高中化學(xué)人教版化學(xué)反應(yīng)原理第四章電化學(xué)基礎(chǔ)第一節(jié)原電池 鹽橋原電池

鹽橋原電池----原電池裝置的優(yōu)化探究【知識目標(biāo)】1、在必修2的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步學(xué)習(xí)原電池的工作原理，探究簡單原電池的不足和改進(jìn)。2、通過探究引入鹽橋原電池，理解構(gòu)成鹽橋原電池的條件，掌握電極反應(yīng)式的書寫。3．了解鹽橋原電池的功能與價值?！具^程及方法】1、經(jīng)歷對化學(xué)能與電能轉(zhuǎn)化的化學(xué)實驗探究的過程，進(jìn)一步理解探究的意義，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的基本方法，提高科學(xué)探究的能力。2、能對自已的探究學(xué)習(xí)過程進(jìn)行計劃、反思、評價和調(diào)控，提高自主學(xué)習(xí)化學(xué)的能力?！厩楦信c價值觀】1、發(fā)展學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，樂于探究化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的奧秘，體驗科學(xué)探究的艱辛和喜悅，感受化學(xué)世界和奇妙與和諧。2、體會化學(xué)科學(xué)對個人生活和社會發(fā)展的貢獻(xiàn)，關(guān)注能源問題，逐步形成正確的能源觀?！窘虒W(xué)重點】鹽橋原電池的功能與價值【教學(xué)難點】由簡單原電池到鹽橋原電池的優(yōu)化探究【教學(xué)方法】實驗探究、多媒體輔助教學(xué)【教學(xué)用具】實驗儀器：靈敏電流計、燒杯、導(dǎo)線、鹽橋?qū)嶒炈幤罚轰\片、銅片、CuSO4溶液、ZnSO4溶液【教學(xué)過程】【引入】【投影】：我們來看一下這個裝置，這是我們已經(jīng)認(rèn)識的簡單銅鋅原電池，在以前的學(xué)習(xí)中我們重點掌握的是它的工作原理，但是同學(xué)們不難發(fā)現(xiàn)以下問題：【發(fā)現(xiàn)問題】放電時：Zn片上有紅色物質(zhì)析出；時間稍長，電流就很快減弱。斷開后：Zn與CuSO4仍能繼續(xù)反應(yīng)?！咎岢鲆蓡枴窟@是什么原因造成的呢？【找出原因】Zn與CuSO4溶液直接接觸而發(fā)生反應(yīng)，導(dǎo)致向外輸出電流強度減弱，當(dāng)Zn片完全被Cu覆蓋，不再構(gòu)成原電池，無電流產(chǎn)生?！編煛繉τ谶@樣的裝置，實際生活中用它做電源，不但效率低，而且電流很快減弱，所以不適合實際應(yīng)用。今天我們就介紹一種性能更好的原電池-----鹽橋原電池?！景鍟葵}橋原電池【制定改進(jìn)方案】在原有裝置的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計成能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的鹽橋原電池?！編煛客ㄟ^剛才的分析，我們知道解決問題的關(guān)鍵在于如何避免Zn和CuSO4溶液直接接觸反應(yīng)，下面請同學(xué)們分組討論來解決這個問題?！緦W(xué)生探究一】如何避免Zn與CuSO4溶液直接接觸反應(yīng)【投影】展示學(xué)生改進(jìn)裝置ZnSO4溶液CuSO4溶液【師】該裝置能產(chǎn)生電流嗎？我們通過實驗驗證一下【師】演示實驗【投影】現(xiàn)象：電流表指針不偏轉(zhuǎn)（無電流通過）【師】是的，沒有把ZnSO4溶液和CuSO4溶液連通起來，形成閉合通路，那么，下面我們需要解決的問題是如何形成閉合回路。請同學(xué)們分組討論?！緦W(xué)生探究二】如何形成閉合回路學(xué)生甲：用導(dǎo)線（一邊為為鋅線，一邊為銅線）學(xué)生已：不行，離子不可能通過導(dǎo)線，無法形成閉合回路?！編煛恳龑?dǎo)：離子在什么狀態(tài)下可以自由移動？學(xué)生丙：溶液中離子可以自由移動，應(yīng)該用電解質(zhì)溶液連通，【師】：由于液體具有流動性，我們把瓊膠和電解質(zhì)溶液混合在一起裝入U型管中，這個儀器我們稱之為鹽橋，把它放入兩溶液中，就形成這樣的的裝置。該裝置就是鹽橋原電池?！就队啊考尤臌}橋的的裝置【投影】鹽橋中通常裝有含瓊膠的飽和KCl溶液?！編煛肯旅嫖覀儊眚炞C該裝置能否產(chǎn)生電流?！緦嶒烌炞C】提示注意觀察電流表指針變化情況【投影】實驗現(xiàn)象：鹽橋存在時，電流表指針偏轉(zhuǎn)；取出鹽橋，電流表指針不再偏轉(zhuǎn)【師】讓我們繼續(xù)注意電流表指針的變化（停頓）【投影】隨著時間的延續(xù)，能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流【師】有鹽橋存在為什么能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流呢？【師】【投影】【分析與總結(jié)】原電池放電時，負(fù)極鋅失電子形成鋅離子進(jìn)入溶液，使硫酸鋅溶液帶正電，正極硫酸銅溶液中的銅離子獲得電子使SO42-相對增多，使溶液帶負(fù)電，阻礙電子從Zn極流向Cu極，當(dāng)有鹽橋存在，鹽橋中的氯離子會移向硫酸鋅溶液，鉀離子會移向硫酸銅溶液，使兩溶液均保持電中性，從而使原電池產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流?！編煛磕敲贷}橋的作用是什么呢？（提問）學(xué)生甲：構(gòu)成閉合回路；【師】那位同學(xué)補充一下？學(xué)生已：通過鹽橋中陰陽的移動，平衡兩溶液的電荷?！編煛亢?，下面讓我們一起來總結(jié)一下【板書】鹽橋的作用：1、連通內(nèi)電路，形成閉合回路2、平衡電荷，保持溶液的電中性，從而使原電池不斷地產(chǎn)生電流【師】根據(jù)反應(yīng)，我們能不能寫出鹽橋原電池的電極反應(yīng)式呢？(提問）【板書】鹽橋原電池的電極反應(yīng)式【師】下面我們我們來總結(jié)一下鹽橋原電池的工作原理（看裝置分析）【板書】鹽橋原電池的工作原理（看裝置分析）【投影】鹽橋原電池的電極反應(yīng)式負(fù)極：鋅片Zn-2e-=Zn2+正極：銅片Cu2++2e--=Cu總電極方程式：Zn+Cu2+=Zn2++Cu鹽橋原電池的工作原理：負(fù)極：還原性較強的物質(zhì)，失電子，發(fā)生氧化反應(yīng)正極；氧化性較強的物質(zhì)，得電子，發(fā)生還原反應(yīng)外電路；電子由負(fù)極流向正極，內(nèi)電路：陰離子移向負(fù)極，陽離子移向正極?！編煛坑懻摰酱?，我們已經(jīng)成功設(shè)計了鹽橋原電池裝置【投影】鹽橋原電池與化學(xué)電源的關(guān)系【師】電池的發(fā)展日新月異，如今的干電池、新型電動汽車、筆記本外置電池、新型生物電池等等也是在此原理的基礎(chǔ)上一步一步更新發(fā)展起來的。由此可見，科學(xué)上的一小步就是生活上的一大步，遇到問題，我們要勤思考，多動腦。下面我們通過練習(xí)鞏固本節(jié)知識?！菊n堂練習(xí)】判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池？指出能持續(xù)供電的原電池。ABCD2、請利用：Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag的反應(yīng)原理，設(shè)計一個能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定電流的原電池裝置，并寫出兩個電極上的電極反應(yīng)?！菊n堂小結(jié)】一、鹽橋原電池二、鹽橋的作用三、鹽橋原電池的電極反應(yīng)和總反應(yīng)四、鹽橋原電池反應(yīng)的原理【課下探究】1、改進(jìn)后的原電池裝置有什么優(yōu)點？2、對我們有什么啟示？【板書設(shè)計】：第一節(jié)：