高中化學(xué)-原電池實(shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)教學(xué)課件設(shè)計(jì)

原電池實(shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)學(xué)科：化學(xué)年級(jí)：高二版本：人教版單位：美國特斯拉電動(dòng)跑車美國特斯拉電動(dòng)跑車1分33秒充滿電續(xù)航480公里百公里加速3.9秒原電池實(shí)驗(yàn)的高效化與微型化創(chuàng)新改進(jìn)人教版授課人：馬翠翠【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（一）能根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)并組裝原電池，會(huì)測(cè)量原電池的電壓、電流。（二）能根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，總結(jié)出增大電池電壓、電流的方法，并組裝出”完美”的原電池,使石英表工作。（三）通過電池性能改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)探究的過程，體會(huì)合作學(xué)習(xí)的樂趣。【縱觀劇本】探究實(shí)驗(yàn)程序單液原電池與雙液原電池的比較1原電池的微型化創(chuàng)新改進(jìn)3高效化與微型化創(chuàng)新再改進(jìn)4原電池的高效化創(chuàng)新改進(jìn)2【問題展示合作探究】實(shí)驗(yàn)活動(dòng)1:探究單液原電池與雙液原電池的優(yōu)缺點(diǎn)問題1：根據(jù)反應(yīng)：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu，設(shè)計(jì)單液原電池和鹽橋原電池兩種原電池。選擇怎樣的正負(fù)極材料以及電解質(zhì)溶液？畫出裝置簡(jiǎn)圖負(fù)極材料正極材料電解質(zhì)溶液?jiǎn)我涸姵仉p液原電池鋅比鋅活性弱的導(dǎo)體CuSO4溶液鋅比鋅活性弱的導(dǎo)體CuSO4溶液ZnSO4溶液CuSO4ZnCuACuSO4ZnCuZnSO4單液電池鹽橋電池Zn+Cu2+=Zn2++Cu總反應(yīng)：負(fù)極：Zn-2e-=Zn2+氧化反應(yīng)正極：Cu2+

+2e-=Cu還原反應(yīng)問題展示，合作探究化學(xué)能

電能（2）寫出電極反應(yīng)式，試分析工作原理

能量觀

守恒觀【實(shí)驗(yàn)·探究一】單液原電池與雙液原電池的比較單液電池雙液電池現(xiàn)象優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電流不穩(wěn)、鋅片有紅色物質(zhì)析出電流持久穩(wěn)定、鋅片無物質(zhì)析出電流大電流不穩(wěn)定電流持久穩(wěn)定電流小問題2：比較單液原電池和雙液原電池其優(yōu)缺點(diǎn)是什么？實(shí)驗(yàn)步驟請(qǐng)同學(xué)們按如圖所示裝置連接：1、先將電池的正負(fù)極連數(shù)字傳感器的正負(fù)極。2、觀察鋅片、銅片、平板電腦電流示數(shù)的變化并如實(shí)記錄；3、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，將電極從電解質(zhì)溶液中取出，用濾紙擦干；4、注意合作分工，講究效率；單雙液原電池中微觀粒子的運(yùn)動(dòng)微粒觀1、電子（外電路）：2、陰陽離子（內(nèi)電路）：ZnCuASO42-Cu2+概括歸理問題3：雙液原電池電流小的原因？由負(fù)極流向正極陰離子流向負(fù)極，陽離子流向正極問題展示，合作探究問題3：雙液原電池電流小的原因？改進(jìn)措施？離子運(yùn)動(dòng)的距離變長(zhǎng)離子運(yùn)動(dòng)的通道變窄解決方法：鹽橋加寬變短創(chuàng)新方案1：1、用培養(yǎng)皿代替燒杯；2、條狀凝膠柱代替U型管鹽橋；問題4：如何改進(jìn)實(shí)驗(yàn)得到高效化的原電池？問題展示，合作探究飽和KCl改進(jìn)CuSO4ZnCuZnSO4U型管原電池ZnCuAZnSO4CuSO4培養(yǎng)皿原電池【實(shí)驗(yàn)·探究二】鹽橋原電池高效化改進(jìn)環(huán)節(jié)二：?jiǎn)栴}展示，合作探究飽和KCl改進(jìn)CuSO4ZnCuZnSO4U型管原電池ZnCuAZnSO4CuSO4培養(yǎng)皿原電池【實(shí)驗(yàn)·探究二】鹽橋原電池高效化改進(jìn)電流電流穩(wěn)定性藥品用量雙液原電池培養(yǎng)皿原電池實(shí)驗(yàn)結(jié)論0.01A0.07A穩(wěn)定較穩(wěn)定200ml20ml問題展示，合作探究問題5：培養(yǎng)皿原電池電流增大數(shù)倍，藥品用量大，能否設(shè)計(jì)更微型化的原電池？濾紙可以吸收大量溶液作為反應(yīng)容器創(chuàng)新方案2：1、濾紙條作為反應(yīng)池；2、蘸有飽和KCl溶液濾紙當(dāng)做鹽橋；ZnCuAZnSO4CuSO4KClaqZnSO4CuSO4ZnCu改進(jìn)【實(shí)驗(yàn)·探究三】雙液原電池微型化改進(jìn)小貼士：指針偏轉(zhuǎn)穩(wěn)定后再讀取數(shù)據(jù)，測(cè)完請(qǐng)及時(shí)斷開電路。銅片上方濾紙滴加4滴CuSO4；鋅片上方濾紙滴加4滴ZnSO4

；用鑷子夾取蘸有飽和KCl溶液的濾紙，再與兩金屬片緊貼好，并用小玻璃片壓住濾紙；導(dǎo)線夾與金屬片接觸即可，避免接觸溶液電流電流穩(wěn)定性藥品用量培養(yǎng)皿原電池0.07A較穩(wěn)定20ml濾紙?jiān)姵?.02A穩(wěn)定1mlQ7:能否設(shè)計(jì)既高效又微型化的原電池？夾心式銅鋅原電池銅電極滴有CuSO4溶液的濾紙隔膜滴有ZnSO4溶液的濾紙鋅電極陽離子交換膜蘸有飽和KCl濾紙塑料薄膜（空白實(shí)驗(yàn)）【實(shí)驗(yàn)·探究四】原電池高效化微型化創(chuàng)新再改進(jìn)小貼士：步驟2：指針偏轉(zhuǎn)穩(wěn)定后再讀取數(shù)據(jù)，測(cè)完請(qǐng)及時(shí)斷開電路步驟1：銅片上方濾紙滴加幾滴CuSO4；鋅片上方濾紙滴加幾滴ZnSO4

；中間夾為隔膜，并用小玻璃片壓住濾紙；步驟3：導(dǎo)線夾與金屬片接觸即可，避免接觸溶液銅電極滴有CuSO4溶液的濾紙隔膜滴有ZnSO4溶液的濾紙鋅電極電流示數(shù)為0A，無電流通過電流示數(shù)為0.11A，電流持久穩(wěn)定開始電流示數(shù)0.13A，逐漸在變小，電流不穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)方案123456陽離子交換膜（允許陽離子通過）蘸有飽和KCl溶液的濾紙塑料薄膜（不透任何離子）原電池高效化微型化創(chuàng)新再改進(jìn)【實(shí)驗(yàn)·探究四】序號(hào)方案簡(jiǎn)述學(xué)生實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論原因分析銅片陽離子交換膜鋅片CuSO4aq的濾紙ZnSO4aq的濾紙圖1：陽離子交換膜的原電池+-銅片鋅片CuSO4aq的濾紙ZnSO4aq的濾紙+-圖2：濾紙交換膜的原電池銅片鋅片CuSO4aq的濾紙ZnSO4aq的濾紙+-圖3：塑料薄膜的原電池陽離子交換膜，高效化、微型化濾紙鹽橋，電流穩(wěn)定條形凝膠柱，增大電流增加鹽橋，電流穩(wěn)定濾紙式微型化原電池培養(yǎng)皿式高效化原電池雙液原電池單液原電池原電池改進(jìn)思路陽離子交換膜原電池具有體積小、藥品用量小、電流持久穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)便快速，多次重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)知識(shí)梳理歸納總結(jié)

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，利用所提供的材料，組裝”完美”的電池，使石英表工作。學(xué)以致用角色提升微型化原電池的應(yīng)用膜電池（生活電池最簡(jiǎn)單的基本模型）正極材料負(fù)極材料隔膜電解