发布时间 : 星期六 文章2018-2019学年人教版选修4第4章第1节原电池教案更新完毕开始阅读016223b80a4c2e3f5727a5e9856a561253d3215d
原电池的传承与发展
一、使用教材
人教版化学选修4《化学反应原理》，第四章第一节《原电池》 二、实验器材
类别 名称 专用装置 自制柱形盐桥电池 自制离子交换膜电池 药品 器材 0.5mol/L ZnSO4溶液 0.5mol/L 稀硫酸 饱和氯化钾溶液浸泡过的琼脂盐桥 Zn片 Cu片 导线 检流计 电流传感器 三、实验创新要点/改进要点
“原电池的传承与发展”实验教学旨在通过实验改进以及电流传感器的使用，让学生理解原电池发展的自然科学历程。本创新设计共有四组对照实验，即普通原电池电池、U形管盐桥电池、柱形盐桥电池和离子交换膜电池。我们专门设计，并组装了新的实验装置，同时结合电流传感器的使用。该创新实设计方案能解决如下问题：
①可控制两电极间距离（虽电池形状不同，但电解质溶液浓度相同，两极间距离可控制相同）。 ②方便添加电解质溶液。
③及时观察并监测电池的电流大小。
图1 自制柱形盐桥电池 图2自制离子交换膜电池
图3拆开的聚合物锂离子电池（白色的锂离子交换膜） 图4课堂教学 四、实验原理/实验设计思路
教学活动以原电池工作原理为基本实验原理，结合原电池的发展过程：普通原电池→盐桥电池→离子交换膜电池，实验教学中设计了如下教学思路：
五、实验教学目标 （一）知识目标
普通铜锌原电池的优缺点？ 盐桥电池的优缺点？ 如何理解离子交换膜电池？
1．了解原电池的工作原理。
2．认识到电极反应、电极材料、离子导体、电子导体是原电池体系的基本要素，重点掌握离子导体的构成和原理。 （二）方法目标
1．通过原电池的组装，体验化学能转化为电能的实验探究过程。
2．能够从能量转换效率的角度考虑原电池的发展，利用对微观过程的想象力理解双液电池。
3．能够发挥类比思维理解离子交换膜的引入。 （三）素养目标
1．培养宏观辨识与微观探析素养：能分析物质化学变化和伴随发生的能量转化与物质微观结构之间的关系。 2．培养科学探究与创新意识素养：能对实验中的“异常”现象和已有结论进行反思、提出质疑和新的实验设想，并进一步付诸实施。 六、实验教学内容
（一）实验1：锌片放入稀硫酸中的现象，写出离子方程式，标出电子转移。
思考与交流：锌失电子是因为H+的存在吗？
（二）实验2：讨论Zn-Cu-稀硫酸原电池，寻找其缺陷之处。
（三）实验3：用0.5 mol/L稀硫酸、Cu片、Zn片和U形管盐桥组装盐桥电池，从能量转
换效率理解使用盐桥的意义。 （四）实验4：用电流传感器监测实验2和实验3两电池的电流大小。针对盐桥电池电流变
小这一现象进行反思，提出质疑和新的实验设想。 （五）实验5：教师演示横截面积增大、长度变短的柱形盐桥电池，测量其电流大小。检验
探究方案是否合理。 （六）实验6：教师演示离子交换膜电池，测量其电流大小。检验探究方案是否合理。 七、实验教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
【实验演示】 选用实验用品：锌片，铜片，0.5mol/L稀硫酸，0.5mol/L硫酸锌溶液 【实验1】 锌片溶解变细， 有大量气泡产生。 从学生非常熟悉的实验入手，引导学生思考更微观，更本质的问题。巧妙地避开大学化学的名词——双电层理论模型。引导分析从学生所学过的化学平衡角度，让学生在毫无压力的情况下接近科学本质。 【要求】锌片放入稀硫酸。描述实验现象、写出反应的离子方程式，用单线桥标出电子转移的方向和数目。 【提问】是因为H存在Zn才失电子的吗？ 反过来，没有H+，Zn就不会失电子吗？ 【提示】Zn放入ZnSO4溶液中，Zn有溶解进入溶液中的趋势，Zn失去的电子留在了Zn片上，电子带负电荷，溶液中的Zn2+受负电荷的吸引作+ 【学生讨论】应该是的吧，不然呢？ 用又重新沉积在锌片上，形成一个沉积溶解平衡。 再滴入稀硫酸： 学生根据前面的解积溶解平衡： H+夺走Zn失去的电子，促使Zn的沉淀溶解平衡正向移动，锌不断溶解。 所以H的存在不是Zn失去电子的原因，而是破+新课引入坏锌的沉积溶解平衡，促进Zn不断失电子。 【提问】Cu片放入CuSO4溶液中呢？ 【提示】研究发现，金属的沉积溶解平衡：金属越活泼溶解趋势越大，金属越不活泼，沉积趋势越大。 【提问】当把Zn片和Cu片用导线相连放入溶液中呢？ 如果放入CuSO4溶液中呢？ 释想到Cu也存在沉 Cu得电子在Cu片上不断沉积，促使Zn不断失去电子，电子通过导线从Zn向Cu片整体迁移，2+