原电池教案（1）

[课前准备：学生课桌上放有盛稀硫酸的玻璃缸、电流汁、锌片、铜片、导线。（两人一组）] [上课] 师：工农业生产、国防、科研、日常生产中，常常使用哪些电池？××同学。[指定学生] 生（1）：蓄电池、干电池、温差电池、氧化银电池、高能电池等。 师：××同学[指生（1）]参加区里少年科技站活动，因此他解得很多，讲得很好。 化学电池一般都是根据原电池原理制成的。为了更好地使用各种电池，并创造出更多更好的新电池，必须学习最简单的电池，也就是学习原电池的构造和它的工作原时。[板书：一、原电池]化学反应时常伴随着光、热这样一些现象。化学反应是否有电流效应呢？如果有的话，电流又是怎样产生的呢？我们一起做一个实验，请大家把书翻到154页（实验5－3）。大家都经过预习，具体操作不必多讲，做实验时请观察三个现象，并认真思考产生这些现象的原因，也可适当地展开一些讨论。第一，锌片、铜片平行插入盛有衡硫酸的玻璃缸里，仔细观察锌片上有没有气体？其次，拿导线把锌片、铜片连接起来，再看一看铜片有没有气体产生？锌片上现象有无变化？最后我们把锌片、铜片连接一个电流计、看看电流计的指针有没有偏转？实验结束以后，锌片和铜片用自来水冲洗冲洗，放在塑料烧杯里。盛衡硫酸的玻璃缸仍放在桌子上。下面大家开始做实验。[教师在黑板上画上原有电池示意图（图1）] [学生边实验边开展讨论；教师边巡视边进行个别指导。] 注意！连接电流计时，铜片上的导线接在电流计刻有正0．6处，锌片上的导钱接在电池计刻有负的地方。[稍待片刻]好，全部结束，请大家迅速把锌片、铜片用水冲洗一下，放在塑料烧杯里，玻璃缸、电流计、烧杯都放在桌子的正上方。 现在我们请同学汇报一下，在实验时看到一些什么现象？××同学。[指定学生] 生（2）：看到锌片上面有气泡，用导线连接起来，铜片上有气泡。 师：连接导线前后，锌片和铜片的现象各有什么不同？ 生（2）：连接导线前，锌片上有气泡，铜片上无气泡；连接导线后，锌片上气泡减少，铜片上出现比较多的气泡。 师：然后在导线中连接电流计，又看到什么现象？ 生（2）：电流计的指针有一些偏转。 师：锌片、铜片插入稀硫酸中，锌片有气泡产生，铜片上没有气泡产生，这是什么原因？×××同学，[指定学生]你讲讲看。 生（3）：锌的活动性大，所以有气泡；铜的活动性小，所以没有气泡产生。 师：大家想想，这样回答完整吗？×××同学。[指定学生] 生（4）：在金属活动性顺序表中，锌排在氢的前面，容易失去电子，能置换酸中的氢。 师：铜呢？ 生（4）：铜排氢的后面，不能置换酸中的氢。 师：在金属活动顺序表中，锌排氢的前面，锌的化学性质比氢活泼，锌原子易失电子给硫酸溶液中的`氢离子。锌不断溶解，锌原子变成锌离子，氢离子得到电子变成氢离子。两上氢原子结合成氢分子，锌片上有气体即氢气逸出。[板书]现在再考虑：为什么锌片、铜片连接了导线以后，如果锌片很纯的话，锌片上的气泡很少。几乎没有，而铜片上的气泡却很多，什么道理？××同学。[指定学生] 生（5）：锌被氧化成锌离子进入溶液，溶液中的氢离子从铜片获得电子，被还原成氢原子。 师：同学们能回家预习，很好。但回答问题要针对题意，经过思考后用自己的语言来回答。大家看到铜片上气泡很多，锌片上气泡少了，这是什么道理呢？××。[指定学生] 生（6）：锌原子失电子变成锌离子，电子通过导线流向铜片上，氢离子在铜片上得电子，变成氢原子再组成氢分子。铜片上有很多氢气泡。 [评述：在这类探索性实验中，操作并不困难，重要的是观察现象要细微，否则无收获。在观察到现象后，分析电子的流动和转移的路线是重要的课题。一定要让学生得到如下结论：锌片与稀硫酸接解反应时，电子是在锌和氢离子之间直接转换；而在锌片用导线与插在稀硫酸时的铜片接连时，电子是由锌片通过导线到达铜片后，在铜片上向氢离子转移。在学生的回答中，有一句话最重要：“锌原子失去的电子通过导线流到铜片上”，要特别强调。在电子通路得到控制后，原电池的使用才成为可能。] 师：锌是比较活动的金属，锌片的锌原子失电子变成锌离子，溶解在溶液里。锌原子失去电子通过导线流到铜片上，而溶液中的氢离子从铜片上得到电子变成氢原子，二年氢原子组成了氢分子。因此，在铜片上就有气体出发。大家也可以考虑一下：锌原子失电子变成二价锌离子，氢离子得电子变成氢原子都是一些什么反应呀？×××同学。[指定学生] 生（7）：锌原子失电子发生氧化反应，氢离子得电子发生还原反应。 师：锌原子失去电子变二价锌离子的反应为氧化反应；氢离子得电子变氢原反应是还原反应。在导线中连接了电流计，大家都看到电流计的指针有偏转的。说明导线里有电流通过，考虑一下上述实验装置，怎么会产生电流的？电子流动的方向，又是怎样的呢？请同学们讨论。 生（8）：电流的产生是由于电子从锌片流向铜片。 师：有谁补充？××[指定学生] 生（9）：因为锌片上电子多，锌片、铜片之间有电势差 师：产生电流的根本原因是什么？ [评述：产生电流的根本原因，在化学里是无法弄明白的。学生回答的产生电势差的事实，也是根本原因之一，如果学生在高中电学里已学过这个原理，教师可提醒一下。如果学生的尚未学到，则化学教师可以轻轻带过，待学生到物理学习中再深究。这里，也许只需突出氧化－还原反应的自动变化。] 生（10）：锌片上锌原子发生氧化反应，铜片上的氢离子得电子发生还原反应，使导线中的电子从锌片流向铜片。 师：锌片、铜片上发生了氧化－还原反应，使电子从锌片不断地流向铜片而形成电流，这是上述装置产生电流的根本原因。锌比铜活动，容易失去电子，锌片上的电子比铜片多，锌片与铜片间有电势差，电子从锌片流向铜片。我们再看看上面的实验装置有什么特点？请大家翻开书，第155页，第四行：“把化学能转变为电能的装置叫原电池。”我们刚才做实验的装置就是原, 锌、铜、衡硫酸组成的一个锌铜原电池。现在大家可以搞清楚了，什么是原电池。 原电池中电子流出的这一极称为负极；原电池电子流入的这一极称为正级。锌、铜原电池中锌和铜各是什么极？ 生（集体）：锌片是负极；铜片是正极。 师：锌、铜原电池中，锌片是电子流出的称为负极，铜片是电子流入的称为正极。负极锌片，正极铜片，各发生什么反应？ 生（集体）：负极锌片上发生氧化反应；正极铜片上的H＋发生还原反应。 师：负极锌片，电极锌本身被氧化正极铜片，H＋在电极铜上被还原。锌铜原电池中的电子，从负极锌片流向正极铜片。 为了更好地学习原电池的工作原理，我们可以用电极方程式，表示原电池两电极上所发生的反应。电极方程怎样写法呢？写电极方程式时，[指黑板上所写的电极方程式应写清楚正极、负极；在电极后面括一个括号，写电极材料名称；然后再书写原子（分子）或离子的符号，以及得失电子的数目；最后配平并在反应物、生成物的符号间写等号。] [评述：电极方程式的书写一定要规范，这有利于巩固对电极反应的氧化还原本质的理解。] [教师将放有的盛稀硫酸的玻璃缸，硫酸铜溶液的玻璃缸，酒精溶液的玻璃缸，锌片、铜片、银片、石墨棒以及导线的示教盘和大型电流计摆在讲台上。] 师：下面我再来做几个实验，请大家仔细观察。这是锌片、石墨棒，在玻璃缸里的是稀硫酸[出示实物]，现在如果我把锌片和石墨棒放在稀硫酸里，锌片上有气泡吗？ 生：有气泡。 师：石墨棒上有气泡吗？ 生：没有。 师：现在我用一根导线，把锌片和石墨棒连接起来。[教师演示]请×××同学[指定学生]代表大家来看一下，并向大家汇报看到的现象。 生（11）：锌片上气泡减少，石墨棒上有气泡产生。 师：把电流计连接在锌片和石墨棒中间[教师演示]，大家看看讲台上电流计指针，电流计指针发生偏转。 下面我们做第二个实验。这里有两块锌片，玻璃缸里是稀硫酸[出示实物]把两块锌片插入稀硫酸里[教师演示]，两块锌片有什么现象？ 生：都有气泡。 师：如果在两块锌片间，连接一电流计[教师演示]，大家看看，电流计的指针是否有偏转？ 生：没有偏转。 师：两块锌片插入稀硫酸连接电流计，两块锌片都有气泡产生，电流计指针不发生偏转。 下面我们做第三个实验。这是一块锌片，这是一块银片，玻璃缸是硫酸铜溶液[出示实物]，把锌片、银片插入硫酸铜溶液中，放置片刻后，取出银片[教师演示]，大家看看，银片上有什么现象？ 生（部分）：变暗了；（部分）：有暗红色。 师：如果在锌片、银片中，连接一个电流计[教师演示]，大家看看，电流计的指针是否有偏转？ 生：有偏转。 师：锌片、银片插入硫酸铜溶液，连接电流计，锌不断溶解，银片有暗红色物色析出，电流计指针发生偏转。 最后一个实验，也就是第四个实验。这是一块锌片、一块铜片，玻璃缸里是酒精溶液[出示实物]。 现在我们把锌片和铜片插入酒精溶液[教师演示]，大家仔细观察，有什么现象？ 生：没现象。 师：锌片、铜片插入酒精溶液，锌片、铜片都没有现象。如果用导线把锌片、铜片连接起来，锌片、铜片上仍然没有现象。现在我在锌片、铜片间， 连接一个电流计[教师演示]，大家看看，电流计指针是否有偏转？ 生：没有偏转。 师：锌片、铜片插入酒精溶液，连接电流计，锌片、铜片上没有现象，电流计指针不发生偏转。 现在请大家考虑：这四个实验中，哪几个既发生化学反应，又能产生电流？请×××同学回答。 生（12）：第一和第三。 师：第一和第三个实验。既发生化学反应，又能产生电流，这些装置是原电池；第二个实验发生化学反应，但无电流产生；第四个实验既不发生化学反应，也没有电流产生，这些装置都不是原电池。 现在请大家考虑：原电池由哪几部分构成？每部分用什么材料？材料有什么要求？也就是说，请臧克家总结归纳一下，构成原电池要哪些条件？请×××同学讲讲看。 [评述：在了解原电池作用的 ，分析原电池的构造。而且，教师对构造的教学是

原电池教案（2）

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？

新授： 原电池原理及其应用

实验：4-15：①将锌片插入稀硫酸中报告实验现象，原电池原理及其应用。

②将铜片插入稀硫酸中报告实验现象。

③将与铁锌铜片相互接触或用导线连接起来插入稀硫酸中报告实验现象。

④在③中把锌片和铜片之间连上电流计，观察其指针的变化。

结论：①锌片能和稀硫酸迅速反应放出H2

②铜片不能和稀硫酸反应

③铜片上有气体生成

④电流计的指针发生偏转，说明在两金属片间有电流产生

结论：什么是原电池？（结论方式给出）它的形成条件是什么？

原电池定义:把化学能转化为电能的装置叫做原电池.

形成条件: ①两个电极

②电解质溶液

③形成闭合电路

讨论：1、Zn|H2SO4|Cu形成装置后有电流产生，锌片上发生了什么

反应？铜片上发生了什么反应？（可以取锌片周围的溶液用NaOH溶液鉴别；取铜片上生成的气体检验，化学教案《原电池原理及其应用》。）

结论：在锌片周围有锌离子生成；铜片上生成的是H2

讨论：可能造成此现象的原因？俩金属片上的反应式的书写。

结论：在Zn上:Zn – 2e- =Zn2+

在Cu上:2H++2e-=H2

Zn失去电子流出电子通过导线--Cu--电解质中的离子获得电子

我们把： 流出电子的一电极叫负极；

电子流入的一极叫做正极

两极反应的本质：还是氧化还原反应，只是分别在两极进行了。

负极失电子 被氧化 ,发生氧化反应

正极得电子 被还原 发生还原反应

实验：分别用两个铜片和两个锌片做上述实验④。

结论：两种情况下电流计不发生偏转，说明线路中无电流生成，铜片上无气体生成。即两电极必须是活泼性不同的金属与金属或金属与非金属（能导电）

原电池教案（3）

原电池化学教案

化学电源

1. 普通锌锰电池——干电池

干电池是用锌制筒形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充ZnCl2、NH4Cl和淀粉糊作电解质，还填有MnO2黑色粉末，吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。

电极反应为：

负极：Zn-2e-=Zn2+

正极：2NH4++2e-=2NH3+H2

H2+2MnO2=Mn2O3+H2O

4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+

淀粉糊的作用是提高阴、阳离子在两极的迁移速率。

电池的总反应式为：

2Zn+4NH4Cl+4MnO2=[Zn(NH3)4]Cl2+ZnCl2+2Mn2O3+2H2O

干电池的电动势通常约为1.5V，不能充电再生。

2. 铅蓄电池

放电时起原电池的作用，电极反应为：

当放电进行到硫酸的浓度降低，溶液的密度达1.18g 时应停止使用，需充电，充电时起电解池的作用，电极反应为：

阳极：PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-

阴极：PbSO4+2e-=Pb+SO42-

蓄电池充电和放电的总化学方程式为：

3. 银锌电池——钮扣式电池

它是用不锈钢制成的一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，形似纽扣，盒内正极壳一端填充由Ag2O和石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金组成的负极活性材料，电解质溶液为KOH浓溶液。电极反应为：

负极：Zn+2OH—-2e-=ZnO+H2O

正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-

电池的总反应式为：Ag2O+Zn=2Ag+ZnO

电池的电动势为1.59V，使用寿命较长。

4. 微型锂电池

常用于心脏起搏器的一种微型电池叫锂电池，它是用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂（LiAlCl4）溶解在亚硫酸氯（SOCl2）中组成。电池的总反应式为：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO4+2S

这种电池容量大，电压稳定，能在-56.7~71.1℃温度范围内正常工作。

5. 氢氧燃料电池

氢氧燃料电池是一种高效低污染的新型电池，主要用于航天领域。它的`电极材料一般为活性电极，具有很强的催化活性，如铂电极，活性炭电极等。电解质溶液为40%的KOH溶液。电极反应为：

负极：2H2+4OH—-4e=4H2O

正极：O2+2H2O+4e-=4OH-

电池的总反应式为：2H2+O2=2H2O

6. 海水电池

1991年，我国首创以铝—空气—海水为能源的新型电池，用作航海标志灯。该电池以取之不尽的海水为电解质，靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。电极反应式为：

负极：4Al-12e-=4Al3+

正极：3O2+6H2O+12e-=12OH-

电池的总反应式为：

这种海水电池的能量比“干电池”高20~50倍。

7. 新型燃料电池

该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通甲烷和氧气。电极反应为：

负极：CH4+10OH—-8e-=CO32-+7H2O

正极：2O2+4H2O+8e-=8OH-

电池的总反应式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O

电解时电极产物的判断

1. 阳极产物判断

首先看电极，如果是活动性电极（金属活动顺序表Ag以前），则电极材料失电子，电极被溶解，溶液中的阴离子不能失电子。如果是惰性电极（Pt、Au、石墨），则要再看溶液中的离子的失电子能力。此时根据阴离子放电顺序判断。

阴离子放电顺序：S2->I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-

2. 阴极产物判断

直接根据阳离子得电子能力进行判断，阳离子放电顺序：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na2+>Ca2+>K+

3. 电镀条件，由于阳极不断溶解，由镀液中阳离子保持较高的浓度，故在此条件下Zn2+先于H+放电。

原电池、电解池、电镀池之比较

① 活动性不同的两电极（连接）

② 电解质溶液（电极插入其中并与电极自发反应）

③ 形成闭合电路

用惰性电极电解电解质溶液时的规律

1. 电解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐（如NaOH、H2SO4、K2SO4等）的电解。

阴极：

阳极：

总反应：

2. 分解电解质型：无氧酸（除HF外）、不活泼的无氧酸盐（氟化物除外）（如HCl、CuCl2等）溶液的电解。

阴极：

阳极：

总反应：

3. 放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐（氟化物除外）（如NaCl、MgBr2）溶液的电解。

阴极：

阳极：

总反应：

4. 放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐（如CuSO4、AgNO3等）溶液的电解。

阴极：

阳极：

总反应：