2019-2020年高中化學（大綱版）第二冊 第四章 幾種重要的金屬 第四節(jié)原電池原理及其應用(第一課時).doc

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2019-2020年高中化學（大綱版）第二冊 第四章 幾種重要的金屬 第四節(jié)原電池原理及其應用(第一課時) ●教學目標 1.使學生理解原電池原理。 2.常識性介紹日常生活中常用的化學電源和新型化學電池。 3.使學生了解金屬的電化學腐蝕。 ●教學重點 1.原電池原理。 2.金屬的電化學腐蝕。 ●教學難點 金屬的電化學腐蝕。 ●教學方法 利用演示實驗，啟發(fā)學生的思維。 實驗——思考——討論——總結 ●教具準備 1．鐵、銅、鋅、稀硫酸、電流計、導線、燒杯、試管、橘子、干電池、小燈泡、碳、CuSO4(aq)。 2．投影儀、投影片。 ●課時安排 二課時 ●教學過程 ★第一課時 ［引言］ 我們已經知道，鐵是比較活潑的金屬，能溶于稀硫酸，而銅是不活潑的金屬，不能溶于稀硫酸。下面我們來觀察兩組實驗現象。 ［演示］（實驗4—14）金屬和酸的反應 ［師］我們知道，在燒杯中分別插入一根鐵絲和銅絲后，鐵絲上有氣泡產生，而銅絲上沒有；那是因為H＋在鐵絲上得到了電子而生成H2的緣故?？墒菫槭裁窗谚F絲和銅絲的上端連接在一起時，銅絲上則有氣泡放出，而鐵絲上恰恰沒有了呢？ ［生］H＋在銅絲上得到了電子。 ［師］同學們的推測非常正確。但我們必須清楚，H＋在銅絲上得到的電子不是銅本身失去的，而是從鐵絲上傳過來的，這又是為什么呢？這一節(jié)我們就來揭穿其中的奧妙。 ［板書］第四節(jié) 原電池原理及其應用 一、原電池 ［演示］干電池使小燈泡發(fā)光。 ［問］干電池使小燈泡發(fā)光的過程中，發(fā)生了怎樣的能量轉化？ ［生］化學能轉變成電能。 ［師］現在我們就來研究一下化學能是如何轉變成電能的。 ［演示實驗4—15］（分步演示） ［師］請仔細觀察并說出現象。 ［學生甲］鋅片和銅片平行地插入盛有稀硫酸的燒杯里，可看到鋅片逐漸溶解，且鋅片上有氣泡產生，銅片上沒有氣泡產生。 ［學生乙］若用導線把鋅片和銅片連接起來，銅片上有了氣泡，而鋅片上則沒有氣泡，但鋅仍在溶解。 ［學生丙］在導線中間接入一個電流計，可看到電流計的指針發(fā)生偏轉。 ［師］很好。電流計的指針發(fā)生偏轉，說明導線中有電流通過。那么，電流是如何產生的呢？我們先來思考下面幾個問題。 ［思考題］（用幻燈片投影） 1.鋅片和銅片用導線連接后插入稀硫酸中，銅片上為什么有氣泡產生？ 2.鋅片的質量有無變化？溶液中c(H+)如何變化？ 3.寫出鋅片和銅片上變化的離子方程式。 4.從能量變化的角度分析這是什么裝置？ （分4個小組回答后老師板書并補充） ［一小組代表］溶液中H＋的銅片上得到了電子生成了H2，因而有氣泡產生。 ［二小組代表］鋅片的質量減小，溶液中c(H+)也減小。 ［三小組代表］鋅片上：Zn－2e－====Zn2+ 銅片上：2H＋＋2e－====H2↑ ［四組小組代表］從能量變化的角度分析，這是將化學能轉化為電能的原電池裝置。 [師]以上實驗現象早在1799年就被意大利物理學家伏打捕捉并加以研究于是發(fā)明了世界上第一個原電池——伏打電池。 ［板書］1.原電池：將化學能直接轉變?yōu)殡娔艿难b置。 [師]那么原電池的正、負極如何確定呢？首先同學們想一想常見的干電池哪一極是正極，哪一極是正極。 [生]干電池的鋅筒為負極，有銅帽的碳棒為正極。 [師]對。我們把原電池中輸出電子的一極叫負極，流人電子的一極叫正極。那么，正負兩極各發(fā)生了什么反應?電子流向與電流方向是否一致? [學生回答后教師板書] (氧化反應) (還原反應) [師]由以上分析可以看出，原電池是通過使氧化反應和還原反應分別在兩極進行來實現化學能到電能的轉化的。請同學們寫出剛才用Cu、Zu和稀H2SO4組成的原電池的兩極反應式和電池的總反應方程式。 [學生練習]負極：Zn－2e－====Zn2+ 正極：2H++2e－==== 總反應方程式：Zn+2H+==== Zn2++ H2↑ [師]請同學們討論以下裝置是否為原電池。 [投影] ［引導］通過電流計指針偏轉情況分析以上裝置中哪些可形成原電池，并結合所給裝置圖來分析組成原電池的條件和原理。 [板書2]原電池的構成條件 [學生討論后小結并板書]（1）有活動性不同的兩種金屬（或一種是非金屬導體，如石墨）作電極（較活潑的金屬的負極） （2）要有電解質溶液。 （3）兩電極要相連或接觸，形成閉合回路。 [投影練習]下列裝置能形成原電池的是（ ） 答案：BC [過渡]前面介紹的原電池結構比較簡單．它只能供教學實驗用，時間一長．就不能產生電流了，而且攜帶和使用都很不方便。在日常生活、生產和科學技術等方面應用的是實用電池。 [板書]二、化學電源 [師]實用電池一般應具有的特點是：能產生穩(wěn)定而具有較高電壓的電流；安全、耐用且便于攜帶；能夠適用于特殊用途；便于回收處理。不污染環(huán)境或對環(huán)境產生較小的影響。下面簡單介紹幾種常見電池和新型電池，首先我們來看一下手電筒中的干電池。 [學生活動]將事先準備好的干電池拆開，了解電池的組成和原理。 ［講述］同學們一定要注意，廢干電池中有很多有毒、有害物質，如汞、鎘、鉛、鎳以及酸、堿等，是一種嚴重的污染物，不要隨意丟棄廢電池，也不要把它們混入普通垃圾，一會咱們收集起來，現在我們來分析一下干電池的組成和原理。 [師]通過閱讀課文并結合拆開的干電池，來回答下列問題： 1．干電池的正、負極分別是用什么材料制成的？ 2．電解質溶液是什么？ 3．干電池的工作原理，即正、負極上的電極反應是什么？ [學生回答、教師板書] 1．干電池（鋅一錳干電池） [師]以上我們介紹的是干電池，它廣泛應用于日常生活中。比如手電筒、鐘表、錄音機中都可使用．相對來說較為方便．但不能循環(huán)使用，屬于一次性電源。下面再來學習一種可以循環(huán)使用、電壓穩(wěn)定的化學電源——鉛蓄電池。同樣，同學們通過閱讀課文來思考幾個問題： 1．鉛蓄電池的組成； 2．鉛蓄電池的工作原理。 [學生看書再回答。老師補充后板書]2．鉛蓄電池 [師]鉛蓄電池長期使用會導致電解質溶液硫酸的消耗，因此，要注意在正、負極之間定期補充H2SO4溶液．以保證鉛蓄電池的循環(huán)使用。 隨著科學的發(fā)展．人們已經研制出壽命更長、體積更小的電池，如手機電池、石英表的電池等，其原理都是原電池的原理。我們下節(jié)課再學習幾種新的電池。 [布置作業(yè)]P103一、1.3.4 二、1.2.3 第四節(jié) 原電池原理及其應用 一、原電池 1.原電池: 將化學能直接轉變成電能的裝置。 (氧化反應) (還原反應) 2.原電池的構成條件 (1)有活動性不同的兩種金屬(或一種是非金屬導體，如石墨)作電極(較活潑的金屬為負極)。 (2)要有電解質溶液。 (3)兩極要相連或接觸，形成閉合回路。 二、化學電源 1．干電池（鋅一錳干電池） 2．鉛蓄電池 教學說明 本節(jié)課充分利用實驗，改教為導，變學為思，不僅可以加深學生對原電池原理的理解，而且可以促進學生主動思維，自求理解。從而培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，活躍了課堂氣氛．收到了較好的效果。 參考練習 1．已知空氣一鋅電池的電極反應為： 鋅片：Zn+20H一一2e一======ZnO+H2O 石墨： O2+H2O+2e一=====2OH一 據此判斷，鋅片是 ( ) A．負極，并被氧化 B．負極，并被還原 C．正極，并被氧化 D．正極，并被還原 答案：A 2．如右圖所示的裝置中，B棒逐漸變細。A棒逐漸變粗，則圖中A、B、C的組成是 ( ) A棒 B棒 C溶液 A． Zn Cu H2SO4 B． Cu Fe HCl C． Ag Zn AgNO3 D． Zn Cu CuS04 答案：C 3．將鋅片和銅片用導線連接，置于同一稀H2SO4溶液中，下列各敘述正確的是 ( ) A．正極附近c(SO)逐漸增大 ＆負極附近c(SO)逐漸增大 C．正極、負極附近c(SO)基本不變 D．鋅片、銅片同時有氣泡冒出時,說明鋅片不純 答案：BD 4．某原電池總反應離子方程式為2Fe3++Fe=====3Fe3+，不能實現該反應的原電池是 ( ) A．正極為Cu，負極為Fe，電解質溶液為FeCl3 B．正極為C， 負極為Fe，電解質溶液為Fe(N03)3 C．正極為Fe, 負極為Zn，電解質溶液為Fez(SO4)3 D．正極為Ag，負極為Fe，電解質溶液為CuS04 答案：CD ［結合學生回答板書］ 5．把a、b、c、d四種金屬片浸泡在稀H2SO4中，用導線兩兩相連可以組成各種原電池。若a、b相連肘．a為負極；c、d相連時，c為負極；a、c相連時，c為正極，b、d相連時．b為正極。則這四種金屬的活動性順序為 ( ) A.a＞b＞c＞d B.a＞c＞d＞b C. b＞d＞c＞a D. c＞a＞b＞d 答案：B