原电池原理及其应用 教学设计_原电池原理及应用教案

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《原电池原理及其应用》第一课时教学设计

魏建荣

一、教材分析

本节内容是电化学中的重要知识。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。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。

本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的探究教学思想内涵。首先，新课引入的两个演示实验为探究教学创设了问题情景，当学生观察到 “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（4-15）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”。同时，课本后面的“家庭小实验——水果电池”，习题中的“用铜、银和硝酸溶液设计一个原电池”都是本课时探究教学内容的应用和延伸。

当然，为了更好地实施探究教学，还需对本节教材内容作必要的处理和补充。（1）变教材中的教师演示实验为学生动手实验。这样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过程，获得直接的体验。

（2）对于原电池正负极的判断，教材是以叙述的形式提出的，这不利于学生对概念的理解和记忆。可以利用一节干电池让学生自己设计实验得出结论。这比直接提出正负极的判断方法更有利于启发学生的思维，提高学生的实验设计能力。

（3）教材中“组成原电池的条件”这一个讨论题，问题过于空泛，考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强，单纯的讨论可能会无从谈起，因此教学中设计了一组学生探究实验，让学生通过实验获得直接经验，再通过对比分析，归纳出规律，最终得出组成原电池的三个必要条件。

（4）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，而且能达到学以致用，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。

（5）在完成上述内容后，可以让学生自己设计一个原电池，将刚学的内容进行应用和巩固，有利于培养学生的知识迁移能力和发散思维能力。

这样处理教材内容后，教学就可能按照“设置问题情景——学生提出问题——进行假设和推理——通过实验验证——得出相关结论——引发新的问题情景——提出新问题——实验提供直接经验——对比分析，总结规律——应用原理、规律”的程序进行。

二、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。

三、设计思路

指导思想：以学生为主体，让学生自主地参与知识的获得过程，并给学生充分的表达自己想法的机会。

学生初次接触电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望。要充分利用学生的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。

在教学内容的安排上，按照从易到难，从实践到理论再到实践的顺序，首先通过一组实验，引入课题。在实验——观察——讨论——推测——验证的过程中，学习和理解原电池的概念和原理。在此基础上，通过实验探索和讨论组成原电池的条件。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。

四、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、一节干电池、两杯相同浓度的硫酸、一杯硫酸铜溶液、一杯无水乙醇、一杯水、一颗葡萄（或小西红柿等水果）。

3．制作铜锌原电池工作原理的模拟动画 4．场地：有多媒体放映设备的实验室

五、教学过程（课堂实录）

【引入】我们的生活中离不开各种电池。大到宇宙飞船、火箭、人造卫星，小到照相机、手机，都要用到各种各样的电池。如：干电池、蓄电池、充电电池、高能电池等。这些电池的电是如何产生的？

接下来我们再来看两件怪事：怪事一，这是怎么回事，怪事二，这又是为什么？

其实，这三个问题都与我们要讲的原电池有关。那么到底什么是原电池？它的工作原理怎样？今天我们就想通过一些实验一起来研究一下原电池的原理。

下面请同学们按照学案上的分步实验进行，完成前三步实验，观察现象，并思考原因

【实验指导】指导学生做以下三个实验： 1．将锌片插入稀硫酸中 2．将铜片插入稀硫酸中

3．将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中 【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

2．铜片上没有气泡，因为铜不能和稀硫酸反应 3．铜片上有气泡

【设疑】

1、铜片上的气体是什么？（氢气）

2、氢离子转变为氢气所需的电子从何而来？

若是铜失去的，将还会出现什么现象？（溶液变成蓝色）

若是锌失去的，电子如何到达铜片？

（通过导线）

3、若电子通过导线定向移动会形成什么？

（电流）

如何检测有电流通过？

（在铜片和锌片中间连接一电流计，检测有无

电流）

请大家做第四步实验，并留意电流计指针偏转方向

结论：有电流流过，说明导线中有电子流过，说明氢离子得到的电子确实是锌片失去，通过导线传递到铜片上的。

【师生小结】当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸时，由于锌活泼，容易失去电子，锌被氧化成锌离子进入溶液，电子由锌经过导线流向铜片，溶液中氢离子从铜片上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。

[问] 化学反应总伴随着光能、热能等的相互转化，在实验三、四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.原电池的概念：

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。

【分析总结】 较活泼的金属锌失去电子经过导线定向移动至铜片，溶液中氢离子向铜片定向移动形成电流，于是电流通过了电解质溶液。

原电池作为电池的一种，也应有正、负极之分，那么它的正、负极是如何确定的呢？

【实验指导】下面请大家做第五步实验

用一节干电池，来证明铜锌原电池的正负极

【学生活动】实验并观察现象

【学生回答】现象：测干电池时，电流计指针偏向正极方向，测铜锌原电池时，电流计指针偏向铜片方向

结论：锌片为负极，铜片为正极 综合上述实验和讨论，我们将原电池的原理以表格形式归纳如下： 【板书】2.原电池的原理：

表格

【引导】这两个反应是分别在两个电极上进行的，我们称之为电极反应。作为电池的总反应就应是二者的加和。

大家试着写出铜锌原电池的总反应方程式，并比较其与锌片直接跟稀硫酸反应有何异同。

总反应方程式为：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 ↑ 相同点：总反应方程式相同

【小结】

它们的总反应方程式是相同的。

可见原电池的实质就是氧化还原反应，它只是将氧化反应、还原反应分割在两个电极上进行，从而使电子的转移通过一定的电路定向有序的进行，形成电流

[过渡] 我们可以根据相同的原理将其他的氧化还原反应设计成原电池，那么构成原电池需要满足哪些条件呢？

【实验指导】

刚才我们介绍的是Cu-Zn-H2SO4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】 1.同学们可以先设计出装置图，然后通过实验看其能否形

成原电池

2.大家在更换电极和溶液时一定要注意清洗电极本身

我们一起来看一下大家的实验成果。

【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.组成原电池的条件

【练习】] 1）2）

指出哪些装置可以形成原电池，并指出正、负极 将氧化还原反应Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+ 设计成原电池,画出装置图，并写出电极反应及总反应.【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.