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2019-2020年蘇教版高中化學選修4《化學能與電能的轉化》教案 一、[教學目標] 1．知識目標 （1）原電池工作原理、構成條件、電極名稱的判斷。 （2）電極反應方程式的書寫 2、能力目標：落實雙主一本教學模式，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維能力，體驗化學能轉化為電能的探究過程。 3、德育目標：培養(yǎng)學生由實踐到理論，再由理論指導實踐的科學方法。 二、[重點與難點] 本課時的重點原電池工作原理。難點是電極方程式的書寫。 三、[教學方法]實驗探究、設疑啟發(fā) 四、[教學用品]燒杯、靈敏電流計、銅片、鋅片、導線、硫酸鋅、硫酸銅。 五、[教學過程] 引言：同學們，今天我們要進入專題一第二單元的學習，現(xiàn)在請同學們結合我們必修2當中所學的知識，回顧總結一下構成原電池的定義及形成條件。 知識回顧：1、原電池是 將化學能轉變?yōu)殡娔? 的裝置。 原電池反應的本質是發(fā)生 自發(fā)進行的氧化還原 反應。 2、原電池正、負極規(guī)律 ①負極——電子 流出 的極。通常是活潑性 較強 的金屬，發(fā)生 氧化 反應 ②正極——電子 流入 的極。通常是活潑性 較弱 的金屬或非金屬導體，發(fā)生還原 反應 3 、組成原電池的條件 ①有兩種活潑性不同的金屬（或一種是非金屬單質或金屬氧化物）作電極。 ②電極材料均插入電解質溶液中。 ③兩極相連形成閉合電路。 ④能自發(fā)進行氧化還原反應 4、判斷下列裝置哪些屬于原電池 H2SO4 Zn Zn （1） 石墨 石墨 H2SO4 （2） H2SO4 Zn 石墨 （3） Zn Cu H2SO4 （4） CuSO4 Zn Cu （5） C2H5OH Zn Cu （6） Zn Cu ZnSO4 CuSO4 （7） √ √ √ [過渡] 那么這節(jié)課呢，我們主要學習一下：原電池的工作原理。 實驗探究一： 內 容：將鋅片與銅片分別通過導線與靈敏電流計連接，再同時平行浸入盛有CuSO4溶液的燒杯中。 要 求：1. 觀察并記錄實驗現(xiàn)象 2. 實驗完成后，用清水洗凈電極表面的溶液。 實驗現(xiàn)象：1、電流表指針發(fā)生偏轉 2、銅片表面有銅析出 3、鋅片表面有銅析出 A ZnSO4溶液 Zn Cu Cu 為什么鋅片表面也有銅析出？能否阻止Cu2+在鋅片表面還原為銅？ [回答1] 鋅片不純，在七表面形成了一個個小的原電池，因此 也會有同析出。 [回答2] 將兩電極反應分開在兩個燒杯中做，避免了鋅片與 硫酸銅的直接接觸。 [過渡] 那么使用右邊的裝置能發(fā)生反應嗎？能構成原電池 CuSO4溶液 嗎？ [解析] 不能，因為沒有形成閉合回路。 [提問] 怎樣能使電解質溶液連通構成原電池？ [解析] 使用鹽橋。 [解釋] 鹽橋中一般裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍; 膠凍的作用：是防止管中溶液流出 K+和Cl-能在膠凍內自由移動 鹽橋 實驗探究二： 內 容：用鹽橋將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液的燒杯連接起來，然后將鋅片和銅片分別用導線與靈敏電流計相連。 要 求：1. 觀察并記錄實驗現(xiàn)象 2. 實驗完成后，用清水洗凈電極表面的溶液。 實驗現(xiàn)象：1、有鹽橋存在時電流表指針偏轉 2、銅片表面有銅析出 3、取出鹽橋無電流產生 如何判斷電子的流動路線及溶液中陰、陽離子移動趨勢？ Cu Zn2+ Cu2+ SO4 2- SO4 2- Zn K+ Cl- Zn2+ Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu 外電路 內電路 - 氧化 反應 鹽 橋 還原 反應 + 負極 正極 微觀模擬 [解析] [分析] 該原電池工作原理 外電路：Zn失去電子沿導線通過電流表進入銅片 內電路：Zn原子失去電子成為Zn2+進入溶液，使ZnSO4溶液因Zn2+增加而帶正電，鹽橋中的Cl—會移向ZnSO4溶液；同時Cu2+獲得電子成為金屬沉淀在銅片上，使CuSO4溶液因SO42—相對增加而帶負電，鹽橋中的K+移向CuSO4溶液，從而形成閉合回路。 [分析] 那么在該原電池中鹽橋起什么作用？ [回答] ①讓溶液始終保持電中性使電極反應得以繼續(xù)進行 ②使兩個燒杯中的溶液連成一個通路 [分析] 該原電池的組成： [回答] 兩個半電池和鹽橋 ----此原電池是由兩個半電池組成的（鋅和鋅鹽溶液構成鋅半電池，銅和銅鹽溶液構成銅半電池）；半電池中的反應就是半反應,即電極反應。 [分析] 確定該原電池的正、負極，并寫出原電池中的兩個電極反應和電池反應方程式。 電極反應：Zn——負極 Zn - 2e- = Zn2+ Cu——正極 Cu2+ + 2e- = Cu 電池反應方程式：Zn+Cu2+=Zn2++Cu 總反應方程式: Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu [自主活動]請利用： Fe+Cu2+=Fe2++Cu的反應原理，設計一個能持續(xù)產生電流的原電池裝置，并寫出兩個電極上的電極反應 [解析] 1、根據氧化還原反應電子轉移判斷電極反應。 CuSO4 Fe Cu 2、根據電極反應確定合適的電極材料和電解質溶液 Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu 化合價升高失2e- 化合價降低得2e- FeSO4 負極：Fe–2e- = Fe2+ 正極： Cu2+ + 2e- = Cu 電極：負極是Fe，正極可以是Cu或C等。 電解質溶液： CuSO4 、FeSO4 [小結] 1、原電池工作原理 電子沿導線傳遞，產生電流 e- 氧化反應 負極 正極 還原反應 電解質溶液 陰離子 陽離子 [練習] (07年海南高考）依據氧化還原反應：2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s) 設計的原電池如圖所示，請回答下列問題 （1）電極X的材料是Cu ；電解質溶液Y是AgNO3 ； （2）銀電極為電池的 正 極，發(fā)生的電極反應為2Ag+ + 2e- = 2 Ag X電極上發(fā)生的電極反應為 Cu – 2e- = Cu2+ ； （3）外電路中的電子是從X電極流向Ag電極。