原电池的工作原理教案通用4篇

【导言】此例“原电池的工作原理教案通用4篇”的教案资料由阿拉题库网友为您分享整理，以供您学习参考之用，希望这篇资料对您有所帮助，喜欢就复制下载支持吧！

高中化学必修二《原电池》教案【第一篇】

教学目标

知识技能：通过复习掌握原电池、电解、电镀、金属的腐蚀和防护原理。

能力培养：根据知识点的复习培养总结、归纳的能力，培养应用所学知识解决实际问题的能力。

科学思想：应用电化学的知识综合、归纳，理论联系实际。

科学方法：应用实验研究问题的方法。

重点、难点 原电池与电解池的比较。

教学过程设计

教师活动

一、电化学知识点的复习

设问

电化学中有哪些知识点是重点要掌握的呢？

学生活动

回答：

原电池与电解池的不同点；原电池的工作原理以及电解池的工作原理；两极反应的判断和书写；电化学的应用。

很好，我们可以将电化学的知识归纳在网络图中，哪一个同学能够写出？

投影知识点的归纳，网络图

学生打出投影：

1．常见的电池

设问

①构成原电池的材料是什么呢？

②原电池的原理是什么呢？

③它的原理与电解池有什么不同？

④常见的电池的类型？

看录像或投影：

回答：

①原电池是由金属与金属或非金属，电解质溶液构成的。

②原电池是由化学能转化为电能的装置。

③它的原理与电解池不同，因为电解池是由电能转化为化学能的装置。

④常见的电池有：干电池；蓄电池。

几种电池示意图：

设问

根据示意图你能说明电池的种类吗？

回答：

锌锰电池（干电池）、铅蓄电池、燃烧电池（氢氧燃烧电池、甲烷燃烧电池）等。

设问

①电池的两极各发生了什么反应？

②电池正、负两极应该如何确定？

它的两极与电解池的两极有什么不同点？

③在可逆电池中，充电、放电过程是应用了原电池的原理还是电解池的原理？

回答：

①活泼的金属为负极，发生氧化反应。

不活泼的金属为正极，发生还原反应。

②原电池与电解池的两极不相同，表现在：原电池活泼金属是负极，而电解池与电源负极相互联结的就是负极（阴极）。

原电池两极金属的金属活动性必须不同，而电解池两极可以是惰性电极，也可以是金属电极。

③放电的过程是应用了原电池的原理，而充电过程应用了电解池的原理。

讲解

电池可以分为可逆电池和不可逆电池，比如：干电池、燃烧电池等都是不可逆电池，它们在发生反应时有气体或生成的物质无法在相同的条件下返回，所以，称为不可逆电池。

设问1

请举例说明不可逆电池（展示学生解剖的干电池）？

干电池的两极材料是什么？

电解质溶液是什么？

两极反应式如何书写？

总反应如何书写？

回答1：

如：锌-锰电池

两极材料是Zn、MnO2

电解质溶液是：NH4Cl

负极：Zn-2e=Zn2+

总反应：Zn+2NH4=Zn2++2NH3↑+2H2↑

评价纠正学生的错误，写出正确的反应。

设问2

还有什么实例呢？

两极材料是什么呢？

电解质溶液是什么呢？

回答2：

再如：锌-铜电池，负极-Zn，正极-Cu。

负极：Zn-2e=Zn2+，电解质溶液——稀硫酸。

正极：2H++2e=2H=H2

总反应：2H++Zn=H2↑+Zn2+

什么是可逆电池呢？（看前面的图）

谁能写出两极反应式？

总反应式又如何书写呢？

（教师指导学生书写）

铅蓄电池是可逆电池

两极反应式：

负极：Pb-2e=Pb2+

总反应：

练习

书写两极反应式。

若有：

（1）铜、锌、稀硫酸

（2）铜、铁在潮湿的空气中的腐蚀

（3）锌、铁放在食盐水中

（4）氢、氧燃烧电池（电池的产物负极为H2O，正极则有大量的氢氧根生成）

（5）甲烷燃烧电池（电池负极甲烷燃烧失去电子，在碱性条件下

根据信息写出（4）、（5）的电池总反应式。

板演：

（1）负极：Zn-2e=Zn2+

正极：2H++2e=2H=H2

（2）负极：2Fe-4e=2Fe2+

正极：O2+4e+2H2O=4OH-

（3）负极：2Zn-4e=2Zn2+

正极：O2+4e+2H2O=4OH-

（4）负极：2H2+4OH--4e=4H2O

正极：O2+4e+2H2O=4OH-

总反应：2H2+O2=2H2O

正极：2O2+8e+4H2O=8OH-

设问

谁能够将燃烧电池小结一下呢？

回答：

在燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是：

负极发生氧化反应，化合价升高，失去电子；

总反应式为：两极反应的加合；

书写反应时，还应该注意得失电子数目应该守恒。

评价回答的很好。

燃烧电池反应中确定哪一极发生的是什么反应的关键是：

负极：化合价升高，失去电子，发生氧化反应；

正极：化合价降低，得到电子发生还原反应。

2．分析电解应用的主要方法和思路

设问

电解质在通电前、通电后的关键点是什么呢？

在电解时离子的放电规律是什么呢？

电解的结果：溶液的浓度、酸碱性有无变化？

回答：

通电前：电解质溶液的电离（它包括了电解质的电离也包括了水的电离）。

通电后：离子才有定向的移动（阴离子移向阳极，阳离子移向阴极）。

放电规律：

阳极：

金属阳极＞S2-＞I-＞Cl-＞OH-＞含氧酸根

阴极：

Ag+＞Cu2+＞Pb2+＞Fe2+＞Zn2+＞H+＞Mg2+

溶液的离子浓度可能发生变化如：电解氯化铜、盐酸等离子浓度发生了变化。

因为溶液中的氢离子或氢氧根离子放电，所以酸碱性可能发生改变。

请同学们看下列的归纳表格。

3．原电池、电解池、电镀池的判断规律

（1）若无外接电源，可能是原电池，依据原电池的形成条件判断，主要有“三看”。

设问看什么呢？

回答：

看电极；看溶液；看回路。

投影

先看电极：两极为导体且活泼性不同，有一个先发生化学反应。

再看溶液：两极插入电解质溶液中。

设问

这样就可以形成电池了吗？

回答：

不能。

对，还应该看回路：形成闭合回路或者两极板相接触。

设问

若有外接电源，两极插入电解质溶液，并有回路，可能是什么池？

回答：

是电解池。

评价不完全正确。（纠正后看投影）

（2）若有外接电源，两极插入电解质溶液，可能是电解池或者是电镀池。

设问为什么呢？

回答：

当阳极金属与电解质溶液中的阳离子相同时，则为电镀池，其余的情况是电解池。

评价很好，根据电解液、根据阳极的电极材料，确定电解或电镀。

二、电化学的应用

1．原电池原理的应用

设问

请同学们根据已经复习的知识回答原电池原理的应用及依据？

回答：

应用到实际中有：

（1）由电极反应现象确定原电池的正极和负极，用来判断电极金属活动性强弱。

（2）分析判断金属腐蚀的快慢程度。

（3）由电池反应分析判断新的化学能源的变化，判断放电、充电。

投影

评价学生总结的很好，看以下归纳。

根据学生的回答小结：

原电池原理的三个应用和依据：

（1）电极反应现象判断正极和负极，以确定金属的活动性。其依据是：原电池的正极上现象是：有气体产生，电极质量不变或增加；负极上的现象是：电极不断溶解，质量减少。

（2）分析判断金属腐蚀的速率，分析判断的依据，对某一个指定金属其腐蚀快慢顺序是：

作电解池的阳极＞作原电池的负极＞非电池中的该金属＞作原电池的正极＞作电解池的阴极。

判断依据：

（1）根据反应现象原电池中溶解的一方为负极，金属活动性强。

（2）根据反应的速度判断强弱。

（3）根据反应的条件判断强弱。

（3）由电池反应分析判断新的化学能源的变化，分析的思路是先分析电池反应有关物质化合价的变化，确定原电池的正极和负极，然后根据两极的变化分析其它指定物质的变化。

练习

1．下列五个烧杯中均有天然水

铁被腐蚀由快到慢的顺序是：______。

回答：

从图和复习归纳的方法可以分析，有外接电源时铁放在电源的正极，铁被腐蚀的最快；若放在负极腐蚀的最慢；原电池中，两极的金属活动性差别越大，反应越快，但若有活动性强于铁的金属存在则铁不被腐蚀（保护了铁），所以此题的答案是：

（4）、（2）、（1）、（3）、（5）。

2．电解规律的应用

设问

电解规律的应用有什么内容？

回答：

主要应用是：依据电解的基本原理分析判断电解质溶液。

设问

如何恢复电解液的浓度呢？（举例说明）

回答：

电解液应先看pH的变化，再看电极产物。欲使电解液恢复一般是：

电解出什么物质就应该加入什么，如：电解饱和食盐水在溶液中减少的是氯气和氢气，所以应该加入的是氯化氢。

设问

如果电解硫酸铜时，要恢复原来的浓度应该加入什么呢？

回答：

因为电解硫酸铜时，生成的是铜和氧气，所以应该向溶液中加入氧化铜。

设问

电解在应用中还应该注意什么呢？

回答：

在分析应用问题中还应该注意：

一要：不仅考虑阴极、阳极放电的先后顺序，还应该注意电极材料（特别是阳极）的影响；二要：熟悉用惰性电极电解各类电解质溶液的规律。

练习

用石墨电极电解1mol/L的下列溶液，溶液的pH不变的是______。

（1）HCl （2）NaOH

（3）Na2SO4 （4）NaCl

回答：

盐酸溶液电解产生氯气和氢气，溶液的pH升高。

氢氧化钠溶液电解产生氢气和氧气，溶液的pH升高。

硫酸钠溶液电解产生氢气和氧气，溶液的pH不变。

氯化钠溶液电解产生氢氧化钠、氢气和氯气，溶液的pH升高。

所以（1）、（2）、（4）溶液的pH都增大。

答案：pH不变的是（3）。

以上的四种溶液电解后，如何使其浓度恢复到原来的浓度呢？

回答：

在（1）中应该加入氯化氢。

在（2）中应该加入一定量的水。

在（3）中应该加入一定量的水。

在（4）中应该加入一定量的氯化氢。

3．综合利用——实用电池与可逆电池

常见的电池应用是：

①干电池（Zn-Mn电池）

日常生活和照明。

②铅蓄电池

应用于国防、科技、交通、化学电源等。

③锂电池

密度小，寿命长应用于电脑、手表、心脏起搏器、火箭、导弹的电源。

④燃烧电池

污染小、能量转化高，应用于高科技研究。

⑤其它电池

铝电池：能量高、不污染环境应用于照明、野营作业。

回答：

应用在手电、心脏起搏器、海洋照明、航标电源。

今后我们还可以根据原理设计出更多更好的实用电池。

三、典型习题分析

投影

例题1如图2-17，E为沾有Na2SO4溶液的滤纸，并加入几滴酚酞。A，B分别为Pt片，压在滤纸两端，R、S为电池的电极。M、N是用多微孔的Ni的电极材料，它在碱溶液中可以视为惰性电极。G为电流计，K为开关。C、D和电解池中都充满浓KOH溶液。若在滤纸中央点上一滴紫色的KMnO4溶液，K打开，接通电源一段时间后，C、D中有气体产生。

（1）外电源的正、负极分别是R为____，S为_____。

（2）A附近溶液的现象是_______，B附近发生的电极反应式为_____。

（3）滤纸上的紫色点向哪方移动____。

（4）当C、D里的气体产生到一定量时，切断外电源并接通开关K，经过一段时间，C、D中气体逐渐减少，主要因为____，有关的反应式为_____。

根据图分析回答：

（1）C、D产生气体的体积是不相同的，由此可以判断C端的气体是氢气，D端产生的气体是氧气，所以确定R为负极而S端是正极。

（2）A附近的变化是变为红色，因为D端放氧气，N端为阳极，而A端为阴极，吸引阳离子，阳离子放电2H+-2e=H2。因为，电解破坏了水的电离平衡，所以，此处OH-浓度增大，溶液显红色。而在B端发生OH-放电，其反应为：4OH--4e=2H2O+O2。

（4）氢气和氧气在碱的环境下发生的是电池反应，（类似燃烧电池），消耗了氢气和氧气。

（-）2H2+4OH--4e=4H2O

（+）O2+2H2O+4e=4OH-

评价此题是一道比较综合的题，它考察了电化学知识的大部分内容。

此题的突破点是，示意图中的两种气体的体积，由此确定电源的正、负极，使题中所有问题迎刃而解。这位同学分析得非常好，我们应该认真的读题，抓住题中的突破口。

投影

例题2 用石墨电极电解100mLH2SO4和CuSO4混合溶液，通电一段时间后，两极各出现气体（标准状况），求原来溶液中CuSO4的浓度。

请同学们分析后给出答案。

回答：

阳极产生的氧气为，阴极产生的氢气为。

由CuSO4电解时放出的氧气为，计算是：

2Cu2+～O2

2/y=1/ y=

c（Cu2+）=/=（mol/L）

评价

此题的突破口是根据题意分析出两极各产生的气体为；根据得失电子守恒。

同学们的分析是非常正确的'。

投影

例题3 人工生成铝表面的氧化铝保护膜的方法是将表面光洁的铝制品作为阳极放入盛18％H2SO4溶液的电解槽。通电一定时间，设阳极氧气全部与铝反应。

思考后回答：

通过的电量为1A×3600s=3600C（库仑）。由3600C/96500C/mol等于的电子。

今有表面积约的铝制品，放入电解槽，通入1A的电流1h（小时），已知氧化铝膜的密度为/cm3，则生成均匀的氧化膜的厚度是多少？

请同学们分析：

在从2molAl与氧气反应产生氧化铝可知，得失电子为6mol。根据此反应计算出氧化铝的物质的量，再根据氧化铝的密度和表面求出氧化膜的厚度。

此题的答案是：24μm（微米）。

评价

同学们分析的比较清楚，在作此题时应该抓住时间、表面积、电量、物质的量的相互关系，应用数学方法得到正确的答案。

请同学们通过练习巩固复习的知识，提高解题的能力，以适合生活、生产、科技的需要。

精选题

一、选择题

1．银锌电池广泛应用各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：

反应的物质是 [ ]

A．Ag

B．Zn（OH）2

C．Ag2O

D．Zn

2．应用惰性电极插入500mLAgNO3溶液中，通电电解，当电解溶液的pH从6变为3时（设阴极没有H2析出，电解前后的溶液体积不变），电极上析出银的质量是 [ ]

A．27mg

B．54mg

C．108mg

D．216mg

二、非选择题

离子组成符合下列情况的电解质，进行电解（各离子只能使用一次）。

（1）以碳棒为电极进行电解，电解质的含量减少，水量保持不变，两极都有气体生成，气体体积相同，则该电解质的化学式为____，电解的电极反应____，电解的总方程式是____。

（2）以铂丝为电极进行电解，水量减少，电解质的含量保持不变，两极都有气体生成，气体体积为2∶1，则该电解质的化学式为____，电极反应式为____。

（3）惰性电解，电解质的含量减少，水的含量也减少，pH下降，则电解质的化学式为____，电解总的方程式____。

4．正在研究应用锌顶替铅的电池，它可以减少环境污染容量又很大，其电池反应为2Zn+O2=ZnO，其原料为锌和电解质溶液、空气。请写出：

（1）电极反应____，____。

（2）估计该电解质溶液应该用____（强的酸或强的碱）。

5．定温下，将一定量饱和Na2SO4溶液用铂电极通电电解。当阳极逸出amol气体时，同时从溶液中析出mgNa2SO410H2O晶体，则原来饱和Na2SO4溶液的质量分数是____。

6．某学生试图用电解法根据电极上析出物质的质量来验证阿伏加德罗常数值，其实验方案的要点为：

①用直流电电解氯化铜溶液，所用仪器如图2-18。

②在电流强度为IA，通电时间为ts后，精确测得某电极上析出的铜的质量为mg。试回答：

（1）连接这些仪器的正确顺序为（用图中标注仪器接线柱的英文字母表示。下同）E接____，C接____，接F____。

实验电路中的电流方向为____→____→____→C→____→____。

（2）写出B电极上发生反应的离子方程式______。

G试管中淀粉KI溶液变化的现象为______，相应的离子方程式为______。

（3）为精确测定电极上析出铜的质量，所必需的实验步骤的先后顺序是______。

①称量电解前电极质量

②刮下电解后电极上的铜并洗净

③用蒸馏水清洗电解后电极

④低温烘干电极后称量

⑤低温烘干刮下的铜后称量

⑥再次低温烘干后称量至恒重

（4）已知电子电量为×10-19C，试列出阿伏加德罗常数的计算表达式：N=______。

答 案

一、选择题

1．D 2．B

二、非选择题

3．（1）HCl 阳极：2Cl-—2e→Cl2↑阴极：2H++2e→H2↑

总反应式：2HCl H2↑+Cl2↑

（2）KOH 阳极：4OH--4e→2H2O+O2↑阴极：4H++4e→2H2↑

（3）CuSO4总反应式：2CuSO4+2H2O 2Cu+2H2SO4+O2↑

4．（1）负极：Zn—2e→Zn2+正极：O2+4e+2H2O→4OH-

（2）强碱

6．（1）D、A、B F→B→A→C→D→E

（2）2Cl-—2e=Cl2，变蓝色，2I-+Cl2=I2+2Cl-

（3）①③④⑥

原电池的工作原理教案【第二篇】

教学目标：

一、知识与技能：

1、了解原电池的工作原理，原电池的构成条件并能设计简单的原电池。

2、理解原电池的本质和原电池的正负极与氧化还原反应的关系。

二、过程与方法

1、通过对比实验的探究认识到原电池在化学能转变为电能过程中所起到的作用。

2、通过探究实验，分析并归纳出形成原电池的条件。

3、通过多媒体动画分析原电池中微观粒子的移动，深入理解原电池的本质。

三、情感态度与价值观

1、学会通过对比的方法来处理实验结果，由具体的实验现象描述逐渐形成抽象概括。

2、认识到科学对人类产生的影响是多方面的，要有辩证看待事物的眼光。

3、认识到个体与群体是密切相关的，从而形成“环保从我做起”的意识。

教学重难点：

1、本节教学重点：初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

2、本节教学难点：通过对原电池实验的探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。

学情分析：

学生在必修1中已经学习了氧化还原反应，对氧化还原反应的特征——“反应中有电子的得失”有较好的认识。并掌握了氧化反应、还原反应与电子得失(化合价升降)的联系。这将有助于学习者理解并掌握原电池的本质——氧化还原反应，以及原电池正负极与电极得失电子的关系。

教材分析：

本节课讲授的是《化学—必修二》中第二章第二节——化学能与电能。在高中化学中关于原电池的内容有两部分，分别是必修二第二章第二节(化学能与电能)以及选修四第四章第一节(原电池)。本节课作为必修内容中的一部分，在知识的深度上偏低，要符合所有学习者的学习情况；在广度上要有一定的拓展，使得学习者能够有一个较为开阔的学习视野；而在学习知识上要把握好基础知识的框架，为部分学习者的后续学习奠定基础。

教学过程：

引入同学们好，你们看这是什么？(展示手电筒、手机、MP3等电器。)

学生回答电筒、手机、MP3。

引导这些电器的工作需要什么样的能源？从哪里获得？

学生回答电能，电池。

引导那么电池如何能产生电能呢？要解决这个问题我们先回顾一下上节课所学的知识，各种形式能量之间可以相互转化，比如化学反应中化学能可以转化为热能。那么电能可以由什么能量转化来，你们了解哪些发电方式吧？

学生回答有火力发电、水力发电、风力发电、核能发电等。

讲述阅读教材40页图2—7、2—8及第二段了解我国发电方式和发电总量构成，以及火力发电过程中的能量转化。

分组讨论我国发电总量构成说明什么问题？火力发电过程中涉及哪些形式的能量转化？分析火力发电的缺点？

学生回答以火力发电为主，火力发电就是通过化石燃料燃烧，使化学能转变成为热能，加热水使之汽化为水蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。即存在化学能→热能→机械能→电能几种能量的转化。

缺点包括：煤是不可再生能源、煤燃烧对环境的污染大、火力发电能量转化过程多，能量损耗多能量利用率低。

引导从上面讨论可知火力发电事实上将化学能最终转化为了电能，只不过所需的能量转化过程多，能量利用率低。那么我们能不能找到一种直接将化学能转化为电能的方法呢？

我们再来分析一下火力发电过程中的能量转化过程。

化学能→热能→机械能→电能

大家觉得这一系列的能量转化过程中最重要的一步是哪一步？为什么？

学生回答化石燃料的燃烧即化学能→热能因为只有将化学能以热能。

形式释放出去后才可能实现后续过程中的能量形式转化。

引导非常正确，由此我们可以看出在火力发电中，化石燃料的'燃烧(发生氧化还原反应)是使化学能转化为电能的关键。那么谁能告诉我氧化还原反应的本质是什么？

学生回答还原剂和氧化剂之间存在电子的转移。

引导对！因此电子转移的结果是引起物质化学键重新组合，同时将化学能以热能释放。那么如果我们能将氧化还原反应中的化学能直接以电能形式释放，是否就可以实现化学能直接转化为电能呢？

下面请同学们完成以下几个探究实验，并讨论完成相关实验报告。

学生分组实验

实验一取60mL稀硫酸置于200mL烧杯中，用pH试纸。

测定其pH值。然后将一块锌片插入稀硫酸中，观察实验现象。

一段时间后再测溶液的pH值，并用手触摸烧杯外壁。

学生总结

Zn片逐渐溶解，Zn片表面有气泡产生，溶液的。

pH值增大，烧杯外壁有一定温度。

结论：Zn与稀H2SO4发生了化学反应。

引导请同学们思考并讨论几个问题：

①根据相关实验现象，写出反应方程式。

②反应过程中有无电子转移，如果有，分析谁得电子，谁失电子？

③反应过程中的能量转化形式如何？

讨论并总结pH值增大即说明溶液中的c(H+)减小，H+。

数目减少，有气泡产生。因此反应为：

Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑。

Zn–2e— Zn2+发生氧化反应。

2H+2e H2↑发生还原反应。

化学能转化为热能。

实验二另取60mL稀硫酸置于200mL烧杯中，用pH试纸+—Zn稀H2SO4Cu稀H2SO4。

测定其pH值。然后将一块铜片插入稀硫酸中，观察实验现象。

一段时间后再测溶液的pH值，并用手触摸烧杯外壁。

学生总结

无明显现象，溶液的pH不变，烧杯外壁无温度变化。此过程中未发生反应，实验三另取60mL稀硫酸置于200mL烧杯中，用pH试纸。

测定其pH值。然后将一块锌片和一块铜片同时插入稀硫酸中，观察实验现象。一段时间后再测溶液的pH值。

学生总结

同实验一Zn片逐渐溶解，Zn片表面有气泡产生，溶液的pH值增大，烧杯外壁有一定温度。Cu片无明显现象。

结论：Zn与稀H2SO4发生了化学反应。

Cu与稀H2SO4不发生化学反应。实验四另取60mL稀硫酸置于200mL烧杯中，用pH试纸测定其pH值。然后将一块锌片和一块铜片；同时插入稀硫酸中，用导线连接，并在导线中间连接一个电流计。观察实验现象。

学生总结

Zn片逐渐溶解，Cu片不溶解，Cu片表面有气泡产生，溶液的pH值增大，电流表的指针发生偏转。

引导这里出现了两个比较特殊的现象，其一

Cu片表面有气泡产生，其二电流表的指针发生了偏转。请同学们结合实验一的现象和结论分析为什么Cu片表面有气泡产生，电流表的指针偏转说明什么？并思考该过程中得、失电子的物质是什么？写出相关化学反应。

讨论并总结

1、Zn片逐渐溶解，Cu片不溶解，说明失电子的还是Zn片，Cu片并未失电子。

2、Cu片表面有气泡产生，溶液的pH值增大，说明该气泡仍然是H2，只不过氢ZnCu稀H2SO4离子是在铜片上获得电子，而不是在锌片上获得电子。

3、发生的化学反应还是Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑

4、电流表的指针偏转说明有电流产生，该过程获得了电流，即实现了化学能转化为电能。

引导通过同学们的讨论，我们确定了在实验四中实现了化学能转化为电能，在此过程中发生的化学反应和实验一相同，因此我们有必要分析一下为什么同一个化学反应经过不同的实验装置设计实现了化学能转化为了两种不同形式的能量(热能、电能)。这种实验装置的设计有什么特殊之处？

思考这样几个问题：

①为什么失去电子的是Zn片，而不是Cu片？

②对比实验一和实验四得失电子的位置差别？

③Cu片并未失电子，而氢离子是在铜片上获得电子，那么Cu片上的电子是从什么地方来的？

讨论并总结

1、Zn和Cu的金属活泼性不一样，Zn比Cu的失电子能力强。

2、实验一中得失电子的位置均在Zn片表面，而实验四中失电子的位置在Zn片表面(发生氧化反应)，得电子的位置在Cu片(发生还原反应)。

3、Cu片上的电子来自于Zn片，电子经导线从Zn片流向Cu片从而获得电流。

归纳从同学们的讨论可知，只要具有类似实验四这种把一个氧化还原反应拆分为氧化反应和还原反应使之在不同区域进行，并通过导线传递氧化还原反应中的转移电子的实验装置就能实现化学能直接转化为电能。因此我们把这种将化学能转变为电能的装置叫做原电池。另外，根据物理学知识我们知道电流(正电荷)由正极流向负极，那么电子(负电荷)就应该从负极流向正极，因此我们可以规定实验四中的锌片作为负极，铜片作为正极。它们发生的反应称为电极反应。

继续探究

现在我给大家一些材料，各小组可以自己设计原电池，然后汇报设计结果与心得。

(材料：导线、炭棒、铁片若干、铜片若干、烧杯、稀硫酸、检流计、蔗糖溶液、硫酸铜溶液。)

高中化学必修二《原电池》教案【第三篇】

一、探究目标

体验化学能与电能相互转化的探究过程

二、探究重点

初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

三、探究难点

通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。

四、教学过程

引入

电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。

板书 原电池

一、原电池实验探究

讲：铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质，利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家----伏打留给我们的历史闪光点！

实验探究(铜锌原电池)

实 验 步 骤现 象

1、锌片插入稀硫酸

2、铜片插入稀硫酸

3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸

问题探究

1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？

2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？

3、锌片的质量有无变化？溶液中c (H+)如何变化？

4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？

5、电子流动的方向如何？

讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖----原电池。

板书（1）原电池概念：学能转化为电能的装置叫做原电池。

问：在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？

学生： Zn+2H+=Zn2++H2↑

讲：为什么会产生电流呢？

答：其实锌和稀硫酸反应是氧化还原反应，有电子的转移，但氧化剂和还原剂热运动相遇发生有效碰撞电子转移时，由于分子热运动无一定的方向，因此电子转移不会形成电流，而通常以热能的形式表现出来，激烈的时候还伴随有光、声等其他的形式的能量。显然从理论上讲，一个能自发进行的氧化还原反应，若能设法使氧化与还原分开进行，让电子的不规则转移变成定向移动，便能形成电流。所以原电池的实质就是将氧化还原的电子转移变成电子的定向移动形成电流。

（2）实质：将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能的形式释放。

问：那么这个过程是怎样实现的呢？我们来看原电池原理的工作原理。

（3）原理：（负氧正还）

问：在锌铜原电池中哪种物质失电子？哪种物质得到电子？

学生：活泼金属锌失电子，氢离子得到电子

问：导线上有电流产生，即有电子的定向移动，那么电子从锌流向铜，还是铜流向锌？

学生：锌流向铜

讲：当铜上有电子富集时，又是谁得到了电子？

学生：溶液中的氢离子

讲：整个放电过程是：锌上的电子通过导线流向用电器，从铜流回原电池，形成电流，同时氢离子在正极上得到电子放出氢气，这就解释了为什么铜片上产生了气泡的原因。

讲：我们知道电流的方向和电子运动的方向正好相反，所以电流的方向是从铜到锌，在电学上我们知道电流是从正极流向负极的，所以，锌铜原电池中，正负极分别是什么？

学生：负极（Zn） 正极（Cu）

实验：我们用干电池验证一下我们分析的正负极是否正确！

讲：我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理，又叫电极方程式或电极反应。一般先写负极，所以可表示为：

负极（Zn）：Zn－2e＝Zn2＋ （氧化）

正极（Cu）：2H＋＋2e＝H2↑（还原）

讲：其中负极上发生的是氧化反应，正极上发生的是还原反应，即负氧正还。

注意：电极方程式要①注明正负极和电极材料 ②满足所有守衡

总反应是：Zn+2H+=Zn2++H2↑

讲：原来一个自发的氧化还原反应通过一定的装置让氧化剂和还原剂不规则的电子转移变成电子的定向移动就形成了原电池。

转折：可以看出一个完整的原电池包括正负两个电极和电解质溶液，及导线。那么铜锌原电池中的正负极和硫酸电解质能否换成其他的物质呢？

学生：当然能，生活中有形形色色的电池。

过渡：也就是构成原电池要具备怎样的条件？

二、原电池的构成条件

1、活泼性不同的两电极

2、电解质溶液

3、形成闭合回路（导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液

4、自发的氧化还原反应(本质条件)

思考：锌铜原电池的正负极可换成哪些物质？保证锌铜原电池原理不变，正负极可换成哪些物质？（ C、Fe、 Sn、 Pb、 Ag、 Pt、 Au等）

问：锌铜原电池中硫酸能换成硫酸钠吗？

判断是否构成原电池，是的写出原电池原理。

（1）镁铝/硫酸；铝碳/氢氧化钠；锌碳/硝酸银 ；铁铜在硫酸中短路；锌铜/水；锌铁/乙醇；硅碳/氢氧化钠

（2）[锌铜/硫酸（无导线）；碳碳/氢氧化钠] 若一个碳棒产生气体升，另一个产生气体升，判断原电池正负极并求锌片溶解了多少克？设原硫酸的浓度是1l/L，体积为3L，求此时氢离子浓度。

（3）银圈和铁圈用细线连在一起悬在水中，滴入硫酸铜，问是否平衡？（银圈下沉）

（4）Zn/ZnSO4//Cu/CuSO4盐桥（充满用饱和氯化钠浸泡的琼脂）

（5）铁和铜一起用导线相连插入浓硝酸中

镁和铝一起用导线相连插入氢氧化钠中

思考：如何根据氧化还原反应原理来设计原电池呢？

请将氧化还原反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+设计成电池：

此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。

其中，用到了盐桥

什么是盐桥？

盐桥中装有饱和的Cl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。

盐桥的作用是什么？

可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。

盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。

导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。

三、原电池的工作原理：

正极反应：得到电子 （还原反应）

负极反应：失去电子 （氧化反应）

总反应：正极反应+负极反应

想一想：如何书写复杂反应的电极反应式？

较繁电极反应式=总反应式-简单电极反应式

例：熔融盐燃料电池具有高的放电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为负极燃气，空气与CO2的混合气为正极助燃气，已制得在6500C下工作的燃料电池，试完成有关的电极反应式：

负极反应式为：2CO+2CO32--4e-=4CO2

正极反应式为：2CO2+O2+4e-=2CO32-

电池总反应式：2CO+O2=2CO2

四、原电池中的几个判断

1.正极负极的判断：

正极：活泼的一极 负极：不活泼的一极

思考：这方法一定正确吗？

2.电流方向与电子流向的判断

电流方向：正→负 电子流向：负→正

电解质溶液中离子运动方向的判断

阳离子：向正极区移动 阴离子：向负极区移动

原电池的工作原理教案【第四篇】

一、教材分析

第一课时的主要内容有：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。原电池原理和组成条件是本节课的重点，原电池原理是本节课的难点。首先， 新课引入手机电池创设了教学情景，通过两个演示实验作为探究教学，让学生观察到 “铜片上产生气泡”这一反常的实验现象，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；紧接着，通过演示实验为学生提供 “实证性”材料，学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个讨论题，让学生自己归纳“组成原电池的条件”。最后，让学生自己设计一个原电池以检验学生对所学知识的实际应用能力。根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实际需要，采取了启发、讨论、 实验探究等教学方法，并结合多媒体进行教学。

二、教学设计

通过学生动手实验不仅使学生观察到明显的现象，还能使学生直接参与知识的获得直接体验的过程。将课本后面的家庭小实验“水果电池”，移到探讨“组成原电池的条件”的课堂教学中，不仅能帮助同学理解组成原电池的其中一个必要条件——电解质溶液，而且使学生觉得化学就在我们的身边，从而激发学生学习兴趣，启迪学生思维。通过一个医学小故事，让学生帮助格林太太解决问题，达到学以致用的目的。

三、教学目标

1.知识目标：理解原电池原理，掌握构成原电池的条件，会进行简单的原电池设计。 2.情感目标：培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度， 培养学生的团队协作精神。 3.能力目标：培养学生观察能力、实验能力、实验设计能力、语言表达能 力。培养学生正向思维、逆向思维、发散思维能力。 掌握原电池的工作原理；原电池的形成条件及电极反应式；电子和电流的运动方向；培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神。

四、教学重点

原电池的原理；原电池的形成条件及电极反应式；电子和电流的运动方向；

五、教学难点

原电池的工作原理。

六、教学准备

1.对学生进行分组：四人为一个小组

2.实验准备：每组一个灵敏电流计，两片铜片、两片锌片、一根石墨电极、 一杯稀硫酸溶液、一杯蔗糖溶液、 西红柿等水果。 3.制作铜锌原电池工作原理的模拟动画

七、教学过程 引入日常生活中，我们会接触到不同种类的手机，你们都喜欢用什么款式的手机，为什么？手机待机时间长短与什么有关？这些电池虽小，但是，在生活中却扮演着及其重要的角色。你们知道电池工作的基本原理吗？今天，我们来学习新的知识──原电池。 实验探究：

指导学生做以下三个实验： 1.将锌片插入稀硫酸中，将铜片插入稀硫酸中 2.将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中 3.在第二个实验中连接电流表 学生活动实验并观察现象大部分同学都已完成，我们一起来看一下同学们观察到的实验现象

学生回答1.锌片上有气泡(因为锌能和稀硫酸反应放出氢气)铜片上没有气泡(因为铜不能和稀硫酸反应) 2.铜片上有气泡 3.电流表指针发生偏转 [问] 化学反应总伴随着光能、热能等的相互转化，在实验三中是否有能量的相互转化呢？是什么形式的能量转化？ (化学能转变为电能) [过渡] 我们把这种能将化学能转变为电能的装置叫做原电池 板书1.原电池的定义：将化学能转变为电能的装置叫做原电池

上述装置我们称为Cu-Zn 原电池，它的工作原理是什么？我们一起来看一个多媒体动画演示。

设疑

1、锌和稀H2SO4直接反应的实质是什么？

2、插入铜丝接触到锌粒后，为什么在铜丝上出气泡？

3、铜丝上的电子由何处而来，出来的是什么气体？ 学生根据实验，建议讨论步骤：现象(易)——解释(难)——结论(难) [“Flash 铜锌原电池”] 配合课件演示。

演示实验分析：1.电子流向。2.电极及电极反应。3.电极的判断。

[生师讨论解释] 原来，当把用导线连接的铜片和锌片一同浸入稀硫酸时，由于锌比铜活泼， 容易失去电子，锌被氧化成锌离子，而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片， 溶液中的氢离子从铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片上放出。

这一反应可表示如下：

电极反应：负极(锌片) Zn - 2e = Zn 2+ (氧化反应)

正极(铜片)2H + + 2e = H 2 ↑(还原反应)

原电池反应：Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 ↑(Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 ↑) [巩固提问] 1.原电池中，电子从哪极流出？通过外电路流回到哪极？ 2.原电池中，正负两极哪极是较活泼金属？哪极是较不活泼材料？ 3.原电池中，正负两极分别发生什么反应？

4.原电池组成的条件是什么？(①两块相连的活泼性不同的金属，或可以导电的其它材料；②电解质溶液。闭合电路)。

(经常用做惰性电极材料的物质是Pt(铂)或C(石墨)，如下图两个装置的电极反应是相同的。) [再复习演示动画]„„

实验指导 刚才我们介绍的是Cu-Zn-H 2 SO 4 原电池，大家可以据此更换电极材料和溶液来探索原电池的形成条件

活动中介绍 同学们可以根据给出的实验，动手操作看其能否形成原电池 学生小结组成原电池的条件： ①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极 ②电极材料均插入电解质溶液中 ③两极相连形成闭合回路 板书3.原电池的形成条件

趣味实验同学们想不想自己制作一个原电池呢？实验“水果电池”

小结 原电池是一种负极流出电子，发生氧化反应；正极流入电子，发生还原反应，从而实现化学能转变成电能的装置。 解决问题1.格林太太是位漂亮开朗乐观的妇女，当她开怀大笑的时候，人们可以发现她整齐洁白的牙齿里有两颗假牙，其中一颗是黄金的，这是她富有的标志，另一颗是不锈钢的这是一次车祸留下的痕迹。令人百思不解的是，自从车祸后，格林太太经常头疼，虽然医生绞尽了脑汁，格林太太的头疼病仍无好转。这个时候，一位年轻的化学家来看望格林太太并为她治好了头疼病，同学们想知道化学家是怎样治好格林太太的病的吗？

课堂练习 2.判断下列装置那些能构成原电池

、B、C都是金属，A与B组成原电池时，A为正极；A与C插入稀硫酸溶液组成原电池时，C电极上有氢气产生。 A、B、C三种金属的活动顺序为( )

A. A>B>C B. A>C>B C. B>A>C D. B>C>A 4.请根据电子的流动方向，将氧化还原反应Fe + Cu 2+ = Cu + Fe 2+ 判断正负极，写出电极反应式和总反应式。