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原电池金属的腐蚀和防护
一、教学目标
1、知识技能:掌握原电池的工作原理,通过实验能正确判断原电池的
正负极。初步掌握形成原电池的基本条件,并能将理论联系实际。
2、能力培养:通过实验不断总结、发现、归纳知识的要点,使学生的
思维能力和创造能力都得到充分的锻炼。
3、科学思想:应用辩证唯物主义的思维方法,抓住氧化还原反应是原
电池工作原理的本质。由师生共同参与讨论发现问题,并通过实验不断体
现出由实践→认识→再实践→再认识的认知过程。
4、科学方法:实验、观察、科学抽象。
二、重点、难点原电池的形成条件及电极反应式;电子流和电流的运
动方向。
三、教学过程设计
教师活动
学生活动
【引言】大家知道,各种形
举出各种能量相互转变的
式的能量,在一定条件下是
实例。
可以相互转变的。例如:通
思考问题。
过电动机电能可以转变为机
械能;……
分组实验1:
【提问】化学能和电能之间
(1)向试管中倒入5mL稀
是否能相互转变?在怎样的
H2SO4,插入Cu丝观察现象
条件下可以实现这种转变?
并讨论。
指导学生边做实验边讨论。
(2)取出Cu丝再放入一粒
利用已学知识:
纯锌。
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
(3)将Cu丝插入试管中并
改进了实验操作过程后,亲
与Zn粒接触。
自发现问题,并设法找出正
确答案。
【提问】(1)锌和稀H2SO4直
接反应的实质是什么?
(2)插入铜丝接触到锌粒后,
为什么在铜丝上出气泡?
设计意图
引导学生思考能
量的特点。
直接点出本节课
的中心意图:化
学能与电能的转
变
通过一组实验使
学生在原有知识
的基础上又发现
了新问题。
培养学生积极思
考问题的能力,
并能用已学过的
知识去解释一定
问题。
教师活动
学生活动
设计意图
(3)铜丝上的电子由何处而来,出
来的是什么气体?(组织学生讨论并
回答问题)
【过渡】
因为Cu不与稀H2SO4发生反应,所以,
Cu既不失电子也不会得电子。
思考、回答:
锌与稀H2SO4发生
氧化还原反应,
锌失去的电子通
过铜丝转移给溶
液中的H+离子,因
此在铜丝表面只
能出氢气。
讨论并回答:
用导线连接不同
的两种金属,并
【设问】假设Zn板上的电子能流到Cu 同时将两金属置
板上,根据带电微粒的定向移动就会 于稀H SO 溶液中,
2
4
产生电流,我们可否设计一个实验, 在导线中间连接
如何证明有电流产生?
一个电流计,可
以观察指针是否
偏转,从此判断
是否有电流产生。
由物理学知识引
导学生找出能形
成电流的根本因
素。
教师活动
【演示1】
有这样一种装置,用导线连接
锌板和铜板,并在其中连一个
灯泡,将两板平行插入稀H2SO4
溶液中,观察灯泡是否发亮?
【提问】这种装置的反应与Zn
和稀H2SO4直接反应又有什么不
同?由这种装置能起到什么样
的作用?
学生活动
设计意图
观察实验并思考三个问题: 培养学生通过
(1)观察有什么现象发生?观察能抓住问
题的本质,同
(2)说明什么问题?
时还要深入思
(3)证明什么问题?
考问题,不能
回答问题:
只注意表面现
灯泡发亮,说明有电流产 象。
生,从而证明有电子流动, 进一步引导学
只能是Zn失去电子沿着导 生通过实验、
线定向流动到Cu板上。
观察、思考、
发现问题:
总结,最后又
Zn与稀H2SO4直接反应没有 回到由能量相
电流产生,而用导线连接 互转化的角度
去考虑这些问
Zn板和Cu板后,再与稀
H2SO4反应则产生了电流。 题,点出这节
课的实质性问
题,从而引出
这节课的中心
点。
教师活动
【板书】第六节原电池金属
的腐蚀和防护
一、原电池——把化学能转
变成电能的装置。
学生活动
设计意图
经过化学反应,可以将化学
能转化成电能。
根据实验现象
找出原电池反
应的实质是什
思考问题:
根据原电池的组成结构,请 (1)Zn板和Cu板在工作中各 么?
大家思考两个问题。
利用已学知识,
发生什么反应?
(2)如何判断电子流动方向 让学生总结出
电子流动的方
小结:锌活泼失去电子被氧 和两金属的正负电极?
向以及正负电
化,铜板上带电子而显负电, 讨论:
极的判断,使
溶液中H+离子在铜板上获得
根据金属活动性顺序,锌容
感性认识能够
电子被还原成氢气。根据物 易失去电子进入溶液,电子
理学知识,电子流出一极为 则从锌板定向流动到铜板上, 上升到理性认
负极,电子流入一极为正极。 而电流的方向应该与此相反, 识。
从铜板到锌板。
发现并总结规律:在原电池
工作中,相对活泼金属为负
极,相对不活泼金属为正极。
教师活动
学生活动
【展示】桌上的仪器、药品。
【演示2】
由学生上台前组装
用导线连接电流计,分别夹住铜板、实验,大家观察电
锌板,将它们同时插入盛有稀H2SO4 流计指针偏转方向。
的烧杯中,观察指针偏转方向。
由实验来验证上述
用方程式表示两个电极的反应过程,结论是否成立。
即电极反应式。
回答:
【板书】
指针偏向铜,说明
1.原电池的工作原理锌(负极): 铜为正极,锌为负
Zn-2e=Zn2+(锌板溶解,发生氧化 极。
反应)铜(正极):2H++2e=H2↑ 练习书写电极反应
式。
(铜板出气泡,发生还原反应)
【讲述】
由以上分析可以看出电子流动的方
向,那么,电流又是如何产生的?
这种微观粒子的运动过程可以借助
计算机软件来观察。
设计意图
在学生讨论的基
础上,再通过实
验来验证所得结
论的正确性。
由正负极的判断
推出两个电极反
应式。
教师活动
【软件演示】
在烧杯中放入稀H2SO4,溶液
中有H+、SO2-4离子自由运动,
放入Cu不反应,再放入Zn,
在Zn板上出气泡。用导线连
接Zn和Cu板后,就有电子流
动、溶液中离子的定向移动
以及电流的产生。
【板书】
2.电子流与电流的运动方向
【过渡】
形成原电池都需要哪些条件?
让我们通过实验来探究。
【指导实验】
在学生桌上有Zn、Fe、Cu三
种属,分别用它们做电极,
两两组合共有三种方式,利
用水果中含有的电解质溶液
学生活动
观看,最后总结出电子流
和电流的形成过程。
分组实验2
用导线分别夹住Cu丝和Fe
钉,再与电流计连接,同
时插入水果中。
总结:
指针偏向Cu,Cu为正极,
Fe为负极。
用导线连接Zn、Fe,并置
于电解质溶液中。
指针偏向Fe钉,说明有电
流产生,且Fe为正极,Zn
为负极。
设计意图
借助计算机手段,
形象逼真的画面
可以帮助学生理
解抽象概念,较
轻松地就掌握了
课堂难点。
让学生用不同的
金属组合去完成
原电池工作,通
过对比,去发现
并归纳形成条件。
检查学生是否会
组装原电池,也
是培养学生学以
致用,同时又
教师活动
学生活动
(如葡萄、桔子、西红柿)。
用导线连接电流计和两种金
属,同时插入水果中,观察
指针偏转方向。
要求:
根据原电池工作原理进行实
验,观察能否产生电池,并
判断正负极。
【提问】
1.是不是任意两种金属组合
置于电解质溶液中就能形成
原电池?
【演示3】
(在投影仪上做实验)
在培养皿中盛有稀H2SO4溶液,
放入Cu丝、Ag条均无反应,
将二者接触后也无反应。
讨论并回答:
Cu、Ag均不与稀H2SO4发生
氧化还原反应。
结论:由以上一组实验得
出结论,相对活泼金属为
负极,相对不活泼金属为
正极,必须要有一种金属
能跟电解质溶液发生氧化
还原反应。
设计意图
能充分发挥学生
的积极性、主动
性。
通过三组对比实
验让学生发现并
总结出形成条件,
为培养学生养成
良好的科学思维
方法奠定基础。
教师活动
学生活动
设计意图
2.两种金属一定是一个很活 思考。
泼,一个很不活泼吗?
分组实验3
在学生初步总结
3.你可以得出什么结论?
用导线连接Zn条、铅笔芯,出形成原电池的
【评价】对学生的结论给予
并与电流计相连,向烧杯 条件后,又将知
识面扩宽,使学
评价。
中倒入NH4Cl溶液,同时
插入两导体,观察指针偏 生感觉到知识永
【提问】能否用一种较活泼
转方向,判断正、负极。 无止境,还要继
金属和石墨(惰性电极)组
成电极?电解质溶液都包括
指针偏向铅笔芯,说明Zn 续深入探讨、研
究。
哪些?
为负极,石墨为正极。
组织学生讨论归纳形成原电
讨论、归纳、小结原电池
池的条件。
的形成条件。
【板书】3.原电池的形成条
件
(1)要有两种活泼性不同的
金属或导体;
(2)必须有电解质溶液;
(3)必须发生氧化还原反应。
教师活动
学生活动
介绍铜、锌、硫酸电池是在
1789年由意大利物理学家伏
特所发明,为了纪念这一功
举例说出几种电池:
勋,称这种电池为伏打电池。
(1)铅蓄电池
至今人们已利用伏打电池原
(2)海水电池
理制出多种新型电池。
(3)氢氧燃料电池
(4)纽扣电池
我们可以根据原电池工作原
理,来解释在日常生活和生
(5)锂电池
产中的许多现象。
认真思考,并根据原电池
【板书】
的原理进行回答。
4.原电池原理的应用
(1)为什么实验室制氢气时
常用不纯的Zn?
(2)马口铁和白铁一旦有划
痕后,在潮湿的空气中,谁
被腐蚀的速度快?
设计意图
在进行化学史教
育的同时,使学
生能将已学知识
与实际相结合。
举出日常生活实
例,用所学知识
去解释一些现象,
培养学生理论联
系实际的好习惯。
教师活动
学生活动
设计意图
【投影】
介绍原电池在尖端科技中的
广泛应用,在宇宙飞船中也
使用了一种叫氢氧燃料电池, 观察氢氧燃料电池的装置
这种电池的优点是污染小,
及反应式。
从保护人类环境的意义出发,
这种电池的发展前途是很大
的。
【布置作业】课本62页2、3、
4题。
课堂检测
【随堂检测】
有A、B、C三种金属,两两分别接触并同处于稀H2SO4中,
反应冒气泡,判断三种金属活动性顺序。
设计意图
检查学生的认识
能力及判断能力,
也起到巩固新知
识的作用。
附:随堂检测答案
三种金属的活动性顺序是:C>B>A