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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(xiàn)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。可是為什么把鐵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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)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