資源簡介

化學反應與電能——原電池的工作原理 教學設計
教學目標：
1.通過實驗探究。掌握原電池的工作原理，感受到化學的發展對當代社會的重要意義。
2. 能夠將實驗現象用化學用語規范表達，寫出電極反應式和電池反應方程式并判斷正負極，培養學生的應用能力
教學重難點：
重點：理解原電池的工作原理、反應方程式
難點：原電池的工作原理、能夠書寫電極反應式和電池反應方程式
教學過程：
教學環節 教師活動 設計意圖
引入 【講述】我國主要的發電方式是火力發電。通過化石燃料的燃燒，將化學能轉化為熱能，加熱水使之汽化為水蒸氣推動蒸汽機，將熱能轉變為機械能，進而帶動發電機工作，將機械能轉變為電能。火力發電中能量轉化每一步都有損失，為了提高能量利用率，考慮設計一個能將化學能直接轉化為電能的裝置。作定向移動的帶電荷的離子可以產生電流，帶電荷的離子包括陰、陽離子以及自由電子。 【問】我們之前學過什么反應中有電子的轉移？ 電子是如何轉移的？ 氧化還原反應；還原劑→氧化劑 【問】是不是只要發生氧化還原反應就能產生電流？我們通過實驗來探究。 由生產生活實際引入，設置懸念，引起學生學習興趣。
實驗演示 展示準備的稀硫酸、鋅片、銅片、電流計、導線，提示學生觀察稍后金屬表面的現象，并做好記錄 將Zn插入到稀硫酸當中，觀察現象； Zn片上產生大量氣泡這就驗證了之前所學過的金屬活動性順序鋅在氫之前，因此鋅能與稀硫酸發生反應。 將Cu片插入到稀硫酸中，觀察現象； 無現象 將Zn和Cu不接觸同時插入稀硫酸中，觀察現象； 與它們單獨插入稀硫酸時的現象一致。 將Zn和Cu上端接觸同時插入稀硫酸中，觀察現象； 鋅片和銅片表面都有氣泡產生 通過實驗演示，逐步探究，體現化學學科的科學性和嚴謹性。
現象分析 【問】為什么此時Cu表面也有氣泡產生？產生的是什么氣體？猜想是氫氣。 【問】溶液中存在大量的氫離子，要產生氫氣就有電子的得失，那么氫離子得到的電子是從何而來的？猜想，可能是鋅失去的電子 【問】在物理的學習中我們已經知道電子的定向移動會產生電流，如果鋅失去的電子轉移到了銅片上，那么就會產生電流，檢驗電流應該用什么儀器？ 串聯一個電流表，引導學生觀察電流表指針的偏轉方向，以及銅片和鋅片的現象。 電流表指針偏轉說明有電流產生，也就是說確實有電子的定向移動，而電子又是在導線中運動的，因此鋅失去的電子通過導線轉移到了銅片上。 【講述】這種將化學能直接轉化為電能的裝置就是原電池 根據實驗現象分析產生這樣的實驗現象的原因，引導學生采用假設法和實驗法進行探究，并掌握學科之間知識遷移的能力。
原理解釋 根據這些實驗現象，可以得出原電池工作的原理。在電解質溶液中，活潑性不同的兩種金屬通過導線相聯，會發生電子的轉移，也就是氧化還原反應。 【小結】根據電流表指針偏轉的方向判斷正負極，指針偏向的一方為正極。判斷原電池的電極材料及電極反應、電子流向、電流方向 Zn失去電子變成Zn2+，發生氧化反應，作電池的負極；H+在Cu上得到電子產生H2，發生還原反應，Cu作電池的正極。 【展示】原電池工作原理動畫 【講述】Zn2+使負極帶正電，e-轉移到正極使正極帶負電，根據同種電荷相互排斥異種電荷相互吸引判斷電解質溶液中離子的運動方向。 請學生回憶氧化還原反應的雙線橋，嘗試書寫電極反應方程式及總反應方程式。 【板書】負極：Zn-2e-=Zn2+ 正極：2H++2e-=H2↑ 總：Zn+2H+=Zn2++ H2↑ 引導學生根據實驗現象總結原因，同時歸納出實驗原理。 運用所學內容解決現實問題

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