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初中物理《原电池》教案

时间:2024-06-25 18:25:41 教案 我要投稿
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初中物理《原电池》教案

  作为一名专为他人授业解惑的人民教师,就有可能用到教案,教案有助于顺利而有效地开展教学活动。来参考自己需要的教案吧!下面是小编收集整理的初中物理《原电池》教案,希望能够帮助到大家。

初中物理《原电池》教案

初中物理《原电池》教案1

  【教学目标】

  1、掌握原电池的构成条件,理解原电池的工作原理,能正确判断原电池的正负极,正确书写电极反应式、电池反应式,能根据氧化还原原理设计简单的原电池。

  2、通过实验探究学习,体验科学探究的方法,学会分析和设计典型的原电池,提高实验设计、搜索信息、分析现象、发现本质和总结规律的能力。

  3、在自主探究、合作交流中感受学习快乐和成功喜悦,增强学习的反思和自我评价能力,激发科学探索兴趣,培养科学态度和创新精神,强化环境保护意识以及事物间普遍联系、辨证统一的哲学观念。

  【教学重点】

  原电池的构成条件

  【教学难点】

  原电池原理的理解;电极反应式的书写

  【教学手段】多媒体教学,学生实验与演示实验相结合

  【教学方法】实验探究教学法

  【课前准备】将学生分成几个实验小组,准备原电池实验仪器及用品。实验用品有:金属丝、电流表、金属片、水果。先将各组水果处理:A组:未成熟的橘子(瓣膜较厚),B组:成熟的橘子(将瓣膜、液泡搅碎),C组:准备两种相同金属片,D组:准备两种不同金属片。

  【教学过程】

  [师]:课前我们先作个有趣的实验。请大家根据实验台上的仪器和药品组装:将金属片用导线连接后插入水果中,将电流表串联入线路中,观察会有什么现象发生?

  (教师巡视各组实验情况)。

  [师]:请大家总结:有什么现象发生?

  [生]:总结:出现两种结果:

  ①电流表指针偏转

  ②电流表指针不发生偏转

  [师]:电流表指针偏转说明什么?为什么会发生偏转?

  [生]:说明有电流产生。

  [师]:这个装置就叫做原电池。这节课我们共同研究原电池。请大家列举日常使用的原电池都有哪些?

  [展示干电池]:我们日常使用的电池有下面几种,大家请看:

  [播放幻灯片]:

  化学电池按工作性质可分为:一次电池(原电池);二次电池(可充电电池)铅酸蓄电池。其中:一次电池可分为:糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为:镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。铅酸蓄电池可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。

  原电池的构成:任何一种电池由四个基本部件组成,四个主要部件是:两个不同材料的电极、电解质、隔膜和外壳。

  【评注】提出问题,从身边走近化学,唤起学生学习兴趣。

  [播放课件]《伏特电池》的发明:

  说起原电池的发明,有一段有趣的故事。1786年,著名的意大利医师、生物学家伽伐尼,偶然发现挂在窗前铁栅栏的铜钩上的青蛙腿肌肉,每当碰到铁栅栏就猛烈地收缩一次。这偶然的现象并没有被伽伐尼放过,经不懈的探索和思考,第一个提出了"动物电"的.见解。他认为:青蛙神经和肌肉是两种不同的组织,带有相反电荷,所以两者存在着电位差,一旦用导电材料将两者接通,就有电流通过,铁栅栏和铜钩在此接通了电路,于是有电流产生,由于有动物电流的刺激,蛙腿肌肉发生收缩。

  "动物电"的发现引起了意大利物理学家伏打的极大兴趣,他在多次重复伽伐尼的"动物电"实验时,发现实验成败的关键在于其中的两种金属――铁和铜,若把钩着蛙腿的铜钩换成铁钩,肌肉就不会收缩。他认为"动物电"的实质是金属属性不同造成的,不同金属带有不同的电量,它们之间必然存在电位差,若有导线在中间连接,就会产生电流,蛙腿的收缩正是这种原因产生的电流刺激的结果。

  伏打经过反复实验,深入钻研,1799年第一个人造电源--伏打电池(伏打曾叫它伽伐尼电池)问世。

  [师]:这种可以把化学能转化成电能的装置叫原电池。那么他们是如何构成的呢?下面我们一起来研究原电池的原理。

  [板书]:一、原电池

  1、原电池的形成条件:

  [师]:请同学们根据自己的设想和实验室提供的仪器、药品,自己选择,试一试,看谁的电流表指针会发生偏转?看谁的音乐盒会响起。

  实验仪器、药品:锌板、铜板、铁板、石墨、稀硫酸、硫酸铜溶液、食盐水、白糖水、酒精、硝酸银溶液、导线、烧杯、电流计、音乐盒。

  各组学生积极探讨、拟实验方案。由学生的实验方案大致可分为下列四种情况:

  第一组:电极用同一种材料并连接,A:溶液用盐酸;B:溶液用酒精。

  第二组:电极材料用不同种导电物质并连接,A:溶液用盐酸;B溶液用白糖水。

  第三组:电极用不同金属不连接,A:溶液用硝酸银;B:溶液用酒精。

  第四组:电极一极插入溶液中,另一极放置在烧杯外。

  [要求]:

  学生在实验过程中观察并记录实验现象,记录电流计的指针偏转情况、两极现象、,看看音乐盒能否发出美妙的音乐。

  各组汇报实验情况:

  第一组中A、B均无现象。

  第二组中A有电流产生,B无电流产生。

  第三组中A、B均无现象。

  第四组中无电流产生。

  [师]:由上述实验请大家总结,原电池的形成条件是什么?

  [生]:讨论、总结:

  [板书]:①两个活泼性不同的金属(或导电的非金属)做电极

  ②电解质溶液

  ③电极相接触或连接

  ④对应自发进行的氧化还原反应(有较强电流产生)

  [师]:现在请大家重新分析课前用水果制作的原电池,为什么有的组有电流产生,而有的组没有电流产生?找出症结所在。

  【评注】:强调内在条件,有利于学生把握实质、前后呼应,注重知识的产生过程。

  [设问]:原电池的化学原理是什么?

  [播放课件]铜--锌--稀硫酸原电池的工作原理

  [师]:在上面实验探究中,我们看到,可产生电流的装置中电极究竟发生了什么变化?原电池是怎样实现化学能向电能转变的?请大家以上面研究的铜--锌--稀硫酸原电池为例研讨分析。

  [生]:总结:

  Cu片上发生反应:2H++2e-=H2↑

  Zn片上发生反应:Zn-2e-=Zn2+

  氧化还原反应是发生在两极。

  电子从Zn片流向Cu片,应该有电流产生。

  [板书]:较活泼金属锌做负极:Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)

  较不活泼金属铜做正极:2H++2e-=H2↑(还原反应)

  电池总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑

  电子流动方向:锌→导线→铜

  电流方向:铜→导线→锌

  正极发生还原反应,负极发生氧化反应。

  [师]:总结:原电池就是这样一种装置,它把一个氧化还原反应分拆成两半,使之在两个电极上进行,从而在导线中产生了电流,实现了化学能向电能的转变。

  [探究]:根据反应2Fe3++Zn=Zn2++2Fe2+设计一个原电池,画出装置图,指出电极材料、名称,写出电极反应式。

  [练习]:投影:

  习题(略)

  [课后思维拓展]

  1、解释:为什么干电池使用一段时间后会"没电"?以铜--锌--稀硫酸原电池原理为例加以说明。

  2、使用后的电池是否可以随地丢弃?为什么?应如何处理?

  3、为什么手机电池充电后还可以继续使用?

  4、课外阅读《电池的发展与研究》

初中物理《原电池》教案2

  一、教材的地位和作用本节内容是现行高中化学试验修订本第二册第四章第四节的内容,本节课融合了氧化还原反应、金属的性质、电解质溶液等知识,并彼此结合、渗透;在学习过程中还涉及到物理中电学的相关知识,体现了学科内、学科间的综合;同时为学生了解各类化学电源及金属的腐蚀和防护奠定了理论基础,也是培养学生创造性思维的很好教材。

  二、学生状况分析与对策学生已经学习了金属的性质、电解质溶液及氧化还原反应等有关知识;在能力上,学生已经初步具备了观察能力、实验能力、思维能力,喜欢通过实验探究化学反应的实质,由实验现象推测反应原理,并对其进行归纳总结。

  教学目标是学习活动的指南和学习评价的依据。教学大纲对原电池的原理作了c级要求,结合学生实际情况,确立本节教学目标如下:知识、技能:使学生理解原电池原理,掌握原电池的组成条件,了解原电池的用途;能力、方法:进一步培养学生利用实验发现问题、探究问题、解决问题的能力;情感、态度:通过探究学习,培养学生勇于探索的科学态度,渗透对立统一的辩证唯物主义观点。

  一、重点、难点及确立依据依据教学大纲和考试说明的要求,结合学生的认知水平等确定本节课的重点为原电池的原理和组成条件,其中原电池的原理也是本节的难点。

  二、教学内容的组织与安排为了便于教和学,我把演示实验改为学生实验,采用实验“铺垫”创设问题情境,把以往“照方抓药”式的验证性实验变为探索性实验。在实验中留有“空白”、“开发区”,如在实验中要想验证是否有电流产生等问题,让学生自行设计实验,可用电流表、小闹钟、音乐卡等让学生亲自动手操作,领略创新成功的喜悦。同时除实验外,还采用多媒体动画展示肉眼看不见的电子运动情况,这样可降低教学难度,增强教学的直观性。

  一、教法——探究法美国哈佛大学校长在世界大学校长论坛中讲过:“如果没有好奇心和纯粹的`求知欲为动力,就不可能产生那些对社会和人类具有巨大价值的发明创造。”为了激发学生的好奇心和求知欲,在教学过程中不断创设疑问情境,逐步引导学生去分析、去主动探究原电池的原理及组成条件,重视学生亲身体验知识形成和发展的过程。

  二、学法——实验探索法化学是一门以实验为基础的科学,有人曾恰当地用这么几句话概括了化学实验的重要性:“我听见因而我忘记,我看见因而我记得,我亲手做因而我理解。”学生学习任何知识的最佳途径是由自己去探索发现,因此,在课堂内增大学生的活动量和参与意识,每两人一套实验装置,通过认真实验,仔细观察,自己分析铜锌原电池的特点,归纳出原电池的组成条件,使学生处于积极主动参与学习的主体地位。

  教学手段实验探究,问题探究辅助教具:计算机、实验仪器及药品等无论运用哪一种媒体,都不能让其仅起着教师讲课的演示工具的作用,避免学生“享受”现成结论,而应使教师的演示工具转变为学生的认识工具,实现信息技术与学科教学的整合。

  教学内容教材处理及设计的依据

  导课:引入一个医学小故事

  探究1:将锌片插入稀硫酸中;

  探究2:将铜片插入稀硫酸中;

  探究3:将锌片、铜片同时平行插入稀硫酸中;设疑:为什么上述实验都是锌片上有气泡,铜片上无气泡?

  探究4:锌片、铜片用导线连接后,插入稀硫酸中;设疑:

  ①锌片的质量有无变化?

  ②铜片上产生了氢气,是否说明铜能失去电子?

  ③写出锌片和铜片上变化的离子方程式。

  ④h+得到的电子从哪来?

  ⑤锌失去的电子如何传递到铜?

  探究5:如何证明装置中产生电流

初中物理《原电池》教案3

  1、分析本节内容的地位和作用

  本节内容为高中化学新课程(人教版)选修4的第四章电化学的重要内容之一。该内容学生在必修2已有一定的了解,本节是该内容的加深,主要是增加了一个盐桥内容。掌握本节知识,对指导学生了解生活中电池使用原理、金属腐蚀和防护,研究探索发明新电池有重要意义。

  2、了解学情底码

  已有基础:对原电池原理有初步认识;具有一定的实验探究能力。

  局限认识:氧化剂和还原剂只有接触才可能发生氧化还原反应。

  发展方向:通过实验活动对原电池原理形成完整认识,提高探索解决问题的能力。

  3、明确教学目标

  知识与技能:深入了解原电池的`工作原理。对原电池的形成条件有更完整的认识。学会书写电极反应式和电池总反应。能根据反应设计简单的原电池。

  过程与方法:

  通过Pb-CuSO4电池的设计活动,感悟科学探究的思路和方法,进一步体会控制变量在科学探究中的应用。

  情感态度与价值观:通过设计原电池,激发学生学习兴趣,感受原电池原理应用于化学电源开发的关键作用。

  4、研究教学重点和难点

  教学重点:

  原电池工作原理和形成条件

  教学难点:

  氧化还原反应完全分开在两极(两池)发生及盐桥的作用。

  5、确定教学方式与教学手段

  以“教师启发引导,学生实验探究,自主分析设计”的学习方式学习。在教师引导下,通过学生不断深入认识原电池原理和形成条件,最终实现知识和能力上的跨越。

  6、教学设计过程和意图

  (1)情境导课:

  让学生举一些手机、电子表等新型电池例子。联系生活,吸引学生注意力,唤起学生学习欲望。

  (2)回顾原电池:

  复习基本概念,温故而知新。

  学生回忆原电池的有关内容,调动学生思考,回忆概念为后期探究作准备。

  板书(便于学生直观记忆、理解掌握):

  1.概念

  2.电极名称

  3.构成条件

  4.原电池工作原理(展示微观过程)

  (3)设计原电池:(板书)

  活动一、依Pb+CuSO4=PbS04+Cu反应,自主设计原电池。纸上谈兵重温原电池原理。

  活动二、学生分组实验探究此原电池反应。实践出真知,培养学生实验动手操作能力。

  活动三、成果展示:学生写出有关电极反应方程式,进行练习。

  活动四、学生总结单池原电池的设计思路,形成整体思维模式。

  活动五、学生评价原电池:电流不稳,引出新发明。

  (4)改良原电池:

  (板书)启发分析电流不稳定的原因,引导双池原电池的设计思路,学习课本知识,按实验小组发放盐桥,重新实验。探讨盐桥的作用。能力提升到一个新的层次。

  (5)盐桥的作用:

  (板书)教师启发引导学生理解掌握。

  1.补充电荷。

  2.使装置形成闭合回路。

  3.提高了能量转化率。

  (6)结尾的设计:

  学生谈谈学习本节的感受,情感表达及分享。

  总体设计思想:在课程实施过程中,学生亲手实验,观察现象,提出疑问,自主解答,自主设计,合作评价。在自主提问的过程中推动课的进程,旨在培养学生的动手能力、问题意识,学会实验,学会提问、学会探究、学会设计、学会 合作、学会评价。

初中物理《原电池》教案4

  【教学目标】

  1.掌握原电池的构成条件,理解原电池的原理,能正确判断原电池的正负极,正确书写电极反应式、电池反应式,能根据氧化还原原理设计简单的原电池。

  2.通过实验探究,体验科学探究的`方法,学会分析和设计典型的原电池,提高实验设计、搜索信息、分析现象、发现本质和总结规律的。

  3.在自主探究、合作交流中感受学习快乐和喜悦,增强学习的反思和自我评价能力,激发科学探索,培养科学态度和创新精神,强化环境保护意识以及事物间普遍联系、辨证统一的哲学观念。

  【教学重点】

  原电池的构成条件

  【教学难点】

  原电池原理的理解;电极反应式的书写

  【教学手段】

  多媒体教学,学生实验与演示实验相结合

  【教学方法】

  实验探究教学法

  【课前准备】

  将学生分成几个实验小组,准备原电池实验仪器及用品。实验用品有:金属丝、电流表、金属片、水果。先将各组水果处理:A组:未成熟的橘子(瓣膜较厚),B组:成熟的橘子(将瓣膜、液泡搅碎),C组:准备两种相同金属片,D组:准备两种不同金属片。

  【教学过程】

  [师]:课前我们先作个有趣的实验。请大家根据实验台上的仪器和药品组装:将金属片用导线连接后插入水果中,将电流表串联入线路中,观察会有什么现象发生?

  (巡视各组实验情况)。

  [师]:请大家总结:有什么现象发生?

  [生]:总结:出现两种结果:

  ①电流表指针偏转

  ②电流表指针不发生偏转

  [师]:电流表指针偏转说明什么?为什么会发生偏转?

  [生]:说明有电流产生。

  [师]:这个装置就叫做原电池。这节课我们共同研究原电池。请大家列举日常使用的原电池都有哪些?

  [展示干电池]:

  我们日常使用的电池有下面几种,大家请看:

  [播放幻灯片]:

  化学电池按工作性质可分为:一次电池(原电池);二次电池(可充电电池)铅酸蓄电池。其中:一次电池可分为:糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池、锌空气电池、一次锂锰电池等。二次电池可分为:镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、二次碱性锌锰电池等。铅酸蓄电池可分为:开口式铅酸蓄电池、全密闭铅酸蓄电池。

  原电池的构成:任何一种电池由四个基本部件组成,四个主要部件是:两个不同材料的电极、电解质、隔膜和外壳。

  【评注】

  提出问题,从身边走近化学,唤起学生学习兴趣。

初中物理《原电池》教案5

  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

初中物理《原电池》教案6

  1、分析本节内容的地位和作用

  本节内容为高中化学新课程(人教版)选修4的第四章电化学的重要内容。

  该内容学生在必修2已有一定的了解,本节是该内容的加深,主要是增加了一个盐桥内容。掌握本节知识,对指导学生了解生活中电池使用原理、金属腐蚀和防护,研究探索发明新电池有重要意义。

  2、了解学情

  已有基础:对原电池原理有初步认识;具有一定的实验探究能力。局限认识:氧化剂和还原剂只有接触才可能发生氧化还原反应。

  发展方向:通过实验活动对原电池原理形成完整认识,提高探索解决问题的能力。

  3、明确教学目标

  知识与技能:深入了解原电池的工作原理。对原电池的形成条件有更完整的认识。学会书写电极反应式和电池总反应。能根据反应设计简单的原电池。过程与方法:通过Pb-CuSO4电池的设计活动,感悟科学探究的思路和方法,进一步体会控制变量在科学探究中的应用。

  情感态度与价值观:通过设计原电池,激发学生学习兴趣,激发学生利用所学知识为国家作出贡献,感受原电池原理应用于化学电源开发的关键作用。

  4、研究教学重点和难点

  教学重点:原电池工作原理和形成条件

  教学难点:氧化还原反应完全分开在两极(两池)发生及盐桥的作用。

  5、确定教学方式与教学手段

  以“教师启发引导,学生实验探究,自主分析设计”的学习方式学习。在教师引导下,通过学生不断深入认识原电池原理和形成条件,最终实现知识和能力上的跨越。

  6、教学设计过程和意图

  (1)情境导课:让学生举一些手机、电子表等新型电池例子。联系生活,吸引学生注意力,唤起学生学习欲望。

  (2)回顾原电池:复习基本概念,温故而知新。

  学生回忆原电池的有关内容,调动学生思考,回忆概念为后期探究作准备。板书(便于学生直观记忆、理解掌握):

  1.概念

  2.电极名称

  3.构成条件

  4.原电池工作原理(课件展示微观过程)

  (3)设计原电池:(板书)

  活动一、依Pb+CuSO4=PbS04+Cu反应,自主设计原电池。纸上谈兵重温原电池原理。

  活动二、学生分组实验探究此原电池反应。实践出真知,培养学生实验动手操作能力。

  活动三、成果展示:学生写出有关电极反应方程式,进行练习。

  活动四、学生总结单池原电池的设计思路,形成整体思维模式。

  活动五、学生评价原电池:电流不稳,引出新发明。

  (4)改良原电池:(板书)启发分析电流不稳定的原因,引导双池原电池的`设计思路,学习课本知识,按实验小组发放盐桥,重新实验。探讨盐桥的作用。能力提升到一个新的层次。

  (5)盐桥的作用:(板书)教师启发引导学生理解掌握。

  1.补充电荷。

  2.使装置形成闭合回路。

  3.提高了能量转化率。

  (6)结尾的设计:学生谈谈学习本节的感受,情感表达及分享。

  总体设计思想:在课程实施过程中,学生亲手实验,观察现象,提出疑问,自主解答,自主设计,合作评价。在自主提问的过程中推动课的进程,旨在培养学生的动手能力、问题意识,学会实验,学会提问、学会探究、学会设计、学会合作、学会评价。

初中物理《原电池》教案7

  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

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