最新原电池原理及其应用(优秀9篇)

活泼金属做负极,惰性电极做正极。为大家精心整理了最新原电池原理及其应用(优秀9篇),如果能帮助到您,小编的一切努力都是值得的。

原电池原理及其应用 篇1

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?

原电池原理及其应用 篇2

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***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***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***,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2.24l(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2.24l,阴极产生的氢气为2.24l。

由cuso4电解时放出的氧气为0.05mol,计算是:

2cu2+~o2

2/y=1/0.05 y=0.1mol

c(cu2+)=0.1/0.1=(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2.24l;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0.037mol的电子。

今有表面积约1.0dm2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2.67g/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1.5mol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 [ ]

(oh)2

2o

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mgna2so4•10h2o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1.6×10-19c,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:2hclh2↑+cl2↑

(2)koh阳极:4oh--4e→2h2o+o2↑阴极:4h++4e→2h2↑

(3)cuso4总反应式:2cuso4+2h2o2cu+2h2so4+o2↑

4.(1)负极:zn—2e→zn2+正极:o2+4e+2h2o→4oh-

(2)强碱

6.(1)d、a、bf→b→a→c→d→e

(2)2cl-—2e=cl2,变蓝色,2i-+cl2=i2+2cl-

(3)①③④⑥

原电池原理及其应用 篇3

[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、***、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)

原电池原理及其应用 篇4

《原电池的原理及应用》教学反思

本文笔者在高中化学《原电池的原理及应用》的教学后,及时从亮点和败笔上进行教学反思,并以培养学生的化学素养为目标,重新调整课堂教学模式。对众多化学教师应该有所启发,现综述如下:

教学案例原述:

通过铜―锌原电池的演示实验及动画演示电子流动情况,帮助学生理解原电池的原理。我考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强,没有让学生马上讨论“构成原电池的条件”。我对教材进行了处理,增加了一些演示实验(如下表),按铜―锌原电池的装置,变化电极材料和烧杯里的物质(其中实验6中锌和铜分别放在两个烧杯中),让学生通过预测、观察、对比、分析、归纳、得出结论。

序号电极材料烧杯中物质预测结果实验结果

1zn――zn稀硫酸

2cu――cu稀硫酸

3zn――c(石墨)稀硫酸

4zn――cu硫酸铜溶液

5zn――cu无水乙醇

6zn――cu稀硫酸

同学们一边兴致勃勃地预测实验结果,一边仔细观察实验现象。我一边引导学生积极思考,一边有序地做着实验。随着实验的进行,同学们顺利的得出了构成原电池的条件。然后学生通过练习巩固所学内容。从反馈来看,学生似乎掌握得很好了。

教学案例分析:

课后有学生对我说,如果能让他们自己亲手做这些实验就好了。还有学生问:我家里的电动车里的电池的正负极及电解液是什么?每年要更换电池的原因是什么?怎样才能延长寿命?我被深深地触动了,我们往往只注重学生是否掌握了理论知识,而不注重学生是如何获得这些理论知识;只注重怎样让学生更快地掌握知识,而不舍得把时间还给学生,让学生自主探究理论知识。而且理论知识要联系生活实际,要为实际生活服务。我们是否就书本上的理论知识而理论知识?如此培养出来的学生显然缺乏应有的`化学素养,只会是一个死读书的学生。

教学反思视点:

教学反思一:本课例是典型的师导生学的教学模式,学生能很好地掌握知识点。但本课内容与生活联系很多,可以在对培养学生观察能力,动手能力,发现问题方面都有很好的资源连接,例如音乐卡片、废旧干电池、电动玩具、手机、电子手表、照相机、电动车、汽车等等。能不能调整课堂模式,让学生从生活中来提升学习知识能力呢?

教学反思二:学生在实际生活中有关原电池最关注的是什么?选择什么作为活动的切入点,怎样利用好所有的资源与活动内容进行最佳组合?怎样的形式来展开才能真正从学生的兴趣能力出发更好地引领学生?

教学反思三:找准切入点后整个活动的顺序安排怎样?从时间、材料、内容、重点难点、学生情况进行有机整合。

教学模式改进:

课堂活动模式改为:创设情境探究活动分析问题探究加深掌握新知

在一阵音乐贺卡的音乐声中开始了新的学习,学生们马上充满了好奇,音乐贺卡的工作原理是什么?然后我就顺水推舟的告诉学生要探究的主题。教师在每个桌子上提供以下材料:电极有铁、铜、锌、石墨;溶液有稀硫酸、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、无水乙醇;还有塑料绳、电线、电流计。学生从中挑选材料设计出原电池。学生先分组讨论,拟订实验方案,然后利用实验探究。教师参与其中,加以有效地引导、启发。学生实验完毕后,各小组汇报实验研究情况,小组间互相交流,从而理解原电池的原理及构成条件。最后教师设计问题情景让学生分析实际问题。课后布置家庭小实验――水果的原电池实验。

课后体会:

在整个探究过程中,学生的学习热情如此高涨,课堂气氛相当活跃,最后提出的问题大大出乎意料。如有学生提问:在实验中把导线连接的铜片与锌片一同浸入稀硫酸中书本上说只有铜片上有气泡,可实验中明明锌片上也有气泡?铜―锌原电池中稀硫酸在不断的消耗,那手机上的电池为何不需要补充电解液?铜―锌原电池的装置改成铜―银原电池(电解质仍为稀硫酸),现象是否一样?教师引导学生自学课本内容,适当用课件辅助解决上述问题,并指导学生去查有关的资料。通过上述活动使学生增强了分析具体问题的能力,本课从提出问题到分析问题,解决问题后又诱使学生提出新的问题,从问题开始,最后又以问题结束,体现了一种全新的以问题为主链的课堂学习模式。

课后教学反思

每节课结束后,其实有许多值得教师回味的地方,在实际的教学工作中,我常常从课堂教学中的亮点和败笔两个角度去加以反思。

1、教学亮点反思

总结精彩发扬光大,教师每上一节课总有精彩之处。如:有时课堂气氛特别活跃;有时教师信手拈来,成功地运用了某种十分称心的教学方法;有时教师灵机一动,有了解决问题的妙想;有时教学效果超越了预先设计的目标,引起了学生异乎寻常的共鸣;有时课堂教学中的某一应变措施特别得当;〖〗有时开展“双边”活动取得意外的成功;有时某些教育思想得到了有效的渗透;有时备课时未曾考虑到,而在课堂上突然闪现出灵感的火花等等。这些都是授课者应该及时总结的内容。

原电池原理及其应用 篇5

第四章    第四节  原电池原理及其应用

一、学习目标

1、掌握原电池实质,原电池装置的特点,形成条件,工作原理

2、了解干电池、铅蓄电池、锂电池、燃料电池

3、了解金属的电化学腐蚀

二、知识重点、难点

原电池原理、装置特点、形成条件、金属的电化学腐蚀

三、教学过程

引入: 你知道哪些可利用的能源?电池做为能源的一种,你知道

是怎么回事吗?它利用了哪些原理?你知道金属是如何生

锈的吗?

原电池原理及其应用 篇6

文章摘要:本文全面讲解原电池的知识,包括最简单的原电池、构成原电池的条件、原电池正负极判断、电极方程式书写和原电池应用。正负极判断和电极方程式书写是重点。

原电池是的高考中的重点知识,也是电化学知识的基础。

传统的发电是通过燃烧加热水,产生蒸汽,推动发电机,产生电能。能量转化为化学能→热能→机械能→电能,能量经过多次转化,最终转化率很低。而原电池是直接将化学能转化为电能,能量转化率较高。

一、简单的原电池

将锌片与铜片用导线连接,导线中间接一电流表,平行插入盛有稀硫酸的烧杯中,此时电流表指针有偏转,说明有电流通过。

二、构成原电池的条件

通过上面铜锌原电池,我们得出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他导电性物质;

(2)电解质溶液,两电极同时浸没在电解质溶液中;

(3)两电极要用导线连接,形成闭合回路。

注意:

①电流表不是必需的,只是检验是否有电流通过。

②极活泼的金属单质一般不作做原电池的负极,如k、ca、na等。

三、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,较活泼的金属为负极,较不活泼的金属为正极。本质上能和电解质溶液反应的金属为负极。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,较活泼的镁为负极,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。

(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)根据原电池两极发生的化学反应判断

原电池中,发生氧化反应的是负极,发生还原反应的是正极。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。

(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。

四、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

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。

铝片和铜片同时插入浓硝酸溶液中,由于铝片表明的钝化,这时铜失去电子,是负极,其电极反应为:

负极:cu-2e-=cu2+

正极:2no3-+4h++2e-=2h2o+2no2↑

铝片和镁片同时插入氢氧化钠溶液中,虽然镁比铝活泼,但由于镁不与氢氧化钠反应,而铝却反应,失去电子,是负极,其电极反应为:

负极:2al+8oh--6e-=2alo2-+4h2o

正极:6h2o+6e-=6oh-+3h2↑

(2)要注意电解质溶液的酸碱性

在正负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系,如氢氧燃料电池有酸式和碱式,在酸溶液中,电极反应式中不能出现oh-,在碱溶液中,电极反应式中不能出现h+,像ch4、ch3oh等燃料电池,在碱溶液中碳(c)元素以co32-离子形式存在,而不是放出co2气体。

(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。

1.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。

2.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:

负极:2fe-4e-=2fe2+

正极:o2+4e-+2h2o=4oh-

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。

3.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。

原电池原理及其应用 篇7

故事:在伦敦的上流社会,有一位贵族夫人格林太太,她有一口整齐洁白的牙齿。但其中镶有两颗假牙:一颗是黄金的-这是格林太太富有的象征;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:打从车祸以后,格林太太经常头疼,夜间失眠,心情烦躁……尽管一些国际上知名的专家教授绞尽脑汁但格林太太的病症未能有丝毫的减轻,而且日趋严重……她的病真的就没治了吗?

后来是一位化学家解除了她的痛苦。 药方:换掉一颗假牙。

病因:口腔内产生了微弱的电流,刺激神经,导致人体生理系统紊乱,引发一系列病症。

大家可能会产生疑问:格林太太的口中怎么会有电流产生呢?下面我们通过以下的类比实验进行进一步的探究来揭穿其中的奥妙。 [演示实验]

1.内容:把锌片和铜片平行地浸入盛有稀硫酸溶液的烧杯中。 现象:锌片表面有氢气泡生成

铜片表面无气泡生成

解释:锌排在氢前能置换出氢气

铜排在氢后不能置换出氢气

2.内容:把锌片和铜片用导线连接起来再平行地浸入盛有稀硫酸溶液的烧杯中。 大家观察到一个很奇怪的现象:锌片表面无气泡生成,

铜片表面有气泡生成

3.内容:在锌片与铜片连接的导线中间接入一个电流计,再把锌片与铜片平行地浸入盛有稀硫酸的烧杯中。

现象:电流计指针偏转

疑问:2实验中铜片表面为什么有气泡生成?3实验中电流计指针为什么偏转? 分析:zn、cu用导线连接一同浸入稀硫酸时,zn比cu活泼,易失去电子,电子从zn片流出通过导线流向cu片,电子定向移动形成电流,故电流计指针有偏转;

溶液中的h+ 从cu片获得电子,2h+ +2e-=h2,生成氢气,故cu片表面有气泡生成。从能量变化的角度分析这套装置:我们知道,物质发生反应时,常伴有化学能与热能、光能等的相互转化, 比如镁带燃烧发光、放热是化学能转化为光能和热能。那么,我们做的这个实验是化学能转变为哪种能量形式呢?

这是以zn和稀h2so4反应为基础,将此反应的化学能转变为电能的装置。

我们把这种将化学能转变为电能的装置称为原电池。

1、原电池定义:将化学能转化为电能的装置。

这一现象早在17被意大利的物理学家伏打捕捉到并加以研究,发明了世界上第一个电池——伏打电池,即原电池

过度:回顾刚才所做实验,我们就是因为组合成了一个原电池才使得电流计指针有偏转,下

面我们以此原电池为例进一步分析原电池内部结构,得出其供电原理

2、原电池原理: 先进行理论分析: 外电路(导线上):锌片上zn失去电子,电子通过导线流向cu片,电子定向移动形成电 流

内电路(溶液内):由电性作用,溶液中带正电荷的离子h+、zn2+ 移向cu片;带负电荷离子移向zn片,溶液中带电离子定向移动形成电流

内外电路形成闭合回路,电路中有电流通过便可向外供电。

此原电池所涉及到的反应是:

锌片:zn-2e- = zn2+

(氧化反应)

铜片:2h+ +2e- = h2 (还原反应)

我们把锌片和铜片称为此原电池的两个电极

此原电池以zn和稀硫酸反应为基础,将氧化反应和还原反应分别设置在两个电极上进行,从而产生了电流,实现了zn和稀硫酸反应的化学能向电能的转化。

由此我们得出了原电池的原理:

原电池以氧化还原反应为基础,将氧化反应和还原反应分别设置在两个电极上进行,从而产生电流,实现化学能转变为电能。以上是理论分析,下面再用动画演示其变化过程,加深对原电池原理的理解。

过渡:我们可以通过原电池的两个电极上发生的反应来理解原电池的原理,人们把原电池的两个电极分别叫做正极和负极,在电极上进行的反应称为电极反应,下面我们讨论原电池的电极和电极反应

3、原电池的电极和电极反应

规定:原电池中电子流出的一极为负极,电子流入的一极为正极 负极:电子流出的一极,(在此电极上物质失电子)发生氧化反应 正极:电子流入的一极,(在此电极上物质得电子)发生还原反应

以zn、cu-稀h2so4原电池为例表示出此原电池的电极反应和电池总反应 (由学生根据正负极的规定判断出此原电池的正负极) 负极:zn-2e- = zn2+ 正极:2h++2e-=h2

将负极反应和正极反应相加,并消去电子就得到电池总反应:zn+2h+= zn2++ h2

过渡:在书写电极反应时有一点需要特别注意,那就是准确判断出原电池的正负极,下面讨论原电池正负极的判断方法(1) 活泼金属作负极(由电极的活泼性判断) (2) 电子流出的一极为负极(由电子的流向判断) (3) 发生氧化反应的一极为负极(由发生反应的类型判断)过渡:由以上我们知道了原电池的组成中需要有正负两个电极,那么它的构成还需要哪些条件?下面我们讨论构成原电池的条件

4、构成原电池的条件:

讨论以下装置是否能构成原电池:图略 【通过讨论】构成原电池的条件总结为: (1)有活泼性不同的两个电极。

① 两种活泼性不同的金属

② 一种金属与一种能导电的非金属。

(2)两个电极(直接或间接)连接在一起,并插入电解质溶液中,形成闭和回路 (3)能自发地进行氧化还原反应

注意:三个基本条件相互联系,不能孤立、片面的看待某一个条件,核心是氧化还原反应。 根据以上我们总结出的构成原电池的条件判断下面一个装置是否能形成原电池,若能形成写出电极反应和电池总反应

提问:格林太太口中的电流究竟是怎么产生的?

格林太太口中两颗不同金属的假牙与口腔唾液中电解质形成了原电池,虽然产生的电流很微弱,但长时间刺激神经,导致人体生理系统紊乱,引发一系列病症。所以,格林太太应该将两颗假牙换成同一种材料。 过渡:我们说学以致用,下面请你根据所学的知识来设计一组趣味实验: 实验目的:使已取出电池的音乐卡发出响声

实验器材:连有导线的锌片、铜片,西红柿,已取出电池的音乐卡 实验方法:由同学们自己设计(提问)

设计思路:锌片、铜片可以和西红柿内的酸液形成原电池,向外供电进而带动音乐卡,

使其发出响声。

下面我按照大家的设计方案做一下这个实验看能否成功。由于一个西红柿电池的电流可能会很微弱,所以我串联了3个西红柿,相当于3节电池。

由实验结果,证明大家的设计思路是正确的。这就是人们常说的水果电池。

小结:以上是本节课主要内容,学完本节课要求大家熟练掌握原电池原理,会应用原电池原理及其构成条件设计简单的原电池

原电池原理及其应用 篇8

一、学习目标

1、掌握原电池实质,原电池装置的特点,形成条件,工作原理

2、了解干电池、铅蓄电池、锂电池、燃料电池

3、了解金属的电化学腐蚀

二、知识重点、难点

原电池原理、装置特点、形成条件、金属的电化学腐蚀

三、教学过程

引入: 你知道哪些可利用的能源?电池做为能源的一种,你知道是怎么回事吗?它利用了哪些原理?你知道金属是如何生锈的吗?

原电池原理及其应用 篇9

《原电池原理及其应用》评课稿

本学期听了一节《原电池原理及其应用》的研讨课,在此谈谈个人看法。

教学原述

通过铜—锌原电池的演示实验及动画演示电子流动情况,帮助学生理解原电池的原理。考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强,教师没有让学生马上讨论“构成原电池的条件”。教师对教材进行了处理,增加了一些演示实验(如下表),按铜—锌原电池的装置,变化电极材料和烧杯里的物质(其中实验6中锌和铜分别放在两个烧杯中),让学生通过预测、观察、对比、分析、归纳、得出结论。

学生一边兴致勃勃地预测实验结果,一边仔细观察实验现象。教师一边引导学生积极思考,一边有序地做着实验。随着实验的进行,学生顺利的得出了构成原电池的条件。然后学生通过练习巩固所学内容。从反馈来看,学生掌握得很还可以。

我的评价

本课例是典型的师导生学的教学模式,学生能很好地掌握知识点。在整个探究过程中,学生的学习热情十分高涨,课堂气氛相当活跃,最后提出的问题大大出乎意料。如有学生提问:在实验中把导线连接的铜片与锌片一同浸入稀硫酸中书本上说只有铜片上有气泡,可实验中明明锌片上也有气泡?铜—锌原电池中稀硫酸在不断的消耗,那手机上的电池为何不需要补充电解液?铜—锌原电池的装置改成铜—银原电池(电解质仍为稀硫酸),现象是否一样?教师引导学生自学课本内容,适当用课件辅助解决上述问题,并指导学生去查有关的资料。通过上述活动使学生增强了分析具体问题的能力,本课从提出问题到分析问题,解决问题后又诱使学生提出新的问题,从问题开始,最后又以问题结束,体现了一种全新的以问题为主链的课堂学习模式。

我的反思

本课内容与生活联系很多,可以在对培养学生观察能力,动手能力,发现问题方面都有很好的资源连接,例如音乐卡片、废旧干电池、电动玩具、手机、电子手表、照相机、电动车、汽车等等。能不能调整课堂模式,让学生从生活中来提升学习知识能力呢?学生在实际生活中有关原电池最关注的是什么?选择什么作为活动的切入点,怎样利用好所有的资源与活动内容进行最佳组合?怎样的形式来展开才能真正从学生的兴趣能力出发更好地引领学生?找准切入点后整个活动的顺序安排怎样?从时间、材料、内容、重点难点、学生情况进行有机整合。

我的建议

课堂活动模式可以尝试改为:创设情境→探究活动→分析问题→探究加深→掌握新知

在一阵音乐贺卡的音乐声中开始新的学习,学生们马上充满了好奇,音乐贺卡的工作原理是什么?然后教师就顺水推舟的告诉学生要探究的主题。教师在每个桌子上提供以下材料:电极有铁、铜、锌、石墨;溶液有稀硫酸、氢氧化钠溶液、硫酸铜溶液、无水乙醇;还有塑料绳、电线、电流计。学生从中挑选材料设计出原电池。学生先分组讨论,拟订实验方案,然后利用实验探究。教师参与其中,加以有效地引导、启发。学生实验完毕后,各小组汇报实验研究情况,小组间互相交流,从而理解原电池的原理及构成条件。最后教师设计问题情景让学生分析实际问题。课后布置家庭小实验——水果的原电池实验。

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