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2019-2020年蘇教版高中化學(xué)選修4《化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化》教案 一、[教學(xué)目標(biāo)] 1．知識(shí)目標(biāo) （1）原電池工作原理、構(gòu)成條件、電極名稱的判斷。 （2）電極反應(yīng)方程式的書寫 2、能力目標(biāo)：落實(shí)雙主一本教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，體驗(yàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的探究過程。 3、德育目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生由實(shí)踐到理論，再由理論指導(dǎo)實(shí)踐的科學(xué)方法。 二、[重點(diǎn)與難點(diǎn)] 本課時(shí)的重點(diǎn)原電池工作原理。難點(diǎn)是電極方程式的書寫。 三、[教學(xué)方法]實(shí)驗(yàn)探究、設(shè)疑啟發(fā) 四、[教學(xué)用品]燒杯、靈敏電流計(jì)、銅片、鋅片、導(dǎo)線、硫酸鋅、硫酸銅。 五、[教學(xué)過程] 引言：同學(xué)們，今天我們要進(jìn)入專題一第二單元的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合我們必修2當(dāng)中所學(xué)的知識(shí)，回顧總結(jié)一下構(gòu)成原電池的定義及形成條件。 知識(shí)回顧：1、原電池是 將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔? 的裝置。 原電池反應(yīng)的本質(zhì)是發(fā)生 自發(fā)進(jìn)行的氧化還原 反應(yīng)。 2、原電池正、負(fù)極規(guī)律 ①負(fù)極——電子 流出 的極。通常是活潑性 較強(qiáng) 的金屬，發(fā)生 氧化 反應(yīng) 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(dǎo)體，發(fā)生還原 反應(yīng) 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(zhì)或金屬氧化物）作電極。 ②電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 ③兩極相連形成閉合電路。 ④能自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng) 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(xué)習(xí)一下：原電池的工作原理。 實(shí)驗(yàn)探究一： 內(nèi) 容：將鋅片與銅片分別通過導(dǎo)線與靈敏電流計(jì)連接，再同時(shí)平行浸入盛有CuSO4溶液的燒杯中。 要 求：1. 觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 2. 實(shí)驗(yàn)完成后，用清水洗凈電極表面的溶液。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1、電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn) 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(gè)個(gè)小的原電池，因此 也會(huì)有同析出。 [回答2] 將兩電極反應(yīng)分開在兩個(gè)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(yīng)嗎？能構(gòu)成原電池 CuSO4溶液 嗎？ [解析] 不能，因?yàn)闆]有形成閉合回路。 [提問] 怎樣能使電解質(zhì)溶液連通構(gòu)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(nèi)自由移動(dòng) 鹽橋 實(shí)驗(yàn)探究二： 內(nèi) 容：用鹽橋?qū)⒅糜袖\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(dǎo)線與靈敏電流計(jì)相連。 要 求：1. 觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 2. 實(shí)驗(yàn)完成后，用清水洗凈電極表面的溶液。 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：1、有鹽橋存在時(shí)電流表指針偏轉(zhuǎn) 2、銅片表面有銅析出 3、取出鹽橋無電流產(chǎn)生 如何判斷電子的流動(dòng)路線及溶液中陰、陽離子移動(dòng)趨勢(shì)？ Cu Zn2+ Cu2+ SO4 2- SO4 2- Zn K+ Cl- Zn2+ Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu 外電路 內(nèi)電路 - 氧化 反應(yīng) 鹽 橋 還原 反應(yīng) + 負(fù)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(dǎo)線通過電流表進(jìn)入銅片 內(nèi)電路：Zn原子失去電子成為Zn2+進(jìn)入溶液，使ZnSO4溶液因Zn2+增加而帶正電，鹽橋中的Cl—會(huì)移向ZnSO4溶液；同時(shí)Cu2+獲得電子成為金屬沉淀在銅片上，使CuSO4溶液因SO42—相對(duì)增加而帶負(fù)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(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行 ②使兩個(gè)燒杯中的溶液連成一個(gè)通路 [分析] 該原電池的組成： [回答] 兩個(gè)半電池和鹽橋 ----此原電池是由兩個(gè)半電池組成的（鋅和鋅鹽溶液構(gòu)成鋅半電池，銅和銅鹽溶液構(gòu)成銅半電池）；半電池中的反應(yīng)就是半反應(yīng),即電極反應(yīng)。 [分析] 確定該原電池的正、負(fù)極，并寫出原電池中的兩個(gè)電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。 電極反應(yīng)：Zn——負(fù)極 Zn - 2e- = Zn2+ Cu——正極 Cu2+ + 2e- = Cu 電池反應(yīng)方程式：Zn+Cu2+=Zn2++Cu 總反應(yīng)方程式: Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu [自主活動(dòng)]請(qǐng)利用： Fe+Cu2+=Fe2++Cu的反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)一個(gè)能持續(xù)產(chǎn)生電流的原電池裝置，并寫出兩個(gè)電極上的電極反應(yīng) [解析] 1、根據(jù)氧化還原反應(yīng)電子轉(zhuǎn)移判斷電極反應(yīng)。 CuSO4 Fe Cu 2、根據(jù)電極反應(yīng)確定合適的電極材料和電解質(zhì)溶液 Fe + Cu2+ = Fe2+ + Cu 化合價(jià)升高失2e- 化合價(jià)降低得2e- FeSO4 負(fù)極：Fe–2e- = Fe2+ 正極： Cu2+ + 2e- = Cu 電極：負(fù)極是Fe，正極可以是Cu或C等。 電解質(zhì)溶液： CuSO4 、FeSO4 [小結(jié)] 1、原電池工作原理 電子沿導(dǎo)線傳遞，產(chǎn)生電流 e- 氧化反應(yīng) 負(fù)極 正極 還原反應(yīng) 電解質(zhì)溶液 陰離子 陽離子 [練習(xí)] (07年海南高考）依據(jù)氧化還原反應(yīng)：2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s) 設(shè)計(jì)的原電池如圖所示，請(qǐng)回答下列問題 （1）電極X的材料是Cu ；電解質(zhì)溶液Y是AgNO3 ； （2）銀電極為電池的 正 極，發(fā)生的電極反應(yīng)為2Ag+ + 2e- = 2 Ag X電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為 Cu – 2e- = Cu2+ ； （3）外電路中的電子是從X電極流向Ag電極。