《原电池原理》学案设计

姚金凤

〔关键词〕 原电池；学习目标；相关知

识；学习过程；练习检测

〔中图分类号〕 G633.8

〔文献标识码〕 C

〔文章编号〕 1004—0463（2009）

01（B）—0063—01

一、学习目标

1.知识目标

掌握原电池原理；掌握正负极的判断及构成原电池的条件；了解日常生活中常用的化学电池和新型的化学电池。

2.能力目标

学会主动参与自主探索性学习；动手收集、处理相关的信息资料并交流；能利用所学知识自制原电池，并能体验成功；学会展示自己的创新成果。

3.德育目标

增强环保意识、节能意识；在开发利用化学新能源时能建立“绿色化学”的新理念。

二、相关知识复习

1.氧化还原反应的相关知识；

2.化学反应中的能量变化；

3.利用英特网搜索引擎，查找新型原电池的有关资料并相互交流。

三、学习过程

1.实验观察及问题提出

【实验一】在一个容器中加入30 ml稀硫酸，插入锌片。观察到锌片上有大量气泡。在锌片的两处不同地方用铁夹夹住后，用导线连接灵敏电流计，观察到无电流。

教师提出问题并与学生讨论这两种现象的原因。

【实验二】在实验一的装置中分别插入一块铜片、碳棒、铝片等，并用导线连接成闭合回路，观察有无电流产生。

【问题探究一】若铜片和锌片不用导线连接就插入稀硫酸中，即可看到锌片上有气泡，而铜片上没有；若连接，则锌片上没有，而铜片上有气泡。

要求学生通过阅读课本，查找资料，询问、讨论后予以解释现象成因。教师要及时引导、鼓励、肯定，并形成一致结论。

（结论一）锌与稀硫酸反应是Zn直接将电子给予稀硫酸中的H+，因此不产生电流；而当锌铜用导线连接后，锌原子失去的电子从导线上流到铜片上，H+在铜片上得到电子被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片上放出而形成气泡。

（结论二）在化学反应过程中，将化学能转为电能的装置就是原电池。原电池的原理是氧化还原反应。具体地说，由化学性质不同的两个电极浸在同一电解质溶液中组成的原电池，需要判断哪一个电极自身能够自发地与电解液发生氧化或还原反应，若是均不能与电解液自发发生氧化或还原反应则不构成原电池。

（结论三）原电池电极的确定方法是：电子流出的一级为负极，电子流入的一级为正极。负极：Zn-2e^-= Zn²⁺（氧化反应），正极：2H⁺+2e^-=H₂↑（还原反应）。原电池反应：Zn+2H⁺=Zn²⁺+ H₂↑。

【问题探究二】结合氧化还原反应知识和原电池反应特点，可以讨论归纳出以下规律：

①由电极材料本身判断：相对活泼金属为负极，相对不活泼金属或非金属导体为正极。

②由氧化还原反应知识判断：还原剂在负极反应，失去电子，发生氧化反应；氧化剂在正极反应，得到电子，发生还原反应。

③非氧化还原反应不能设计为原电池。

④电子由负极流向正极，电流方向由正极流向负极；电解质溶液中，阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。

【问题探究三】原电池的构成条件。

【实验三】观察下列实验中两极间有无电流：①Cu—Fe—CuCl₂溶液；②Al—Cu—酒精；③Fe—石墨—NaCl溶液。

【总结规律】将活泼性不同的两个金属电极或金属与非金属导体用导线连接，接触电解质溶液，发生氧化还原反应，形成原电池。

2.知识应用及实验创新

应用原电池原理及构成条件，利用身边的材料，如铁钉、导线、石墨、苹果、洋芋等制成一个原电池，并实验能否制作一个能够产生连续稳恒电流的电池，使小灯泡发光，力图通过实验使学生体验成功或挫折。

3.查找资料

要求学生在电脑室查找有关常用电池和新型电池的相关知识，内容包括原电池材料、工作原理、使用注意事项、电池寿命、废旧电池的回收利用等。并让其对查找到的资料进行分类、剪辑、下载、上传主机、整理保存。教师评价后可制成网页进行交流。

在这里，教师还要告诉同学们，原电池中有锌、锰、铜、银等有色金属和碳棒，属于不可再生的资源，可以回收利用。同时，电池中除含有汞、铅等重金属，还有酸、碱等电解质溶液，对人体和生态环境有不同程度的危害。所以，一方面我们应该把废旧电池集中回收，然后由专门机构进行加工再利用；另一方面不要随意丢弃废旧电池，以免污染环境。

四、练习检测

由师生共同编辑与原电池相关的习题并且进行练习检测。