[精品]原電池的工作原理淺談

1、原電池的工作原理淺談教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能目標(biāo)了解原電池的工作原理，能寫出其電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。過程與方法目標(biāo)通過進(jìn)行化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的探究活動(dòng)，體驗(yàn)原電池的工作原理，熟練書寫電極反應(yīng) 和電池反應(yīng)方程式。情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)通過化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化關(guān)系的學(xué)習(xí)，使學(xué)生從能量的角度比較深刻地了解化學(xué)科 學(xué)對(duì)人類的貢獻(xiàn)，體會(huì)能量守恒的意義。學(xué)會(huì)利川能源與創(chuàng)造新能源的思路和方法，捉高環(huán) 保意識(shí)和節(jié)能意識(shí)。教學(xué)重點(diǎn)了解原電池的工作原理，能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式。教學(xué)難點(diǎn)原電池的工作原理，從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的木質(zhì)。教學(xué)過程【引入】電能是現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用最廣泛，使用最方便、污染最小

2、的一種二次能源，又稱電力。例如, h常生活小使用的手提電腦、手機(jī)、相機(jī)、攝像機(jī)這一切都依賴于電池的應(yīng)用。那么， 電池是怎樣把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪兀课覀冞@節(jié)課來一起復(fù)習(xí)一下有關(guān)原電池的相關(guān)內(nèi)容。【板書】原電池的工作原理一、原電池實(shí)驗(yàn)探究講：銅片、鋅片、硫酸都是同學(xué)們很熟悉的物質(zhì)，利用這三種物質(zhì)我們?cè)佻F(xiàn)了 1799年意人利 物理學(xué)家-伏打留給我們的歷史閃光點(diǎn)！實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象1、鋅片插入稀硫酸2、銅片插入稀硫酸3、鋅片和銅片上端連接在一起插入稀硫酸【實(shí)驗(yàn)探究】(銅鋅原電池)【問題探究】1、鋅片和銅片分別插入稀硫酸屮有什么現(xiàn)象發(fā)生？2、鋅片和銅片用導(dǎo)線連接后插入稀硫酸中，現(xiàn)彖又怎樣？為什么？3、鋅片的質(zhì)

3、量有無變化？溶液中c(hj如何變化？4、鋅片和銅片上變化的反應(yīng)式怎樣書寫?5、電子流動(dòng)的方向如何？講：我們發(fā)現(xiàn)檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，說明產(chǎn)生了電流，這樣的裝置架起了化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的橋 梁，這就是生活中提供電能的所冇電池的開山鼻祖原電池?！景鍇門(1)原電池概念：學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。問：在原電池裝置中只能發(fā)牛:怎樣的化學(xué)變化？學(xué)牛：zn+2h+=zn2+h2 t講：為什么會(huì)產(chǎn)牛電流呢？答：其實(shí)鋅和稀硫酸反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)，冇電了的轉(zhuǎn)移，但氧化劑和還原劑熱運(yùn)動(dòng)相遇發(fā) 生有效碰撞電子轉(zhuǎn)移時(shí)，由于分子熱運(yùn)動(dòng)無一定的方向，因此電子轉(zhuǎn)移不會(huì)形成電流，而通 常以熱能的形式表現(xiàn)出來，激烈的時(shí)候還伴隨有

4、光、聲等其他的形式的能量。顯然從理論上 講，一個(gè)能自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)，若能設(shè)法使氧化與還原分開進(jìn)行，讓電子的不規(guī)則轉(zhuǎn) 移變成定向移動(dòng)，便能形成電流。所以原電池的實(shí)質(zhì)就是將氧化還原的電了轉(zhuǎn)移變成電了的 定向移動(dòng)形成電流。（2）實(shí)質(zhì)：將一定的氧化還原反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移變成電子的定向移動(dòng)。即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能 的形式釋放。問：那么這個(gè)過程是怎樣實(shí)現(xiàn)的呢？我們來看原電池原理的工作原理。（3）原理：（負(fù)氧正還）問：在鋅銅原電池中哪種物質(zhì)失電了？哪種物質(zhì)得到電了？學(xué)生：活潑金屬鋅失電子，氫離子得到電子問：導(dǎo)線上有電流產(chǎn)牛，即有電子的定向移動(dòng)，那么電子從鋅流向銅，還是銅流向鋅？學(xué)生：鋅流向銅講：當(dāng)銅上有電了

5、富集時(shí)，又是誰得到了電了？學(xué)生：溶液中的氫離了講：整個(gè)放電過程是：鋅上的電子通過導(dǎo)線流向用電器，從銅流回原電池，形成電流，同時(shí) 氫離子在正極上得到電子放岀氫氣，這就解釋了為什么銅片上產(chǎn)生了氣泡的原因。講：我們知道電流的方向和電子運(yùn)動(dòng)的方向止好相反，所以電流的方向是從銅到鋅，在電學(xué) 上我們知道電流是從正極流向負(fù)極的，所以，鋅銅原電池中，正負(fù)極分別是什么？ 學(xué)牛：負(fù)極（zn）正極（cu）實(shí)驗(yàn)：我們用干電池驗(yàn)證一下我們分析的正負(fù)極是否正確！講：我們一般用離了反應(yīng)方程式表示原電池止負(fù)極的工作原理，又叫電極方程式或電極反應(yīng)。 -般先寫負(fù)極，所以可表示為：負(fù)極（zn）： zn-2e=zn2+ （氧化）正極

6、（cu）： 2h1 +2e=h2 t （還原）講：其中負(fù)極上發(fā)牛的是氧化反應(yīng)，正極上發(fā)牛的是還原反應(yīng)，即負(fù)氧正還。注意：電極方程式要注明止負(fù)極和電極材料滿足所有守衡總反應(yīng)是:zn+2h+=zn2+h21講：原來一個(gè)口發(fā)的氧化述原反應(yīng)通過一定的裝置讓氧化劑和述原劑不規(guī)則的電子轉(zhuǎn)移變成 電了的定向移動(dòng)就形成了原電池。轉(zhuǎn)折：可以看出一個(gè)完整的原電池包括正負(fù)兩個(gè)電極和電解質(zhì)溶液，及導(dǎo)線。那么銅鋅原電 池中的正負(fù)極和硫酸電解質(zhì)能否換成其他的物質(zhì)呢？學(xué)生：當(dāng)然能，生活中有形形色色的電池。過渡：也就是構(gòu)成原電池要具備怎樣的條件？二、原電池的構(gòu)成條件1、活潑性不同的兩電極2、電解質(zhì)溶液3、形成閉合回路（導(dǎo)線連

7、接或査接接觸u電極插入電解質(zhì)溶液4、白發(fā)的氧化還原反應(yīng)（本質(zhì)條件）思考：鋅銅原電池的正負(fù)極可換成哪些物質(zhì)？保證鋅銅原電池原理不變，正負(fù)極可換成哪些 物質(zhì)？（ c、fc、 sn、 pb、 ag、pt、 au 等）問：鋅銅原電池中硫酸能換成硫酸鈉嗎？判斷是否構(gòu)成原電池，是的寫出原電池原理。（1）鎂鋁/硫酸；鋁碳/氫氧化鈉；鋅碳/硝酸銀；鐵銅在硫酸中短路；鋅銅/水；鋅鐵/乙醇；硅碳/氫氧化鈉（2）鋅銅/硫酸（無導(dǎo)線）；碳碳/氫氧化鈉若一個(gè)碳棒產(chǎn)牛氣體11.2升，另一個(gè)產(chǎn)生氣體5.6升，判斷原電池正負(fù)極并求鋅片溶解了多少克？設(shè)原硫酸的濃度是lmol/l,體積為3l, 求此時(shí)氫離了濃度。（3）銀圈和鐵圈

8、用細(xì)線連在一起懸在水屮，滴入硫酸銅，問是否平衡？（銀圈下沉）（4）zn/znso4/cu/cuso4鹽橋（充滿用飽和氯化鈉浸泡的瓊脂）（5）鐵和銅一起用導(dǎo)線相連插入濃硝酸中鎂和鋁一起用導(dǎo)線相連插入氫氧化鈉中思考：如何根據(jù)氧化述原反應(yīng)原理來設(shè)計(jì)原電池呢？請(qǐng)將氧化還原反應(yīng)zn + cu2+ = cu +設(shè)計(jì)成電池：c11so4溶液硫酸銅硫酸銅此電池的優(yōu)點(diǎn)：能產(chǎn)牛持續(xù)、穩(wěn)定的電流。其屮，用到了鹽橋什么是鹽橋？鹽橋中裝有飽和的kc1溶液和瓊脂制成的膠凍，膠凍的作用是防止管小溶液流出。 鹽橋的作用是什么？可使由它連接的兩溶液保持電中性，否則鋅鹽溶液會(huì)由于鋅溶解成為zn2+而帶上正電, 銅鹽溶液會(huì)由于銅的

9、析出減少了 cu2+而帶上了負(fù)電。鹽橋保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移，使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進(jìn) 行。導(dǎo)線的作用是傳遞電子，溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路。三、原電池的工作原理：正極反應(yīng)：得到電子 （還原反應(yīng)）負(fù)極反應(yīng)：失去電子（氧化反應(yīng)）總反應(yīng)：正極反應(yīng)+負(fù)極反應(yīng)想一想：如何書寫復(fù)雜反應(yīng)的電極反應(yīng)式？較繁電極反應(yīng)式二總反應(yīng)式簡(jiǎn)單電極反應(yīng)式例:熔融鹽燃料電池具冇高的放電效率，因而受到重視，可用li2co3和n&2co3的熔融鹽混 合物作電解質(zhì)，co為負(fù)極燃?xì)猓諝馀cco?的混合氣為止極助燃?xì)?，已制得?50°c下工作 的燃料電池，試完成有關(guān)的電極反應(yīng)式

10、：負(fù)極反應(yīng)式為：2co+2co32-4e-=4co2正極反應(yīng)式為：2co2+o2+4e-=2co32-電池總反應(yīng)式：2co+o2=2co2四、原電池中的幾個(gè)判斷1. 正極負(fù)極的判斷：正極：活潑的一極 負(fù)極：不活潑的一極思考：這方法一定正確嗎？2. 電流方向與電子流向的判斷電流方向：正一負(fù) 電子流向：負(fù)一正電解質(zhì)溶液中離子運(yùn)動(dòng)方向的判斷陽離子:向正極區(qū)移動(dòng)陰離子:向負(fù)極區(qū)移動(dòng)板書設(shè)計(jì)一、原電池實(shí)驗(yàn)探究（1）原電池概念：學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。（2）實(shí)質(zhì)：將一定的氧化還原反應(yīng)的電了轉(zhuǎn)移變成電了的定向移動(dòng)。即將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電 能的形式釋放。（3）原理：（負(fù)氧正還）二、原電池的構(gòu)成條件1、活潑

11、性不同的兩電極2、電解質(zhì)溶液3、形成閉合回路（導(dǎo)線連接或直接接觸j1電極插入電解質(zhì)溶液4、自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（木質(zhì)條件）三、原電池的工作原理：正極反應(yīng)：得到電子 （還原反應(yīng)）負(fù)極反應(yīng)：失去電子 （氧化反應(yīng)）總反應(yīng)：正極反應(yīng)+負(fù)極反應(yīng)四、原電池屮的幾個(gè)判斷1 .正極負(fù)極的判斷：2.電流方向少電子流向的判斷課堂練習(xí)：1、卜-列哪些裝置能構(gòu)成原電池？稀硫酸aznw'cu無水乙醇e稀硫酸稀硫酸 ctisq洛液h2某原電池的總反應(yīng)的離了方程式為：2fc3+fc = 3fc2+,不能實(shí)現(xiàn)該反應(yīng)的原電池組成是a、正極為銅，負(fù)極為鐵, 止極為碳，負(fù)極為鐵,c、正極為鐵，負(fù)極為鋅,d、正極為銀，負(fù)極為鐵,電解質(zhì)溶液為fech溶液 電解質(zhì)溶液為fe（no3）3溶液 電解質(zhì)溶液為fe2（so4）3溶液電解質(zhì)溶液為cuso4溶液3、宇宙飛船上使用的氫氧燃料電池，其電池反應(yīng)為2h2+o2=2h2o，電解質(zhì)溶液為koh,反應(yīng)保持在高溫下，使h2o蒸發(fā)，正確敘述正確的是：（）a. 出為正極，。2為負(fù)極b. 電極反應(yīng)（正極）：o2+2h2o+4e-