铜—锌原电池原理.doc

铜—锌原电池原理
知识与技能：
1:通过对铜锌原电池的分析，了解原电池的工作原理，根据电流的方向判断原电池的正极和负极的方法，以及电池反应的概念；
2：通过学习、了解常见化学电池的种类及其工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用；
3；通过分析铜-铁接触处形成原电池的例子，理解金属腐蚀的电化学原理以及防护的原理。
过程与方法：
通过原电池装置的设计实验，培养学生动手、动脑的能力，以及分析、处理实验数据的能力；通过交流讨论，训练学生的思维能力，培养学生获取分析处理、归纳信息的能力。
情感态度与价值观：
通过学习，使学生从能量的角度比较深刻的了解化学学科学对人类的贡献，从而赞赏化学的作用。
教学重点：原电池的工作原理，写出简单的电极反应及电池反应，
教学难点：原电池的工作原理
课时安排：1课时
教学过程：
【联想质疑】通过电解可以将化学能转化为电能，而通过原电池可以将化学能转化为电能。那么原电池是怎样将化学能转化为电能的呢？原电池的工作原理与电解的原理有什么异同呢？
电池的重要性不言而喻，交通工具，人造卫星，平时我们用的手电等都需要。下面我们就以典型的原电池为例讨论电池——化学电源的工作原理。
【板书】铜—锌原电池原理
【活动探究1】
将锌粉加入CuSO4溶液中，测量温度的变化，分析能量变化情况。
【现象】锌片溶解，表面产生了一层红色的固体物质，溶液颜色变浅，温度升高。
【分析】发生的反应为：Zn＋Cu2＋AUTOTEXT==\*MERGEFORMAT===Zn2＋＋Cu
在这个反应中，锌失电子，直接给了与它接触的铜离子。该反应失将化学能转化为了热能。
【过渡】那么，我们能不能把这个反应的化学能转化为电能呢？下面我们来探究一下。
【活动探究2】
注意分析溶液中的阴阳离子的移向问题
CuSO4溶液
G
Zn
Cu
如果锌粉加入CuSO4溶液的反应是放热反应，试设计试验将反应释放的能量转化为电能。

【现象】（1）电流表指针发生偏转；
（2）锌片溶解，其表面出现一层红色的固体物质；
（3）CuSO4溶液颜色变浅；
（4）铜表面也出现一层红色的固体物质；
（5）溶液温度略有升高。
【分析】（1）（2）说明Zn失去电子变成Zn2+，故在锌片上发生的反应为：
ZnZn2++2e—（氧化反应）
（3）（4）说明溶液中的Cu2+在铜片上得到电子变成Cu，故在铜片上发生的反应为：
Cu2++2e—Cu（还原反应）
（1）（2）（3）（4）说明化学能转化为电能
【板书】一、原电池的工作原理
1、原电池：通过氧化还原反应，将化学能转化为电能的装置。
【分析】（2）（5）说明了锌片不纯有少量的Cu2+直接在Zn的表面得到电子被还原，故有少量的化学能转化为热量释放出来。
【提问】大家看看这个原电池，它由几个部分组成？
【学生】回答。
【总结并板书】2、原电池的构成：
（1）自发的氧化还原反应
（2）两个活泼性不同的电极
金属与金属
金属与非金属
金属与金属化合物
惰性电极
（3）电解质溶液或熔融液
（4）闭合电路
【提问】大家都知道，电池由正负极，那么如何判断电池的正负极呢？
【交流讨论】学生交流，讨论
【师生总结并板书】3、正负极的判断
（1）负极：
发生氧化反应的电极
失去电子的电极，电流的流入极
较活泼的电极
阴离子移向负极
常见溶解的电极
（2）正极：
发生还原反应的电极
得到电子的电极，电流的流出极
较不活泼的电极
阳离子移向负极
常见由气泡冒出或由金属析出的电极
【板书】5、原电池的电极方程式和总方程式的书写
（1）没给总方程式
G
Zn
C
【举例】

CuSO4溶液
【板书】①判断正负极（根据定义（主要依据）或金属的活泼性）
②写出电解反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式时应写出最稳定的物质）
③写出总方程式（电子守恒）
【练习】将镁片和铝片用导线相连，分别同时插入H2SO4和NaOH溶液中，写出两池中的电极反应式和电池反应式。
【解答】①Mg—Al—稀H2SO4原电池：
负极（Mg）：Mg=Mg2++2e—（氧化反应）
正极（Al）：2H++2e—=H2↑（还原反应）
电池反应：Mg+2H+=Mg2++H2↑
②Al—Mg—NaOH原电池：
负极（Al）：2Al+8OH—=2[Al(OH)4]—+4H2O+6e—（氧化反应）
正极（Mg）：6H2O+6e—=3H2↑+6OH—（还原反应）
电池反应：2Al+2OH—+2H2O=2[Al(OH)4]—+3H2↑
【板书】（2）给出总方程式

【板书】①判断正负极（把总反应式拆成氧化反应和还原反应）
②写出电解反应式（注意生成的新离子能不能稳定存在电解质溶液中，若不能，在写反应式时应写出最稳定的物质）
③两