接,A:溶液用硝酸银;B:溶液用酒精。

第四组:电极一极插入溶液中,另一极放置在烧杯外。

[要求]:

学生在实验过程中观察并记录实验现象,记录电流计的指针偏转情况、两极现象、,看看音乐盒能否发出美妙的音乐。

各组汇报实验情况:

第一组中A、B均无现象。

第二组中A有电流产生,B无电流产生。

第三组中A、B均无现象。

第四组中无电流产生。

[师]:由上述实验请大家总结,原电池的形成条件是什么?

[生]:讨论、总结:

[板书]:①两个活泼性不同的金属(或导电的非金属)做电极

②电解质溶液

③电极相接触或连接 ④对应自发进行的氧化还原反应(有较强电流产生)

[师]:现在请大家重新分析课前用水果制作的原电池,为什么有的组有电流产生,而有的组没有电流产生?找出症结所在。

【评注】:强调内在条件,有利于学生把握实质、前后呼应,注重知识的产生过程。

[设问]:原电池的化学原理是什么?

[播放课件]铜--锌--稀硫酸原电池的工作原理

[师]:在上面实验探究中,我们看到,可产生电流的装置中电极究竟发生了什么变化?原电池是怎样实现化学能向电能转变的?请大家以上面研究的铜--锌--稀硫酸原电池为例研讨分析。

[生]:总结:

Cu片上发生反应:2H++2e-=H2 Zn片上发生反应:Zn-2e-=Zn2+

氧化还原反应是发生在两极。

电子从Zn片流向Cu片,应该有电流产生。

[板书]:较活泼金属锌做负极:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应)

较不活泼金属铜做正极:2H++2e-=H2 (还原反应)

电池总反应式: Zn+2H+=Zn2++H2

电子流动方向:锌导线铜

电流方向:铜导线锌

正极发生还原反应,负极发生氧化反应。

[师]:总结:原电池就是这样一种装置,它把一个氧化还原反应分拆成两半,使之在两个电极上进行,从而在导线中产生了电流,实现了化学能向电能的转变。 [探究]:根据反应2Fe3++Zn=Zn2++2Fe2+设计一个原电池,画出装置图,指出电极材料、名称,写出电极反应式。

[练习]:投影:

习题(略)

[课后思维拓展]

1.解释:为什么干电池使用一段时间后会没电?以铜--锌--稀硫酸原电池原理为例加以说明。

2.使用后的电池是否可以随地丢弃?为什么?应如何处理?

3.为什么手机电池充电后还可以继续使用?

4.课外阅读《电池的发展与研究》

【评注】:这是一堂省级优质课的课堂实录。本节课用实验探究法探索原电池的原理及形成条件,注重知识的产生和发展过程,引导学生从身边走进化学,从化学走进社会。在教师的引导下,学生全程都能积极参与教学,课堂气氛活跃,学生学习积极性很高。教学效果好,受到专家好评

第五篇:高二化学原电池教案

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m第四章电化学基础

第一节原电池

一、探究目标

体验化学能与电能相互转化的探究过程

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

【引入】

电能是现代社会中应用最广泛,使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。例如,日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么,电池是怎样把化学能转变为电能的呢?我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。

【板书】§4.1原电池

一、原电池实验探究

讲:铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质,利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点!

【实验探究】

、锌片插入稀硫酸

2、铜片插入稀硫酸

3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸

【问题探究】

、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生?

2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中,现象又怎样?为什么?

3、锌片的质量有无变化?溶液中c如何变化?

4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写?

5、电子流动的方向如何?

讲:我们发现检流计指针偏转,说明产生了电流,这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁,这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。

【板书】(1)原电池概念:学能转化为电能的装置叫做原电池。

问:在原电池装置中只能发生怎样的化学变化?

学生:

Zn+2H+=Zn2++H2↑

讲:为什么会产生电流呢?

答: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:

负极(Zn):Zn-2e=Zn2+

(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

总反应是:Zn+2H+=Zn2++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

、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

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?

请将氧化还原反应Zn+cu2+=cu+Zn2+设计成电池:

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6500c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+2co32--4e-=4co2

正极反应式为:2co2+o2+4e-=2co32-

电池总反应式:2co+o2=2co2

四、原电池中的几个判断

.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

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