1、1第四章 电化学基础第一节 原电池【 知 识 与 技 能 】 ： 1、 使学生进一步了解原电池的构成原电池条件和工作原理。2、 能够写出电极反应式和电池反应方程式。【过程与方法】引导学生以问题为中心的学习方法。学会发现问题、分析问题、 、解决问题的方法。【态度情感价值观】1.激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。2.体验科学探究的艰辛与愉悦，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。学 习 重 点 ：原电池的工作原理。学 习 难 点 ：原电池的形成条件及电极反应；原电池电极名称的判定【教学手段】:多媒体教学课件【教学过程】【引入】1780 年生物学家加伐尼在做青蛙解剖实验时发现青
2、蛙有抽搐现象，为此这个他困惑了很长时间也没得到较好的解释。这个问题要放在今天，尤其是学过化学的我们就不难得到解释了。这是由于他在做青蛙实验的时候产生了原电池，形成电流，青蛙“触电” ，自然会有抽搐现象。投影演示再现当年加伐尼实验时的情景（青蛙有抽搐现象）【师】这是原电池的前身，必修课上我们已经初步介绍原电池了。我们一块来复习一下。【师】原电池的定义（将化学能转化成电能的装置）【师】原电池的构成条件（有两种活性不同的金属或者其中一种是金属另一种为非金属作负极；电极材料必须插入到电解质溶液中；两极必须相连形成闭合回路；能够自发地发生氧化还原反应。 ）【师】对于一个原电池，它的正负极的判断方法可以从
3、宏观和微观两个角度。 （微观角度可以从电子的流动情况分析，有电子流出的是负极，有电子流入的是正极。宏观角度可以跟据电极材料的活泼性、发生反应的类型、工作后电极是增重还是减重，工作后电极上有无气体冒出判断。电极材料活泼的一极是负极，较不活泼的一极是正极；发生氧化反应的一极是负极，发生还原反应的一极是正极；工作后电极增重的是正极，减重的是负极；工作后有气体冒出的一极是正极）【师】大家已经学过了氧化还原反应，氧化还原反应的通式：还原剂+氧化剂=氧化产物+还原产物，构成原电池有一个条件就是能自发地发生氧化还原反应，因此原电池反应式氧化还原反应的一种，同样符合氧化还原反应的通式。所以我们可以直接写负极：
4、还原剂-n e-=氧化产物；正极：氧化剂+n e-=还原产物【师】在电子得失相等的情况下，总反应=正极反应+负极反应。对于比较复杂的电池可以根据两个比较容易得出的式子来得到比较难推导出来的式子。【师】刚才复习完原电池的定义、电源正负极的判断、以及电极反应式的书写，下面我们来看一个原电池装置。思考一下它的正负极，并写出电极反应式，以及电池反应方程式。投影演示以硫酸为电解质的锌铜原电池学生思考【师】如果把电解质换成硫酸铜，它的电极反应又是怎样的呢？2学生思考【师】通过两个电池的比较发现，不同的电解质可能发生不同的电池反应。现在请大家讨论，上面两个电池工作以后会产生什么样的想象？学生思考学生回答【师
5、】从原电池的反应原理角度，先来看以硫酸作电解质的应当是负极锌片溶解，且只能在正极看到有大量气泡产生。可是实际上在锌片表面也能看到有气泡产生，这是由于锌直接与硫酸接触发生化学反应，这样就导致了电池放电效率的下降。再来看以硫酸铜为电解质的原电池，在实验过程中，发现在正极、负极都有红色的铜析出，放电时间不长，很快电流表的指针就指向零。【师】现在我们以硫酸铜为电解质的锌铜电池为例，可以采用什么样的办法避免铜离子在锌片上析出，请大家自己设计出一个合理的原电池。投影演示有人设计硫酸铜和锌分开，锌插入硫酸锌中，铜插入硫酸铜中，用导线连接起来。【师】这样的装置能产生电流吗？很明显是不能了，因为它缺少了形成闭合
6、回路的条件，因此没有构成原电池，也就没有电流的产生。思考一下，我们再两种电解质溶液中加入一条导线，是不是就有电流产生？【师】很遗憾，还是不能产生电流。我们知道在内电路，电子是不会在溶液中传递的，因此也没有形成闭合回路。那么应当对上述装置加以如何改进才能设计出一个能产生持续、稳定电流的原电池？【师】实验发现，在两电解质溶液中插入一座盐桥，电流表示数马上发生较大程度的偏转，说明有电流产生。【师】那么盐桥是由什么物质构成的呢？【师】在 u 型管中灌满饱和的电解质溶液和琼脂的混合物就构成盐桥。一般电解质用的是饱和氯化钾，它是电解质，自然能够在溶液中导电；而琼脂主要是起固定作用，防止饱和氯化钾直接流入电
7、解质溶液中。【师】盐桥有两个作用。 （联通两种电解质溶液，形成闭合回路；使电解质溶液始终保持电中性，从而使反应得以持续进行。投影演示盐桥电池工作时各微粒的运动情况【师】我们来分析一下盐桥电池的工作原理。看到一个原电池，先要看它的正负极以及电解质各是什么。通过分析，知道锌比铜活泼，因此锌作负极，铜作正极。锌在负极易失去电子，电子通过导线流向正极，于是在正极表面聚集了大量的负电荷，负电荷吸引电解质溶液中的阳离子（铜离子） ，铜离子在正极表面得到电子变成铜单质，使得电解质中硫酸根的量比铜离子多，而我们知道溶液应该显电中性，因此盐桥中的阳离子（钾离子）也要移向正极。同样的道理，负极锌发生氧化反应生成了
8、锌离子，锌离子带正电，于是溶液中锌离子的量大于硫酸根，使得阴离子（硫酸根、氯离子）移向负极。【师】通过学习了盐桥电池，大家对盐桥电池应该有初步的了解，请大家讨论要产生持续稳定电流必须具备什么样的条件？学生讨论【师】与形成原电池的条件相比，这里多了几个字“连续稳定电流” ，所以我们只需要对构成原电池的条件做一些修改就可以了。 （要有活泼性不同的两极；两个半反应要在不同的区域中进行；用盐桥和导线分别将两个半反应连接起来，形成闭合回路；可以自发地发生氧化还原反应。 ）【师】通过这节课的学习，我们更深刻的感受到了原电池的构造和发展，让氧化还原反应分开在两个完全分离的反应池中，让两个半反应分别在不同的两个电极发生，这样避免了负极材料与电解质溶液的相互消耗，通过架设盐桥，获得了相对稳定持久的电流。实现了从单液电池向双液电池的飞跃。看上去只有一步之遥，同学们的思维却产生了质的飞跃。
