原電池教案

[課前準(zhǔn)備：學(xué)生課桌上放有盛稀硫酸的玻璃缸、電流汁、鋅片、銅片、導(dǎo)線。（兩人一組）] [上課] 師：工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防、科研、日常生產(chǎn)中，常常使用哪些電池？××同學(xué)。[指定學(xué)生] 生（1）：蓄電池、干電池、溫差電池、氧化銀電池、高能電池等。 師：××同學(xué)[指生（1）]參加區(qū)里少年科技站活動(dòng)，因此他解得很多，講得很好。 化學(xué)電池一般都是根據(jù)原電池原理制成的。為了更好地使用各種電池，并創(chuàng)造出更多更好的新電池，必須學(xué)習(xí)最簡(jiǎn)單的電池，也就是學(xué)習(xí)原電池的構(gòu)造和它的工作原時(shí)。[板書(shū)：一、原電池]化學(xué)反應(yīng)時(shí)常伴隨著光、熱這樣一些現(xiàn)象�；瘜W(xué)反應(yīng)是否有電流效應(yīng)呢？如果有的話，電流又是怎樣產(chǎn)生的呢？我們一起做一個(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)大家把書(shū)翻到154頁(yè)（實(shí)驗(yàn)5－3）。大家都經(jīng)過(guò)預(yù)習(xí)，具體操作不必多講，做實(shí)驗(yàn)時(shí)請(qǐng)觀察三個(gè)現(xiàn)象，并認(rèn)真思考產(chǎn)生這些現(xiàn)象的原因，也可適當(dāng)?shù)卣归_(kāi)一些討論。第一，鋅片、銅片平行插入盛有衡硫酸的玻璃缸里，仔細(xì)觀察鋅片上有沒(méi)有氣體？其次，拿導(dǎo)線把鋅片、銅片連接起來(lái)，再看一看銅片有沒(méi)有氣體產(chǎn)生？鋅片上現(xiàn)象有無(wú)變化？最后我們把鋅片、銅片連接一個(gè)電流計(jì)、看看電流計(jì)的指針有沒(méi)有偏轉(zhuǎn)？實(shí)驗(yàn)結(jié)束以后，鋅片和銅片用自來(lái)水沖洗沖洗，放在塑料燒杯里。盛衡硫酸的玻璃缸仍放在桌子上。下面大家開(kāi)始做實(shí)驗(yàn)。[教師在黑板上畫(huà)上原有電池示意圖（圖1）] [學(xué)生邊實(shí)驗(yàn)邊開(kāi)展討論；教師邊巡視邊進(jìn)行個(gè)別指導(dǎo)。] 注意！連接電流計(jì)時(shí)，銅片上的導(dǎo)線接在電流計(jì)刻有正0．6處，鋅片上的導(dǎo)錢(qián)接在電池計(jì)刻有負(fù)的地方。[稍待片刻]好，全部結(jié)束，請(qǐng)大家迅速把鋅片、銅片用水沖洗一下，放在塑料燒杯里，玻璃缸、電流計(jì)、燒杯都放在桌子的正上方。 現(xiàn)在我們請(qǐng)同學(xué)匯報(bào)一下，在實(shí)驗(yàn)時(shí)看到一些什么現(xiàn)象？××同學(xué)。[指定學(xué)生] 生（2）：看到鋅片上面有氣泡，用導(dǎo)線連接起來(lái)，銅片上有氣泡。 師：連接導(dǎo)線前后，鋅片和銅片的現(xiàn)象各有什么不同？ 生（2）：連接導(dǎo)線前，鋅片上有氣泡，銅片上無(wú)氣泡；連接導(dǎo)線后，鋅片上氣泡減少，銅片上出現(xiàn)比較多的氣泡。 師：然后在導(dǎo)線中連接電流計(jì)，又看到什么現(xiàn)象？ 生（2）：電流計(jì)的指針有一些偏轉(zhuǎn)。 師：鋅片、銅片插入稀硫酸中，鋅片有氣泡產(chǎn)生，銅片上沒(méi)有氣泡產(chǎn)生，這是什么原因？×××同學(xué)，[指定學(xué)生]你講講看。 生（3）：鋅的活動(dòng)性大，所以有氣泡；銅的活動(dòng)性小，所以沒(méi)有氣泡產(chǎn)生。 師：大家想想，這樣回答完整嗎？×××同學(xué)。[指定學(xué)生] 生（4）：在金屬活動(dòng)性順序表中，鋅排在氫的前面，容易失去電子，能置換酸中的氫。 師：銅呢？ 生（4）：銅排氫的后面，不能置換酸中的氫。 師：在金屬活動(dòng)順序表中，鋅排氫的前面，鋅的化學(xué)性質(zhì)比氫活潑，鋅原子易失電子給硫酸溶液中的氫離子。鋅不斷溶解，鋅原子變成鋅離子，氫離子得到電子變成氫離子。兩上氫原子結(jié)合成氫分子，鋅片上有氣體即氫氣逸出。[板書(shū)]現(xiàn)在再考慮：為什么鋅片、銅片連接了導(dǎo)線以后，如果鋅片很純的話，鋅片上的氣泡很少。幾乎沒(méi)有，而銅片上的氣泡卻很多，什么道理？××同學(xué)。[指定學(xué)生] 生（5）：鋅被氧化成鋅離子進(jìn)入溶液，溶液中的氫離子從銅片獲得電子，被還原成氫原子。 師：同學(xué)們能回家預(yù)習(xí)，很好。但回答問(wèn)題要針對(duì)題意，經(jīng)過(guò)思考后用自己的語(yǔ)言來(lái)回答。大家看到銅片上氣泡很多，鋅片上氣泡少了，這是什么道理呢？××。[指定學(xué)生] 生（6）：鋅原子失電子變成鋅離子，電子通過(guò)導(dǎo)線流向銅片上，氫離子在銅片上得電子，變成氫原子再組成氫分子。銅片上有很多氫氣泡。 [評(píng)述：在這類(lèi)探索性實(shí)驗(yàn)中，操作并不困難，重要的是觀察現(xiàn)象要細(xì)微，否則無(wú)收獲。在觀察到現(xiàn)象后，分析電子的流動(dòng)和轉(zhuǎn)移的路線是重要的課題。一定要讓學(xué)生得到如下結(jié)論：鋅片與稀硫酸接解反應(yīng)時(shí)，電子是在鋅和氫離子之間直接轉(zhuǎn)換；而在鋅片用導(dǎo)線與插在稀硫酸時(shí)的銅片接連時(shí)，電子是由鋅片通過(guò)導(dǎo)線到達(dá)銅片后，在銅片上向氫離子轉(zhuǎn)移。在學(xué)生的回答中，有一句話最重要：“鋅原子失去的電子通過(guò)導(dǎo)線流到銅片上”，要特別強(qiáng)調(diào)。在電子通路得到控制后，原電池的使用才成為可能。] 師：鋅是比較活動(dòng)的金屬，鋅片的鋅原子失電子變成鋅離子，溶解在溶液里。鋅原子失去電子通過(guò)導(dǎo)線流到銅片上，而溶液中的氫離子從銅片上得到電子變成氫原子，二年氫原子組成了氫分子。因此，在銅片上就有氣體出發(fā)。大家也可以考慮一下：鋅原子失電子變成二價(jià)鋅離子，氫離子得電子變成氫原子都是一些什么反應(yīng)呀？×××同學(xué)。[指定學(xué)生] 生（7）：鋅原子失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)。 師：鋅原子失去電子變二價(jià)鋅離子的反應(yīng)為氧化反應(yīng)；氫離子得電子變氫原反應(yīng)是還原反應(yīng)。在導(dǎo)線中連接了電流計(jì)，大家都看到電流計(jì)的指針有偏轉(zhuǎn)的。說(shuō)明導(dǎo)線里有電流通過(guò)，考慮一下上述實(shí)驗(yàn)裝置，怎么會(huì)產(chǎn)生電流的？電子流動(dòng)的方向，又是怎樣的呢？請(qǐng)同學(xué)們討論。 生（8）：電流的產(chǎn)生是由于電子從鋅片流向銅片。 師：有誰(shuí)補(bǔ)充？××[指定學(xué)生] 生（9）：因?yàn)殇\片上電子多，鋅片、銅片之間有電勢(shì)差 師：產(chǎn)生電流的根本原因是什么？ [評(píng)述：產(chǎn)生電流的根本原因，在化學(xué)里是無(wú)法弄明白的。學(xué)生回答的產(chǎn)生電勢(shì)差的事實(shí)，也是根本原因之一，如果學(xué)生在高中電學(xué)里已學(xué)過(guò)這個(gè)原理，教師可提醒一下。如果學(xué)生的尚未學(xué)到，則化學(xué)教師可以輕輕帶過(guò)，待學(xué)生到物理學(xué)習(xí)中再深究。這里，也許只需突出氧化－還原反應(yīng)的自動(dòng)變化。] 生（10）：鋅片上鋅原子發(fā)生氧化反應(yīng)，銅片上的氫離子得電子發(fā)生還原反應(yīng)，使導(dǎo)線中的電子從鋅片流向銅片。 師：鋅片、銅片上發(fā)生了氧化－還原反應(yīng)，使電子從鋅片不斷地流向銅片而形成電流，這是上述裝置產(chǎn)生電流的根本原因。鋅比銅活動(dòng)，容易失去電子，鋅片上的電子比銅片多，鋅片與銅片間有電勢(shì)差，電子從鋅片流向銅片。我們?cè)倏纯瓷厦娴膶?shí)驗(yàn)裝置有什么特點(diǎn)？請(qǐng)大家翻開(kāi)書(shū)，第155頁(yè)，第四行：“把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫原電池。”我們剛才做實(shí)驗(yàn)的裝置就是原, 鋅、銅、衡硫酸組成的一個(gè)鋅銅原電池�，F(xiàn)在大家可以搞清楚了，什么是原電池。 原電池中電子流出的這一極稱(chēng)為負(fù)極；原電池電子流入的這一極稱(chēng)為正級(jí)。鋅、銅原電池中鋅和銅各是什么極？ 生（集體）：鋅片是負(fù)極；銅片是正極。 師：鋅、銅原電池中，鋅片是電子流出的稱(chēng)為負(fù)極，銅片是電子流入的稱(chēng)為正極。負(fù)極鋅片，正極銅片，各發(fā)生什么反應(yīng)？ 生（集體）：負(fù)極鋅片上發(fā)生氧化反應(yīng)；正極銅片上的H＋發(fā)生還原反應(yīng)。 師：負(fù)極鋅片，電極鋅本身被氧化正極銅片，H＋在電極銅上被還原。鋅銅原電池中的電子，從負(fù)極鋅片流向正極銅片。 為了更好地學(xué)習(xí)原電池的工作原理，我們可以用電極方程式，表示原電池兩電極上所發(fā)生的反應(yīng)。電極方程怎樣寫(xiě)法呢？寫(xiě)電極方程式時(shí)，[指黑板上所寫(xiě)的電極方程式應(yīng)寫(xiě)清楚正極、負(fù)極；在電極后面括一個(gè)括號(hào)，寫(xiě)電極材料名稱(chēng)；然后再書(shū)寫(xiě)原子（分子）或離子的符號(hào)，以及得失電子的數(shù)目；最后配平并在反應(yīng)物、生成物的符號(hào)間寫(xiě)等號(hào)。] [評(píng)述：電極方程式的書(shū)寫(xiě)一定要規(guī)范，這有利于鞏固對(duì)電極反應(yīng)的氧化還原本質(zhì)的理解。] [教師將放有的盛稀硫酸的玻璃缸，硫酸銅溶液的玻璃缸，酒精溶液的玻璃缸，鋅片、銅片、銀片、石墨棒以及導(dǎo)線的示教盤(pán)和大型電流計(jì)擺在講臺(tái)上。] 師：下面我再來(lái)做幾個(gè)實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)大家仔細(xì)觀察。這是鋅片、石墨棒，在玻璃缸里的是稀硫酸[出示實(shí)物]，現(xiàn)在如果我把鋅片和石墨棒放在稀硫酸里，鋅片上有氣泡嗎？ 生：有氣泡。 師：石墨棒上有氣泡嗎？ 生：沒(méi)有。 師：現(xiàn)在我用一根導(dǎo)線，把鋅片和石墨棒連接起來(lái)。[教師演示]請(qǐng)×××同學(xué)[指定學(xué)生]代表大家來(lái)看一下，并向大家匯報(bào)看到的現(xiàn)象。 生（11）：鋅片上氣泡減少，石墨棒上有氣泡產(chǎn)生。 師：把電流計(jì)連接在鋅片和石墨棒中間[教師演示]，大家看看講臺(tái)上電流計(jì)指針，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 下面我們做第二個(gè)實(shí)驗(yàn)。這里有兩塊鋅片，玻璃缸里是稀硫酸[出示實(shí)物]把兩塊鋅片插入稀硫酸里[教師演示]，兩塊鋅片有什么現(xiàn)象？ 生：都有氣泡。 師：如果在兩塊鋅片間，連接一電流計(jì)[教師演示]，大家看看，電流計(jì)的指針是否有偏轉(zhuǎn)？ 生：沒(méi)有偏轉(zhuǎn)。 師：兩塊鋅片插入稀硫酸連接電流計(jì)，兩塊鋅片都有氣泡產(chǎn)生，電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 下面我們做第三個(gè)實(shí)驗(yàn)。這是一塊鋅片，這是一塊銀片，玻璃缸是硫酸銅溶液[出示實(shí)物]，把鋅片、銀片插入硫酸銅溶液中，放置片刻后，取出銀片[教師演示]，大家看看，銀片上有什么現(xiàn)象？ 生（部分）：變暗了；（部分）：有暗紅色。 師：如果在鋅片、銀片中，連接一個(gè)電流計(jì)[教師演示]，大家看看，電流計(jì)的指針是否有偏轉(zhuǎn)？ 生：有偏轉(zhuǎn)。 師：鋅片、銀片插入硫酸銅溶液，連接電流計(jì)，鋅不斷溶解，銀片有暗紅色物色析出，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)，也就是第四個(gè)實(shí)驗(yàn)。這是一塊鋅片、一塊銅片，玻璃缸里是酒精溶液[出示實(shí)物]。 現(xiàn)在我們把鋅片和銅片插入酒精溶液[教師演示]，大家仔細(xì)觀察，有什么現(xiàn)象？ 生：沒(méi)現(xiàn)象。 師：鋅片、銅片插入酒精溶液，鋅片、銅片都沒(méi)有現(xiàn)象。如果用導(dǎo)線把鋅片、銅片連接起來(lái)，鋅片、銅片上仍然沒(méi)有現(xiàn)象�，F(xiàn)在我在鋅片、銅片間， 連接一個(gè)電流計(jì)[教師演示]，大家看看，電流計(jì)指針是否有偏轉(zhuǎn)？ 生：沒(méi)有偏轉(zhuǎn)。 師：鋅片、銅片插入酒精溶液，連接電流計(jì)，鋅片、銅片上沒(méi)有現(xiàn)象，電流計(jì)指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 現(xiàn)在請(qǐng)大家考慮：這四個(gè)實(shí)驗(yàn)中，哪幾個(gè)既發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，又能產(chǎn)生電流？請(qǐng)×××同學(xué)回答。 生（12）：第一和第三。 師：第一和第三個(gè)實(shí)驗(yàn)。既發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，又能產(chǎn)生電流，這些裝置是原電池；第二個(gè)實(shí)驗(yàn)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，但無(wú)電流產(chǎn)生；第四個(gè)實(shí)驗(yàn)既不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，也沒(méi)有電流產(chǎn)生，這些裝置都不是原電池。 現(xiàn)在請(qǐng)大家考慮：原電池由哪幾部分構(gòu)成？每部分用什么材料？材料有什么要求？也就是說(shuō)，請(qǐng)臧克家總結(jié)歸納一下，構(gòu)成原電池要哪些條件？請(qǐng)×××同學(xué)講講看。 [評(píng)述：在了解原電池作用的 ，分析原電池的構(gòu)造。而且，教師對(duì)構(gòu)造的教學(xué)是

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