原电池教案 初中物理《原电池》教案(最新4篇)

2023-03-21 16:58:42

作为一名教学工作者,编写教案是必不可少的,教案是备课向课堂教学转化的关节点。那么优秀的教案是什么样的呢?书包范文小编精心为大家整理了初中物理《原电池》教案(最新4篇),希望能够对小伙伴们的写作有一点帮助。

高二必修一化学原电池教案 篇一

教学重点:

①原电池的化学工作原理;

②原电池的形成条件及电极反应式;电子流和电流的运动方向;

③培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神。

教学难点:

原电池的化学工作原理和金属的腐蚀。

教学过程:

Ⅰ复习

[提问]化学反应通常伴有能量的变化,能量有那些转换(或传递)能量的形式?

Ⅱ新课: §3-4原电池原理及其应用

[学生实验,教师指导]

[学生思考的问题]

(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)

一、原电池

对比铜锌原电池与直流电源或干电池的实验,得出有关的电极名称,电流流动方向,电子流动方向等。

电极反应:负极(锌片) Zn - 2e = Zn2+(氧化反应)

正极(铜片)2H+ + 2e = H2↑(还原反应)

原电池反应:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑

定义:把化学能转变为电能的装置叫做原电池。

原电池中:电子流入的一极是正极(较不活泼金属),电子流出的一极是负极(较活泼金属)。

原理:较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)流向较不活泼的金属(正极)。

原电池组成: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(中学只局限活泼金属与电解质溶液能自发进行氧化还原反应的情况)。

原电池形成电流的条件:两块相连的活泼性不同的金属(或可以导电的其它材料)与电解质溶液接触构成闭合回路。

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。

说明:教学软件不能代替教学实验,不过可以在总结时用演示教学软件。

[练习]判断下列装置那些能构成原电池,标出电极名称,写出电极反应。

二、化学电源

(教师可以布置课外文献检索,课堂时间有限,不可能涉及过多内容,局限于教材即可)

1、干电池

家庭常用电池。

常见的是锌-锰干电池。如图:

2、铅蓄电池

目前汽车上使用的电池。

铅蓄电池的构造是用含锑5%—8%的铅锑合金铸成格板。PbO2作为阳极,Pb作为阴极,二者交替排列而成。电极之间充有密度为1.25%—1.28%gcm-3的硫酸溶液。

3、锂电池

锂电池是一种高能电池,锂作为负极,技术含量高,有质量轻、体积小、电压高、工作效率高和寿命长等优点。常用于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。

4、新型燃料电池

还原剂(燃料)在负极失去电子,氧化剂在正极得到电子。

目前常见的有,氢气、甲烷、煤气、铝等燃料与空气、氯气、氧气等氧化剂组成的燃料电池。

特点是能量大、使用方便、不污染环境和能耗少等。

三、金属的腐蚀和防护

(1)金属的腐蚀

金属腐蚀是指金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。

◇ 析氢腐蚀(在酸性条件下)

说明:析氢腐蚀备有Flash演示教学软件,请查阅或选用。

钢铁在潮湿的空气中,钢铁表面吸附的水膜由于溶入二氧化碳,使H+增多。

H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-

构成的原电池:铁(负极)——碳(正极)——酸性电解质薄膜

负极(铁)Fe – 2e = Fe2+ (被氧化)

正极(碳)2H+ + 2e = H2↑(被还原)

◇ 吸氧腐蚀(在弱酸性或中性条件下)

说明:吸氧腐蚀备有Flash演示教学软件,请查阅或选用。

钢铁在潮湿的空气中,钢铁表面水膜溶解了氧气。

构成的原电池:铁(负极)——碳(正极)——电解质薄膜

负极(铁)2Fe – 4e = 2Fe2+ (被氧化)

正极(碳)2H2O + O2 + 4e = 4OH-(被还原)

◇ 析氢腐蚀和吸氧腐蚀往往同时发生,一般情况下,钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀。

[讨论] 析氢腐蚀或吸氧腐蚀钢铁表面水膜溶液的PH值会有什么变化?

(2)金属的防护

[通过研究讨论学习]

1、 改变金属的内部组织结构。

2、 在金属表面覆盖保护层。

涂油脂、油漆,覆盖搪瓷、塑料,电镀、热镀、喷镀,在钢铁表面形成致密而稳定的氧化膜。

3、 电化学保护法。

Ⅲ作业——教材69页:一、二、三题

[课后研究课题]

通过查找资料(包括上网)了解一种新型电池的详细化学原理和优缺点。(如海水电池、氢氧燃料电池、纽扣电池、锂电池等)

高二必修一化学原电池教案 篇二

一、构成原电池的条件构成原电池的条件有:

(1)电极材料。两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性(非金属或某些氧化物等);(2)两电极必须浸没在电解质溶液中;

(3)两电极之间要用导线连接,形成闭合回路。说明:

①一般来说,能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极,如、Na、Ca等。

二、原电池正负极的判断

(1)由组成原电池的两极材料判断:一般来说,较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液,如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池,镁为负极,铝为正极;但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时,由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应,失去电子,因此铝为负极,镁为正极。

(2)根据外电路电流的方向或电子的流向判断:在原电池的外电路,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。

(3)根据内电路离子的移动方向判断:在原电池电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。

(4)根据原电池两极发生的化学反应判断:原电池中,负极总是发生氧化反应,正极总是发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。

(5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,若某一极质量增加,说明溶液中的阳离子在该电极得电子,该电极为正极,活泼性较弱;如果某一电极质量减轻,说明该电极溶解,电极为负极,活泼性较强。

(6)根据电极上产生的气体判断:原电池工作后,如果一电极上产生气体,通常是因为该电极发生了析出氢的反应,说明该电极为正极,活动性较弱。

(7)根据某电极附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而原电池工作后,该电极附近的pH增大了,说明该电极为正极,金属活动性较弱。

三、电极反应式的书写

(1)准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键

(2)如果原电池的正负极判断失误,电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法,但不是绝对的,例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中,

(3)要考虑电子的转移数目

在同一个原电池中,负极失去电子数必然等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应时,一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误,同时也可避免在有关计算中产生误差。

(4)要利用总的反应方程式

从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池,而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应,便可以写出另一个电极反应方程式。

四、原电池原理的应用

原电池原理在工农业生产、日常生活、科学研究中具有广泛的应用。

化学电源:人们利用原电池原理,将化学能直接转化为电能,制作了多种电池。如干电池、蓄电池、充电电池以及高能燃料电池,以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学研究以及科学技术的发展中,电池发挥的作用不可代替,大到宇宙火箭、人造卫星、飞机、轮船,小到电脑、电话、手机以及心脏起搏器等,都离不开各种各样的电池。

加快反应速率:如实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气,用纯锌生成氢气的速率较慢,而用粗锌可大大加快化学反应速率,这是因为在粗锌中含有杂质,杂质和锌形成了无数个微小的原电池,加快了反应速率。

比较金属的活动性强弱:一般来说,负极比正极活泼。

防止金属的腐蚀:金属的腐蚀指的是金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应,使金属失去电子变为阳离子而消耗的过程。在金属腐蚀中,我们把不纯的金属与电解质溶液接触时形成的原电池反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀,电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀:在潮湿的空气中,钢铁表面吸附一层薄薄的水膜,里面溶解了少量的氧气、二氧化碳,含有少量的H+和OH-形成电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳形成了无数个微小的原电池,铁作负极,碳作正极,发生吸氧腐蚀:

电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。因此可以用更活泼的金属与被保护的金属相连接,或者让金属与电源的负极相连接均可防止金属的腐蚀。

高中化学必修二《原电池》教案 篇三

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】4.1 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11.2升,另一个产生气体5.6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

高二必修一化学原电池教案 篇四

知识与技能:

1、使学生了解原电池的工作原理。

2、能够写出电极反应式和电池反应方程式。

过程与方法:

1、经历探究构成原电池的原理的过程,了解科学探究的步骤,学习科学探究的基本方法,提高科学探究的能力;

2、经历多次小组合作、学习、讨论,是学生合作学习、解决问题的能力得到提高。

情感态度与价值观:

在合作探究学习的过程中体验思维碰撞的乐趣。

重点:

了解原电池的工作原理,能够写出电极方程式和电池反应方程式。

难点:

原电池的工作原理。

教学过程:

【引入】学生阅读教材70页,解答电化学定义及电化学研究的内容,使学生在整体上了解本章知识点。

【播放视频】以塑料杯、铁钉、铜丝、白醋、二极管等生活中常见基本器材所做的有关原电池的实验,引起学生的兴趣,并提出问题,二极管发光的原因是什么,让学生带着问题去学习。

【展示问题】

1、什么是原电池?

2、构成原电池的条件是什么?

3、原电池的正负极和电子流向如何判断?

4、原电池的工作原理是什么?(将原电池内容进行细分,使学生有目的的进行学习研究,给学生五分钟时间,阅读课本71—72页,带着问题进行阅读,是学生对于整体知识有一个初步的认识,方便之后的学习)

【提问】什么是原电池

【学生回答】将化学能转化为电能的装置叫做原电池。

【追问】那么构成原电池需要什么条件呢?接下来通过实验探究来进行了解。

【实验探究一】

【结论】前一个装置可以形成原电池,后一个装置不能形成原电池,得出形成原电池的条件之一:活泼性不同的两个电极。并通过讨论,进一步确定,活泼性较强的做负极,而活泼性较弱的做正极。

【实验探究二】

【结论】前一个装置可以形成原电池,后一个装置不能形成原电池,得出形成原电池的条件之二:电极必须插进电解质溶液中。

【实验探究三】

【结论】前一个装置可以形成原电池,后一个装置不能形成原电池,得出形成原电池的条件之三:必须要形成闭合回路。

【追问】通过以上实验,了解了构成原电池的三个条件,但是最根本的条件并没有探究到。提问:原电池是将化学能转化为电能的装置,其中电流是如何产生的呢?

【学生回答】是由于电子的定向移动所以产生了电流

【追问】电子为什么会定向移动,在化学学习中哪种化学反应能使电子定向移动?

【学生回答】氧化还原反应

【总结】由以上提问,可得出构成原电池的第四个条件:能自发进行的氧化还原反应。让学生对构成原电池的四种条件记忆两分钟,之后进行提问。

【提问】构成原电池的条件?

1、具有活泼性不同的电极,较活泼的金属作负极,较不活泼的金属或非金属作正极。

2、具有电解质溶液。

3、形成闭合回路。

4、具有能自发进行的氧化还原反应。

【提问】如何判断原电池的正负极及电子的流向。(给学生三分钟时间,学生小组讨论,解决问题,之后随机抽取学生回答)

负极:较活泼金属,电子流出,发生氧化反应

正极:较不活泼金属或非金属,电子流入,发生还原反应。

【讲述】刚才讲解了有关原电池的定义、构成条件、各电极的反应,需要将这些知识点形成网络,方便记忆与理解。

【小结】总结本节课的基本概念,对基本的定义和专用名词进行记忆。

【练习】判断装置是否能形成原电池?

【回答】ABEO可以形成原电池;CDFMN不能构成原电池。

【追问】CDFMN为什么不能构成原电池,各自的原因是什么?(学生回答,进一步复习巩固构成原电池的四个条件)

【结尾】展示原电池在以后学习中的应用,是学生对原电池的重要性有一个清晰的认识。播放一段由橙子制造原电池的实验视频,寓教于乐,使学生学会自己动手,学会用身边简单的生活原料来进行有趣的化学实验,学以致用,达到良好的学习成果。

【板书】

电化学——原电池

1、定义:将化学能转化为电能的装置

2、工作原理:自发进行的氧化还原反应

3、构成条件:

①活泼性不同的电极材料

②必须插进电解质溶液中

③必须形成闭合回路

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