高二化學第四章第四節(jié)《原電池原理及其應(yīng)用》

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1、 第四節(jié) 原電池原理及其應(yīng)用 教學目的： 1、 使學生理解原電池原理； 常識性介紹日常生活中常用的化學電源和新型化學電池； 2、 使學生了解金屬的電化腐蝕 教學重點：原電池的原理 教學難點：金屬的電化腐蝕 教學方法：實驗探究法 教學用品：鐵絲、銅絲、鋅片、銅片、稀硫酸、導線、燒杯、電流計 教學過程： 第一課時 [引言] 前幾節(jié)我們學習了有關(guān)金屬的知識，了解了鐵和銅的性質(zhì)。鐵是比較活潑的金屬，能溶于稀硫酸，銅是不活潑的金屬，不溶于稀硫酸。如果我們同時將鐵和銅連在一起，同時放到稀硫酸中，會發(fā)生什么現(xiàn)象呢？下面我們做這個實驗。 [提問] 大家看到了什么現(xiàn)象？

2、 [講述] 把鐵線和銅絲的上端連在一起，放入稀硫酸中，在金屬絲中有電子流動，構(gòu)成了一個小電池，我們叫它原電池。下面我們就來研究原電池的原理及其應(yīng)用。 [板書] 第四節(jié) 原電池原理及其應(yīng)用 一、 原電池 [講述] 實驗結(jié)果表明，導線中有電流通過，電流是如何產(chǎn)生的呢？ [學生討論] [板書] 鋅片 Zn—2e-==Zn2+ (氧化反應(yīng)) 銅片 2H++2e-==H2 （還原反應(yīng)） 電子由鋅片經(jīng)導線流向銅片 [講述] 我們知道，物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時，常伴有化學能與熱能、光能等的相互轉(zhuǎn)化。例如，鎂條在空氣中燃燒的化

3、學反應(yīng)，伴有放熱、發(fā)光等現(xiàn)象。這說明化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎凸饽?。那么，我們做的這個實驗是化學能轉(zhuǎn)變?yōu)槟姆N能呢？ [學生回答] [教師總結(jié)] 這種化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫原電池。 [板書] 原電池的定義：化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。 [講述] 這一現(xiàn)象早在1799年被意大利的物理學家伏打撲捉到并加以研究，發(fā)明了世界上第一個原電池---------伏打電池，即原電池。 [引導思考] 原電池的兩極材料如何選擇呢？ [討論]討論完成下表： 電極 電極材料 反應(yīng)類型 電子流動的方向 正極 還原性較強的金屬 氧化反應(yīng) 負極向外電路提供電子 負極 還原性較弱的金屬

4、 還原反應(yīng) 正極從外電路得到電子 [講述] 下面我們再做幾個實驗共同探討一下原電池的組成條件和原理 A A A A Zn C Zn Cu Fe C Zn Cu 稀硫酸 CuSO4溶液 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 A B C D [設(shè)疑] 1、哪種裝置可以組成原電池

5、？ 2、指出正、負極上各發(fā)生什么變化？ 3、電子流動的方向如何？ [學生討論] （A、B、C可以形成原電池） [板書] 1、組成原電池的條件 （1） 有兩種活潑性不同的金屬（或一種是非金屬導體）作電極 （2） 電極材料均要插入電解質(zhì)溶液中 （3） 兩極相連形成閉合電路 2、原電池的原理：較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負極）流向較不活潑的金屬（正極） [設(shè)計實驗] 有鋅片、銅片、橘子、pH試紙、電流計，請同學們推斷一下能否組成原電池，并親手設(shè)計一個原電池。 [展示音樂卡片與蘋果組成的原電池裝置] [練習例題]X、Y、Z都是金屬，把X浸入Z的硝酸鹽溶液

6、中，X 的表面有Z析出，X 與Y 組成原電池時，Y為電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性的順序為（ C ） A、X＞Y＞Z B、X＞Z＞Y C、Y＞X＞Z D、Y＞Z＞X [小結(jié)] 按板書內(nèi)容，歸納本書的內(nèi)容和要點 [作業(yè)] 課本習題一、1、3、4；二、1、2、3 [預習] 1、本節(jié)“二、化學電源”、“三、金屬的電化學腐蝕” 2、回家收集廢干電池并拆開，弄清它的構(gòu)造和原理 第二課時 [提問復習] 組成原電池的條件是什么？下列原電池裝置的正、負極各是什么？分析電極反應(yīng) Fe

7、 Cu Zn Cu (1)稀H2SO4溶液 （2）CuSO4溶液 [引言] 人們應(yīng)用原電池原理，制作了多種電池，如干電池、蓄電池、充電電池、高能電池等，以滿足不同的需要。請同學們說說你所知道的電池的用途。 [板書] 二、化學電源 1、 干電池 2、 鉛蓄電池 [展示] 干電池和鉛電池實物。（由學生和教師分別講述這兩種電池的構(gòu)造和用途） [閱讀] 3、鋰電池 4、新型燃料電池、鋁、空氣燃料電池（由學生自學完成） [講述] 生活經(jīng)驗告訴我們，有些金屬制品在使用一段時間以后，會失去表

8、面的光澤，嚴重的會變得銹跡斑斑影響使用，尤其是鋼鐵制品，在潮濕的空氣里，很容易生銹，暈實際上是一種被叫做金屬腐蝕的現(xiàn)象。下一個問題，我們就要研究一下這個現(xiàn)象。 [板書] 三、金屬的腐蝕 M—ne- ==Mn+ [閱讀] 學生在教師的指導下閱讀教材中相關(guān)內(nèi)容。 閱讀要點：1、什么是金屬的腐蝕？舉例說明。2、金屬的腐蝕的本質(zhì)是什么？3、由于金屬接觸的介質(zhì)不同，一般金屬的腐蝕可分為幾種？各是什么？4、什么是化學腐蝕？舉例說明。5、什么是電化腐蝕？6、在潮濕的空氣中，鋼鐵制品的表面為什么會形成無數(shù)微小的原電池？正、負極各是什么？（學生討論） [講述] 在這些微小的原電池里，做

9、負極的鐵失去電子被氧化，鋼鐵表面的水吸收氧氣得電子生成OH--，這樣鋼鐵制品被慢慢腐蝕。 [板書] 1、化學腐蝕 2、電化學腐蝕 鋼鐵在潮濕空氣里腐蝕 負極：Fe-2e-==Fe2+ 正極：2H2O+O2+4e-==4OH— [小結(jié)] 化學腐蝕和電化學腐蝕的比較 化學腐蝕 電化學腐蝕 條件 金屬與氧化劑直接接觸 不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸 現(xiàn)象 無電流產(chǎn)生 有微弱的電流產(chǎn)生 本質(zhì) 金屬被氧化的過程 較活潑的金屬被氧化的過程 相互關(guān)系 化學

10、腐蝕和電化學腐蝕往往同時發(fā)生 [講述] 金屬被腐蝕后，在外形、色澤以及機械性能等方面都將發(fā)生變化，會使機器設(shè)備、儀器、儀表的精密度度和靈敏度降低，影響使用以至報廢，甚至發(fā)生嚴重事故。據(jù)估計，每年由于腐蝕而直接損失的金屬材料，約占金屬年產(chǎn)量的10%。因此防止金屬腐蝕有很重在的意義。金屬的防護的方法有多種，同學們可以在課下已做充分準備和調(diào)研。 [練習] 1、表面鍍有保護金屬層的鐵片，當鍍層有破損時比普通鐵片更易腐蝕的是（ ） A、 白鐵（鍍鋅鐵） B、馬口鐵（鍍錫鐵） C、鍍鎳鐵 D、鍍銅鐵 2、下圖各容器中盛有海水，鐵在其中被腐蝕時由快慢的順序是（ ） Fe Sn Fe Zn Fe Cu Fe ① ② ③ ④ A、④＞②＞①＞③ B、②＞①＞③＞④ C、④＞②＞③＞① D、③＞②＞④＞① 3、通常在輪船的尾部和船殼和水線以下部分，裝有一定數(shù)量的鋅塊，請解釋原因。 [作業(yè)] 1、課本習題一、2，二、4、5，三、1、2 2、白皮書。 教學后記：