人教版·选修4化学反应原理

吕铎

【教学目标】

进一步认识原电池，了解原电池的工作原理；经过对简单原电池装置的优化，感受科学探究的过程；在学习中体验并享受探究带来的快乐，感受化学世界的奇妙。

【教学重点】简单原电池的优化方法。

【教学难点】盐桥原电池的功能与价值。

【教学方法】创设情境—探究—实验，分析—推理—归纳。

【教学过程】

引入：氢氧燃料电池汽车视频。（教师解说）

师：氢氧燃料电池是根据什么原理来设计的？

生：原电池。

师：今天我们继续学习有关原电池的知识。

师：在必修二的学习中，我们学习了简单原电池的构造和原理，请同学们根据锌铜原电池的装置图，回顾相关知识，填写学案。

板书：一、回顾原电池

生：填写正负极、电极反应、电子电流的方向等。

师：请同学们预测一下实验现象。

生：铜片上有气泡产生，锌片溶解，有电流产生。

师：请同学们根据装置图和老师提供的实验用品，组装锌铜原电池，观察实验想象。

生：连接实验装置，观察实验现象。

板书：二、体验原电池

师：请同学们汇报实验现象，看看你有哪些新发现？

生1：铜片上有气泡，锌片上也有气泡，而且锌片上气泡更多。

生2：电流表指针不稳定，一段时间后电流衰减。

师：请同学们分析这些异常现象，出现的原因可能是什么？

生：锌片与稀硫酸直接接触，所以锌片上也有气泡产生；一部分化学能转化为热能，所以温度升高。

师：影响电流大小的因素有很多，让我们借助数字化实验——电流传感器，进一步探讨影响电流的因素有哪些？

師：演示：用电流传感器测定电流的细微变化。（改变电极间距、相对面积、硫酸浓度，看电流的变化走势）

师：我们采用控制变量的方法，继续讨论影响电池效率的主要原因是什么？

生：锌片与稀硫酸直接接触。

师：如何改进原电池装置？

板书：三、改进原电池

生：让锌片与稀硫酸不直接接触，将两个电极分别放在不同的烧杯中。

师：如何选择电解质溶液？

生：锌片放在与之不反应的盐溶液中，铜片放在稀硫酸中。

师：这样就能产生电流了吗？

生：不行，没有形成闭合回路。

师：如何在两个烧杯中搭起一座桥梁？用什么“材料”呢？

生：用离子，用电解质溶液架起一座“盐桥”。

师：请同学们利用事先准备好的氯化钠“简易盐桥”，大胆实践你的想法。

生：动手实验，汇报实验现象。

师：通过刚才的改进，我们提升了电池转化的效率，请同学们分析“盐桥”在装置中起到了什么作用？

生：平衡电荷差，形成闭合回路，将氧化剂和还原剂彻底分开。

师：能否用其他的盐溶液代替氯化钠？效果怎么样？我们来看一段资料。

师：展示：科学视野——溶液的导电能力与离子迁移速率的关系。

师：同学们一定对刚才的探究过程大呼过瘾，然而我们十几分钟的体验，科学家却用了100多年。下面就让我们共同回顾一下这一段历史。

师：展示：微视频：科学发现的历程——原电池。

师：希望大家在今后的学习中，插上辩证思维的电极，架起获取知识的盐桥，形成理性思维的通路，徜徉于知识的海洋中，为自己和社会的发展不断输出正能量。

研究性学习：

设计水果电池：（1）影响因素；（2）实施方案；（3）实践活动。

布置作业：

课后练习及课外活动：探究水果电池或家用电池的构造及原理。

【教学反思】

本节教学的重点应该放在引导学生分析异常现象产生的原因，体会单液原电池的缺点，并利用数字化实验系统，发现不易观察到的变化，让学生体会盐桥的设置不仅仅是一个普通的实验技术的改进，而是对旧的思维模式的一个质的突破，在有盐桥的原电池这种特定装置中，氧化剂、还原剂近乎完全隔离却能实现电子的定向转移，其优点是能持续、稳定地产生电流，这也为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。

？誗编辑 杨兆东