原电池模板(原电池学案)

时间:2022-09-11 10:40:26 教案
课前准备:学生课桌上放有盛稀硫酸的玻璃缸、电流汁、锌片、铜片、导线。(两人一组)][上课]师:工农业生产、国防、科研、日常生产中,常常使用哪些电池?××同学。[...更多锌片文档范例,欢迎关注我们网站的教案专题。

原电池模板(原电池学案)

原电池

课前准备:学生课桌上放有盛稀硫酸的玻璃缸、电流汁、锌片、铜片、导线。(两人一组)]

[上课]

师:工农业生产、国防、科研、日常生产中,常常使用哪些电池?××同学。[指定学生]

生(1):蓄电池、干电池、温差电池、氧化银电池、高能电池等。

师:××同学[指生(1)]参加区里少年科技站活动,因此他解得很多,讲得很好。

化学电池一般都是根据原电池原理制成的。为了更好地使用各种电池,并创造出更多更好的新电池,必须学习最简单的电池,也就是学习原电池的构造和它的工作原时。[板书:一、原电池]化学反应时常伴随着光、热这样一些现象。化学反应是否有电流效应呢?如果有的话,电流又是怎样产生的呢?我们一起做一个实验,请大家把书翻到154页(实验5-3)。大家都经过预习,具体操作不必多讲,做实验时请观察三个现象,并认真思考产生这些现象的原因,也可适当地展开一些讨论。第一,锌片、铜片平行插入盛有衡硫酸的玻璃缸里,仔细观察锌片上有没有气体?其次,拿导线把锌片、铜片连接起来,再看一看铜片有没有气体产生?锌片上现象有无变化?最后我们把锌片、铜片连接一个电流计、看看电流计的指针有没有偏转?实验结束以后,锌片和铜片用自来水冲洗冲洗,放在塑料烧杯里。盛衡硫酸的玻璃缸仍放在桌子上。下面大家开始做实验。[教师在黑板上画上原有电池示意图(图1)]

[学生边实验边开展讨论;教师边巡视边进行个别指导。]

注意!连接电流计时,铜片上的导线接在电流计刻有正0.6处,锌片上的导钱接在电池计刻有负的地方。[稍待片刻]好,全部结束,请大家迅速把锌片、铜片用水冲洗一下,放在塑料烧杯里,玻璃缸、电流计、烧杯都放在桌子的正上方。

现在我们请同学汇报一下,在实验时看到一些什么现象?××同学。[指定学生]

生(2):看到锌片上面有气泡,用导线连接起来,铜片上有气泡。

师:连接导线前后,锌片和铜片的现象各有什么不同?

生(2):连接导线前,锌片上有气泡,铜片上无气泡;连接导线后,锌片上气泡减少,铜片上出现比较多的气泡。

师:然后在导线中连接电流计,又看到什么现象?

生(2):电流计的指针有一些偏转。

师:锌片、铜片插入稀硫酸中,锌片有气泡产生,铜片上没有气泡产生,这是属于什么原因?×××同学,[指定学生]你讲讲看。

生(3):锌的活动性大,所以有气泡;铜的活动性小,所以没有气泡产生。

师:大家想想,这样回答完整吗?×××同学。[指定学生]

生(4):在金属活动性顺序表中,锌排在氢的前面,容易失去电子,能置换酸中的氢。

师:铜呢?

生(4):铜排氢的后面,不能置换酸中的氢。

师:在金属活动顺序表中,锌排氢的前面,锌的化学性质比氢活泼,锌原子易失电子给硫酸溶液中的氢离子。锌不断溶解,锌原子变成锌离子,氢离子得到电子变成氢离子。两上氢原子结合成氢分子,锌片上有气体即氢气逸出。[板书]现在再考虑:为什么锌片、铜片连接了导线以后,如果锌片很纯的话,锌片上的气泡很少。几乎没有,而铜片上的气泡却很多,什么道理?××同学。[指定学生]

生(5):锌被氧化成锌离子进入溶液,溶液中的氢离子从铜片获得电子,被还原成氢原子。

师:同学们能回家预习,很好。但回答问题要针对题意,经过思考后用自己的语言来回答。大家看到铜片上气泡很多,锌片上气泡少了,这是属于什么道理呢?××。[指定学生]

生(6):锌原子失电子变成锌离子,电子通过导线流向铜片上,氢离子在铜片上得电子,变成氢原子再组成氢分子。铜片上有很多氢气泡。

[评述:在这类探索性实验中,操作并不困难,重要的是观察现象要细微,否则无收获。在观察到现象后,分析电子的流动和转移的路线是重要的课题。一定要让学生得到如下结论:锌片与稀硫酸接解反应时,电子是在锌和氢离子之间直接转换;而在锌片用导线与插在稀硫酸时的铜片接连时,电子是由锌片通过导线到达铜片后,在铜片上向氢离子转移。在学生的回答中,有一句话最重要:“锌原子失去的电子通过导线流到铜片上”,要特别强调。在电子通路得到控制后,原电池的使用才成为可能。]

师:锌是比较活动的金属,锌片的锌原子失电子变成锌离子,溶解在溶液里。锌原子失去电子通过导线流到铜片上,而溶液中的氢离子从铜片上得到电子变成氢原子,二年氢原子组成了氢分子。因此,在铜片上就有气体出发。大家也其实可以考虑一下:锌原子失电子变成二价锌离子,氢离子得电子变成氢原子都是一些什么反应呀?×××同学。[指定学生]

生(7):锌原子失电子发生氧化反应,氢离子得电子发生还原反应。

师:锌原子失去电子变二价锌离子的反应为氧化反应;氢离子得电子变氢原反应是还原反应。在导线中连接了电流计,大家都看到电流计的指针有偏转的。说明导线里有电流通过,考虑一下上述实验装置,怎么会产生电流的?电子流动的方向,又是怎样的呢?请同学们讨论。

生(8):电流的产生是由于电子从锌片流向铜片。

师:有谁补充?××[指定学生]

生(9):因为锌片上电子多,锌片、铜片之间有电势差

师:产生电流的根本原因是属于什么?

[评述:产生电流的根本原因,在化学里是无法弄明白的。学生回答的产生电势差的事实,也是根本原因之一,如果学生在高中电学里已学过这个原理,教师可提醒一下。如果学生的尚未学到,则化学教师其实可以轻轻带过,待学生到物理学习中再深究。这里,也许只需突出氧化-还原反应的自动变化。]

生(10):锌片上锌原子发生氧化反应,铜片上的氢离子得电子发生还原反应,使导线中的电子从锌片流向铜片。

师:锌片、铜片上发生了氧化-还原反应,使电子从锌片不断地流向铜片而形成电流,这是上述装置产生电流的根本原因。锌比铜活动,容易失去电子,锌片上的电子比铜片多,锌片与铜片间有电势差,电子从锌片流向铜片。我们再看看上面的实验装置有什么特点?请大家翻开书,第155页,第四行:“把化学能转变为电能的装置叫原电池。”我们刚才做实验的装置就是原, 锌、铜、衡硫酸组成的一个锌铜原电池。现在大家其实可以搞清楚了,什么是原电池。

原电池中电子流出的这一极称为负极;原电池电子流入的这一极称为正级。锌、铜原电池中锌和铜各是属于什么极?

生(集体):锌片是负极;铜片是正极。

师:锌、铜原电池中,锌片是电子流出的称为负极,铜片是电子流入的称为正极。负极锌片,正极铜片,各发生什么反应?

生(集体):负极锌片上发生氧化反应;正极铜片上的H+发生还原反应。

师:负极锌片,电极锌本身被氧化正极铜片,H+在电极铜上被还原。锌铜原电池中的电子,从负极锌片流向正极铜片。

为了更好地学习原电池的工作原理,我们其实可以用电极方程式,表示原电池两电极上所发生的反应。电极方程怎样写法呢?写电极方程式时,[指黑板上所写的电极方程式应写清楚正极、负极;在电极后面括一个括号,写电极材料名称;然后再书写原子(分子)或离子的符号,以及得失电子的数目;最后配平并在反应物、生成物的符号间写等号。]

[评述:电极方程式的书写一定要规范,这有利于巩固对电极反应的氧化还原本质的理解。]

[教师将放有的盛稀硫酸的玻璃缸,硫酸铜溶液的玻璃缸,酒精溶液的玻璃缸,锌片、铜片、银片、石墨棒以及导线的示教盘和大型电流计摆在讲台上。]

师:下面我再来做几个实验,请大家仔细观察。这是锌片、石墨棒,在玻璃缸里的是稀硫酸[出示实物],现在如果我把锌片和石墨棒放在稀硫酸里,锌片上有气泡吗?

生:有气泡。

师:石墨棒上有气泡吗?

生:没有。

师:现在我用一根导线,把锌片和石墨棒连接起来。[教师演示]请×××同学[指定学生]代表大家来看一下,并向大家汇报看到的现象。

生(11):锌片上气泡减少,石墨棒上有气泡产生。

师:把电流计连接在锌片和石墨棒中间[教师演示],大家看看讲台上电流计指针,电流计指针发生偏转。

下面我们做第二个实验。这里有两块锌片,玻璃缸里是稀硫酸[出示实物]把两块锌片插入稀硫酸里[教师演示],两块锌片有什么现象?

生:都有气泡。

师:如果在两块锌片间,连接一电流计[教师演示],大家看看,电流计的指针是否有偏转?

生:没有偏转。

师:两块锌片插入稀硫酸连接电流计,两块锌片都有气泡产生,电流计指针不发生偏转。

下面我们做第三个实验。这是一块锌片,这是一块银片,玻璃缸是硫酸铜溶液[出示实物],把锌片、银片插入硫酸铜溶液中,放置片刻后,取出银片[教师演示],大家看看,银片上有什么现象?

生(部分):变暗了;(部分):有暗红色。

师:如果在锌片、银片中,连接一个电流计[教师演示],大家看看,电流计的指针是否有偏转?

生:有偏转。

师:锌片、银片插入硫酸铜溶液,连接电流计,锌不断溶解,银片有暗红色物色析出,电流计指针发生偏转。

最后一个实验,也就是第四个实验。这是一块锌片、一块铜片,玻璃缸里是酒精溶液[出示实物]。

现在我们把锌片和铜片插入酒精溶液[教师演示],大家仔细观察,有什么现象?

生:没现象。

师:锌片、铜片插入酒精溶液,锌片、铜片都没有现象。如果用导线把锌片、铜片连接起来,锌片、铜片上仍然没有现象。现在我在锌片、铜片间, 连接一个电流计[教师演示],大家看看,电流计指针是否有偏转?

生:没有偏转。

师:锌片、铜片插入酒精溶液,连接电流计,锌片、铜片上没有现象,电流计指针不发生偏转。

现在请大家考虑:这四个实验中,哪几个既发生化学反应,又能产生电流?请×××同学回答。

生(12):第一和第三。

师:第一和第三个实验。既发生化学反应,又能产生电流,这些装置是原电池;第二个实验发生化学反应,但无电流产生;第四个实验既不发生化学反应,也没有电流产生,这些装置都不是原电池。

现在请大家考虑:原电池由哪几部分构成?每部分用什么材料?材料有什么要求?也就是说,请臧克家总结归纳一下,构成原电池要哪些条件?请×××同学讲讲看。

[评述:在了解原电池作用的 ,分析原电池的构造。而且,教师对构造的教学是通过四个实验,让学生自己去观察、比较,然后独立归纳出构成原电池的条件。这是教师在能力培养的要求下,作出的别具匠心的安排。学生在通过这一过程的教学后,不仅获得了知识,也提高了学习能力。]

生(13):第一是有两种金属;第二是有电解质;第三有要导线。

师:是否一定是两种金属?

生(13):也其实可以金属和非金属。

师:如果是两种金属,要求两种怎样的金属?

生(13):一种金属在金属活动顺序中排氢前面;一种排在氢的后面。

师:原电池可由两种活泼不同的金属作电极,一种金属比较活泼,一种金属比较不活泼,这是相对比较来说的。两种金属不一定要一种排在金属活动顺序表氢前,一种排在氢后面。如两种金属都排在金属活动顺序表氢后面,只要活动性不同也就其实可以。当然也其实可以由一种金属和一种非金属作电极,非金属主要是指石墨。如Zn-C是一种金属和一种非金属作电极;Zn-Ag是一种活泼的金属与一种较不活泼的金属作电极。两电极必须插入电解质溶液。注意!一定要溶液,电解质溶液存在自由移动的离子,阳离子参加电极反应,如稀硫酸溶液中有自由移动的氢离子,H+参加电极反应;硫酸铜溶液中有自由移动的铜离子,Cu2+参加电极反应。[稍停]

现在总结一下,归纳一下:“构成原电池的条件”,请记录:[学生记录]第一,必须有活动性不同的两种金属,或金属和非金属作电极;第二,两电极直接插入电解质溶液;第三,正常工作的原电池两电极,必须用导线连接起来。实验一、三的装置是原电池,它们完全符合构成原电池的三个条件。实验二、四的装置不是原电池。实验二,两块锌片是同种金属,不符合必须要有活动性不同的两种金属作电极的条件;实验四的酒精溶液是非电解持溶解,不符合两电极必须插入电解质溶液的条件。

下面请大家再进一步研究一下:(1)Zn、C、稀H2SO4,(2)Zn、Ag、CuSO4溶液--这两个原电池的工作原理。锌片、石墨棒插入稀硫酸,用导线连接后,石墨棒上产生什么气体?怎样会产生的?锌片上发生了什么变化?怎样会发生的?××同学。[指定学生]

[评述:这里重复地研究原电池的工作原理,教学要求与前面是不同的。上课开始阶段的研究,属于识记水平,只让学生识记一下,获得初步理解;现在研究原电池工作原理,则要求学生从简单应用,达到直接应用的学习水平。教师其实可以在观察学生应用的现场,了解学生是否已经真懂,而且其实可以对学生难免出现的一些错误,及时作出纠正。例如,在电解质为硫酸铜溶液时,正极上究竟是属于什么物质发生了还原反应,这是原理的应用。课堂上的条件很好,有实验其实可以观察,也有条件作理论分析,纠正学生错误是并不困难的。在这里,任课教师安排教学时,考虑得到周到,要求学生会操作,会口述和会正确书写电极反应式,这类教学是很细腻的。]

生(14):石墨棒上有氢气产生,硫酸溶液中的氢离子,在石墨棒得到电子变成氢原子,两个氢原子进一步变成氢分子。

师:这是属于什么反应?

生(14):还原反应。

师:锌片上发生什么变化呢?

生(14):锌不断溶解。

师:锌片上的锌原子失去电子变为锌离子,进入溶液。这是属于什么反应?

生(14):氧化反应。

师:锌、碳原电池中,哪个电极为正极?哪个电极为负极?×××同学。[指定学生]

生(15):锌片是负极,锌片上有电子流出;石墨棒是正极,电子流入石墨棒。

师:锌片、银片插入硫酸铜溶液,用导线连接后,银片上生成暗红色物质是属于什么?怎样会产生的?锌片上发生了什么变化?怎样会发生的?×××同学。[指定学生]

生(16):银片上有铜产生,硫酸铜溶液中的铜离子,从银片上得到电了,变成铜原子,铜附在银片上。锌不断溶解,锌片上锌原子失电子变锌离子,进入溶解。

师:负极锌片上锌原子失电子变成锌离子,是属于什么反应?

生(集体):氧化反应。

师:正极银片上铜离子得到电子,变成铜原子,是属于什么反应?

生(集体):还原反应。

师:下面请大家在纸上做练习。

在图上标明正负极和电子转移方向,写出电极方程式。

师:我们分析一下,看看做得对不对。锌是负极,银是正极,电子从负极锌片流向正极银片,对吗?

生(集体):对。

师:负极锌片,锌原子失电子成锌离子,正极银片上氢离子得电子变成氧原子,结合成氢分子。对吗?

生(集体):不对。 [议论纷纷]

师:不对在什么地方?×××同学。[指定学生]

生(18):正极银片上,铜离子得电子变成铜原子。

师:实验证明,正极银片上有铜生成,从理论上来看,为什么是铜而不是氢气呢?硫酸铜溶液中有较多的铜离子和极少量的氢离子,在金属活动顺序表中,铜排在氢后面,氢原子比铜原子容易失电子,而铜离子比氢离子容易得出电子,因此,应该铜离子得电子生成铜原子。[板书]

现在我们来总结一下原电池的化学原理。大家一起看书,第155页第五行:“原电池电子流出的一极是负极(如锌片),电极被氧化”。Zn、Cu原电池,负极是锌片,而一般原电池负极是相对活泼的金属,相对活泼的金属的原子,容易失去电子,电子流出,电极本身被氧化。在书上锌片边上可写上:“相对活泼的金属”。再往下看:“电子流入的一极是正极H+在电极上被还原。”Zn、Cu原电池,正极是铜片,H+在正极上被还原,而一般原电池,正极是相对不活泼的`金属或非的石墨,电了通过导线流入正极,电解质溶液中的阳离子,在正及得到电子被还原。大家在书上铜边上写上:“相对不活泼金属或非的石墨”;氢离子边上写:阳离子。

原电池从外电路来看,电子从负极流向正极;从内电路来看,负极金属原子失去电子被氧化,正极阳离子得电子被还原。内电路两极上发生氧化-还原反应,外电路两极电子定向流动,产生电流,化学能转变为电能。

回家认真复习原电池。预习金属的腐蚀和防护。完成书面作业160页第一题和补充题:画原电池的示意图,标出正负极和电子流动方向,写出电极方程式,并注意反应所属类型。做实验并进行思考,准备课堂讨论:161页第二题。今天中午和放学后开放实验室,请大家自己选择时间到实验室做实验。

[下课]

[ 附]板书

1.什么是原电池

2.权成原电池的条件

3.原电池的工作原理

[评述:这是一堂原电池概念的理论课。教学要求明白,教学过程很有层次和节奏,贯彻了由表及里、由易到难的教学原则。而且,本堂课体现了学生是教学中的主体精神,实验是由学生独立进行或观察的,结论是由学生自己得到的。把教学中大多采用的验证性实验,改为探索性实验,把观察实验过程和抽象思维过程结合起来,有利于发展学生的能力。

在教学中,教师的主体任务是向学生提出问题、揭露矛盾、引导思考、组织活动(或实验)、解答疑难和指引进一步学习的途径。教师不能代替学生去学习。用“喂”和“填”的办法进行教学,虽然其实可以使学生学起来轻易一些,但正因为轻易了,就妨碍了学生的钻研精神的培养和自学能力的提高。本堂课的教学基本上避免了“代替学习”的旧模式。同时,也反对了所谓“放手让学生自己去探索”,模糊教学的具体目标的做法,防止走向另一个极端。它保持了教师的主导作用和学生的主体地位的较好的统一。

学生在回答问题时,不可能十全十美,会出现一些曲折。在班级教学中,各个学生的学习能力不可能完全一致,教师要善于利用这些曲折去“借题发挥”,帮助一部分设疑、解难,使这些学生跟上全班水平。在教学中的一些“迂回”,有时对学习水平较高的学生也是需要的,其实可以使他们在“回旋”中培养再现性思维和创造性思维。在这个问题上,如何掌握“火侯”,这是教师的教学的教学艺术。本堂课的教学,在这方面似可更放手一些。

未来的文盲将不是那些不识字的人,而是没有学会怎样学习的人。]


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