浸入盛有CuSO4溶液的的烧杯中。
（指导学生演示实验并观察总结，回答问题）
【板书】1.现象：铜片表面明显有铜析出，电流计显示无电流通过。
【分析】铜不与CuSO4溶液反应，铜片表面却有红色的铜析出，且锌片逐渐溶解，说明原电池发生了电极反应，用物理学的电学知识可判断电流计指针不动，可能是锌片直接接触，形成回路，而通过电流计极其微弱，无法使指针偏转。
【设疑】若要证明上述装置就是原电池，确实实现了化学能与电能之间的转换，就必须证明锌片与铜片之间确实有电流，如何证明？（老师提问，学生思考回答。）
【演示实验】2.将锌片与铜片分别通过导线与电流计连接，并使锌片和铜片不直接接触，再同时浸入盛有CuSO4溶液的烧杯中。（指导学生演示实验并观察总结，回答问题）
【板书】2.现象：电流计指针发生偏转，并指示电子是由锌片流向铜片，在铜片表面有红色的铜析出。
结论：发生原电池反应，说明该装置构成了原电池，且锌为原电池的负极，铜为正极。
电极反应式：
负极：Zn-2e-= Zn2+
氧化反应 正极：Cu2+ + 2e-= Cu
还原反应 总反应式：Cu2+ + Zn= Zn2++ Cu 【设疑】随上述实验时间的延续，电流计指针偏转的角度逐渐减小，即没有电流通过，同时锌片表面逐渐被铜覆盖，为什么？（指导学生据观察继续总结，回答问题）
【分析】由于锌片与CuSO4溶液直接接触，反应一段时间后，难以避免溶液中有Cu2+在锌片表面被直接还原，一旦有少量铜在锌片表面析出，指示向外输出的电流强度减弱，当锌片表面完全被铜覆盖后，反应就终止了，也就无电流再产生。
【设疑】作为原电池，其功能是将化学能转换成电能，上述实验中负极上变化势必影响原电池的供电效率，车到半途，就不是骑，而是推车了，这样就不好，那能否设法阻止溶液中的Cu2+在负极锌片表面还原？
【演示实验】3.课本P7实验4-1（先向学生介绍装置及各仪器的名称及用途，即什么是半电池、盐桥、外电路、内电路。指导学生演示实验并观察总结，回答问题）【板书】3.现象：有盐桥存在时，电流计指针偏转。
电极反应式：
负极：Zn-2e-= Zn2+
氧化反应 正极：Cu2+ + 2e-= Cu
还原反应 总反应式：Cu2+ + Zn= Zn2++ Cu 【分析】当盐桥存在时，随反应的进行，盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持电中性，氧化还原反应得以继续进行，从而使原电池不断地产生电流，保证了你的电动车可以带你到达目的地。【思考】盐桥取出，电流还能产生吗？（学生思考回答）
【分析】取出盐桥，由于Zn原子失去电子成了Zn2+，进入溶液，使ZnSO4溶液因Zn2+增加而带正电，同时CuSO4溶液中Cu2+得到电子成为金属铜沉淀在铜片上，使溶液中的Cu2+减少而带负电，这两因素均会阻止电子从锌片流向铜片，造成不产生电流的现象。
【小结】从以上三个演示实验存在的现象及分析，可知，要产生持续、稳定的电流，可以用实验4-1的装置。
【板书】
三、原电池的重要用途：
（1）制作电池，如干电池、蓄电池。
（2）防止金属被腐蚀，如镀锌管，用锌保护铁。
（3）提高化学反应速率，如用粗锌代替纯锌制H2，反应速率较快。
【总结】通过以上三个实验的比较，得出具备产生持续、稳定电流的原电池的条件，电极反应式：
负极：
Zn-2e-
= Zn2+
失电子
氧化反应
正极：
Cu2+ + 2eMg(氢氧化钠溶液)
（4）Fe-Cu(稀硝酸)【作业】用原理Cu + 2 AgNO3 = Cu(NO3)2 + 2Ag 设计一套可以持续供电的原电池。（让学生自己设计装置图，然后用课前备好的实验仪器，让学生按照自己设计的演示给其他人看，然后老师跟同学们提出意见或建议，并总结，最后规范画出该原理科学的原电池装置）
[导入新课]
故事：在伦敦的上流社会，有一位贵族夫人格林太太，她有一口整齐洁白的牙齿。但其中镶有两颗假牙：一颗是黄金的-这是格林太太富有的象征；另一颗是不锈钢的—这是一次车祸留下的痕迹。
令人百思不解的是：打从车祸以后，格林太太经常头疼，夜间失眠，心情烦躁……尽管一些国际上知名的专家教授绞尽脑汁但格林太太的病症未能有丝毫的减轻，而且日趋严重……她的病真的就没治了吗？
后来是一位化学家解除了她的痛苦。药方：换掉一颗假牙。
病因：口腔内产生了微弱的电流，刺激神经，导致人体生理系统紊乱，引发一系列病症。
大家可能会产生疑问：格林太太的口中怎么会有电流产生呢？下面我们通过以下的类比实验进行进一步的探究来揭穿其中的奥妙。[演示实验]
1.内容：把锌片和铜片平行地浸入盛有稀硫酸溶液的烧杯中。现象：锌片表面有氢气泡生成铜片表面无气泡生成 解释：锌排在氢前能置换出氢气
铜排在氢后不能置换出氢气
2.内容：把锌片和铜片用导线连接起来再平行地浸入盛有稀硫酸溶液的烧杯中。大家观察到一个很奇怪的现象：锌片表面无气泡生成，铜片表面有气泡生成
3.内容：在锌片与铜片连接的导线中间接入一个电流计，再把锌片与铜片平行地浸入盛有稀硫酸的烧杯中。
现象：电流计指针偏转
疑问：2实验中铜片表面为什么有气泡生成？3实验中电流计指针为什么偏转？ 分析：Zn、Cu用导线连接一同浸入稀硫酸时，Zn比Cu活泼，易失去电子，电子从Zn片流出通过导线流向Cu片，电子定向移动形成电流，故电流计指针有偏转；
溶液中的H+ 从Cu片获得电子，2H+ +2e-=H2，生成氢气，故Cu片表面有气泡生成。从能量变化的角度分析这套装置：我们知道，物质发生反应时，常伴有化学能与热能、光能等的相互转化, 比如镁带燃烧发光、放热是化学能转化为光能和热能。那么，我们做的这个实验是化学能转变为哪种能量形式呢？
这是以Zn和稀H2SO4反应为基础，将此反应的化学能转变为电能的装置。
我们把这种将化学能转变为电能的装置称为原电池。
1、原电池定义：将化学能转化为电能的装置。
这一现象早在1799年被意大利的物理学家伏打捕捉到并加以研究，发明了世界上第一个电池——伏打电池，即原电池
过度：回顾刚才所做实验，我们就是因为组合成了一个原电池才使得电流计指针有偏转，下
面我们以此原电池为例进一步分析原电池内部结构，得出其供电原理
2、原电池原理： 先进行理论分析： 外电路（导线上）：锌片上Zn失去电子，电子通过导线流向Cu片，电子定向移动形成电 流
内电路（溶液内）：由电性作用，溶液中带正电荷的离子H+、Zn2+ 移向Cu片；带负电荷离子移向Zn片，溶液中带电离子定向移动形成电流
内外电路形成闭合回路，电路中有电流通过便可向外供电。
此原电池所涉及到的反应是：
锌片：Zn-2e-= Zn2+
（氧化反应）
铜片：2H+ +2e-= H2（还原反应）
我们把锌片和铜片称为此原电池的两个电极
此原电池以Zn和稀硫酸反应为基础，将氧化反应和还原反应分别设置在两个电极上进行，从而产生了电流，实现了Zn和稀硫酸反应的化学能向电能的转化。
由此我们得出了原电池的原理：
原电池以氧化还原反应为基础，将氧化反应和还原反应分别设置在两个电极上进行，从而产生电流，实现化学能转变为电能。以上是理论分析，下面再用动画演示其变化过程，加深对原电池原理的理解。
过渡：我们可以通过原电池的两个电极上发生的反应来理解原电池的原理，人们把原电池的两个电极分别叫做正极和负极，在电极上进行的反应称为电极反应，下面我们讨论原电池的电极和电极反应
3、原电池的电极和电极反应
规定：原电池中电子流出的一极为负极，电子流入的一极为正极 负极：电子流出的一极，（在此电极上物质失电子）发生氧化反应 正极：电子流入的一极，（在此电极上物质得电子）发生还原反应
以Zn、Cu-稀H2SO4原电池为例表示出此原电池的电极反应和电池总反应（由学生根据正负极的规定判断出此原电池的正负极）负极：Zn-2e-= Zn2+ 正极：2H++2e-=H2
将负极反应和正极反应相加，并消去电子就得到电池总反应：Zn+2H+= Zn2++ H2
过渡：在书写电极反应时有一点需要特别注意，那就是准确判断出原电池的正负极，下面讨论原电池正负极的判断方法（1）活泼金属作负极（由电极的活泼性判断）（2）电子流出的一极为负极（由电子的流向判断）（3）发生氧化反应的一极为负极（由发生反应的类型判断）过渡：由以上我们知道了原电池的组成中需要有正负两个电极，那么它的构成还需要哪些条件？下面我们讨论构成原电池的条件
4、构成原电池的条件：
讨论以下装置是否能构成原电池：图略 【通过讨论】构成原电池的条件总结为：（1）有活泼性不同的两个电极。
① 两种活泼性不同的金属
② 一种金属与一种能导电的非金属。
（2）两个电极（直接或间接）连接在一起，并插入电解质溶液中，形成闭和回路（3）能自发地进行氧化还原反应
注意:三个基本条件相互联系，不能孤立、片面的看待某一个条件，核心是氧化还原反应。根据以上我们总结出的构成原电池的条件判断下面一个装置是否能形成原电池，若能形成写出电极反应和电池总反应
提问：格林太太口中的电流究竟是怎么产生的？
格林太太口中两颗不同金属的假牙与口腔唾液中电解质形成了原电池，虽然产生的电流很微弱，但长时间刺激神经，导致人体生理系统紊乱，引发一系列病症。所以，格林太太应该将两颗假牙换成同一种材料。过渡：我们说学以致用，下面请你根据所学的知识来设计一组趣味实验： 实验目的：使已取出电池的音乐卡发出响声
实验器材：连有导线的锌片、铜片，西红柿，已取出电池的音乐卡 实验方法：由同学们自己设计（提问）
设计思路：锌片、铜片可以和西红柿内的酸液形成原电池，向外供电进而带动音乐卡，使其发出响声。
下面我按照大家的设计方案做一下这个实验看能否成功。由于一个西红柿电池的电流可能会很微弱，所以我串联了3个西红柿，相当于3节电池。
由实验结果，证明大家的设计思路是正确的。这就是人们常说的水果电池。
小结：以上是本节课主要内容，学完本节课要求大家熟练掌握原电池原理，会应用原电池原理及其构成条件设计简单的原电池
第四章 电化学基础
第一节原电池
一、教学目标：
知识与技能：
1、体验化学能与电能相互转化的探究过程；
2、进一步了解原电池的工作原理和构成原电池的条件；
3、能够写出电极反应式和电池反应方程式；
4、学习实验研究的方法，能设计并完成一些基本的化学实验。
过程与方法：
1、分组实验提高观察能力与分析思维能力；
2、实验引导以问题为中心的学习方法，学会发现问题、解决问题的方法；
3、加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法。
情感态度与价值观：
1、在化学学习的过程中体验并享受探究带来的快乐，感受化学世界的奇妙；
2、增强联系实际学习化学并将化学知识应用于生活的意识；
3、关注与化学有关的社会热点问题和科技前沿问题，增强环境保护的意识，逐步形成可持续发展的思想。
二、教学重点：
1、进一步了解原电池的工作原理和构成条件；
2、能够写出电极反应式和电池反应方程式。
3、盐桥的作用。
三、教学难点：原电池的工作原理
四、教学方法：实验探究法
五、教学过程：
一、引入
介绍电化学
播放图片，帮助学生对电化学的研究领域形成一些感性认识，了解电化学是研究化学能与电能的相互转换装置、过程和效率的科学。
二、复习原电池的形成条件、电极反应式以及总反应式的书写、电子流向等。
三、实验探究Ⅰ：探究简单原电池的能量转化效率
将Cu片、Zn片分开，分别通过导线与电流计连接，浸入盛有CuSO4溶液的烧杯中。
观察：电流计指针是否偏转；若电流计指针若偏转，偏转角度的大小在短时间内怎样变化。一段时间后还有什么现象。
学生汇报实验现象：
电流计指针发生偏转。随时间的推移，电流计指针的偏转角度逐渐减小。铜片表面有有铜产生，锌片表面有也有铜产生。教师引导设疑：
1、该简单原电池对外提供的电流是稳定、持久的吗？
2、造成原电池提供电能的能力减弱的原因是什么？
得到结论：
1、这是一个低效率的原电池，不能持续对外提供电能。
原因：Zn与CuSO4溶液直接接触，在锌片上有铜产生。
四、分析、解决问题
教师引导设疑：怎样设法使原电池持续、稳定地产生电流呢？
学生教师共同讨论，结果：把氧化剂和还原剂分开，不直接接触。
教师引导学生设想解决矛盾的思路，共同构建新的原电池，1、探究实验Ⅲ（实验4-1）
学生汇报实验现象：长时间形成稳定电流，且指针偏转角度大。该装置的优点：⑴形成电流稳定
；⑵能源的利用率高。
五、分析所设计的带盐桥的原电池的工作原理
盐桥的作用：
1．补充电荷。
2．使装置形成闭合回路。
3．提高了能量转化率。电极反应：
负极（锌片）： Zn－2e-=Zn2+（氧化反应）正极（铜片）： Cu2+ +2e-=Cu（还原反应）电池反应：Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu
六、练习
1、设计原电池：Cu + 2Fe3＋
= Cu2＋
+ 2Fe2＋
⑴将上述反应设计成普通原电池装置。⑵将上述反应设计成带盐桥的原电池装置。并画出装置图，写出电极反应。
轻轻家教
化学反应原理
第二节 电解池
一．电解池
1．电解、电解池
2．电解池的构成和工作原理(1)构成条件
①有与外接直流电源相连的两个电极。②电解质溶液(或熔融电解质)。③形成闭合回路。
(2)电解池工作原理(以电解CuCl2溶液为例)
(3)电解池中电子、电流和离子的移向 ①电子：负极→阴极，阳极→正极 ②电流：正极→阳极→阴极→负极 ③离子：阳离子→阴极，阴离子→阳极(4)两极放电(氧化或还原)顺序
①阴极：阳离子放电顺序：Ag＋>Fe3＋>Cu2＋>H＋(酸)>Fe2＋>Zn2＋>H＋(水)>Al3＋>Mg2>Na>Ca2>K。＋＋＋
＋阳极：金属(Au、Pt除外)电极>S2－>I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子。注：①阴极不管是什么材料，电极本身都不反应，一定是溶液(或熔融电解质)中的阳离子放电。
②阳极材料若是金属电极(Au、Pt除外)，溶液中的阴离子不反应，电极金属失电子被氧化。
轻轻家教
化学反应原理
3.电极反应式：
4.原电池与电解池相连 轻轻家教
化学反应原理
必修2 第二章·第二节 化学能与电能（第一课时）
广东佛山顺德均安中学 丘建龙
（一）教材分析
初中化学已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》部分既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。第一课时的主要内容有：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。原电池原理和组成条件是本节课的重点，原电池原理是本节课的难点。第二课时的主要内容是：介绍几种常见的化学电源在社会生产中的应用。通过原电池和传统干电池(锌锰电池)初步认识化学电池的化学原理和结构，并不要求上升为规律性的知识；通过介绍新型电池(如锂离子电池、燃料电池等)体现化学电池的改进与创新，初步形成科学技术的发展观。激发学生科学知识的求知欲。
本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的自主探究教学思想内涵。首先，原电池概念引入的演示实验2-4为探究教学创设了问题情景，当学生观察到 “铜片上产生气泡”这一反常的实验现象（即学生遇到新的问题——冲突），就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设（试图用原有的认知结构去同化——解惑）；学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论（达到认知上的新平衡——感悟）；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个“科学探究”和“思考与交流”栏目，让学生自己探究讨论归纳出“组成原电池的条件”（促进学习者认知结构的不断发展——升华）；同时，课本插图“水果电池”，是本课时探究教学内容的应用和延伸（迁移和拓展———发展）。
（二）教学设计思路
（1）教师创设情景，通过介绍材料（利用化学史实——伏打电池的发明创设教学情景，提出关于化学能如何转化为电能的问题，沿着伏打发明电池的历程开始自主探究）。得到启发，沿着伏打发明电池的历程，设计、动手实验探讨原电池原理。然后开展第二个探究性实验：通过提供材料，让学生设计实验方案，分组讨论、得出最佳方案，探讨构成原电池的条件。最后开展第三个探究性实验：利用所学知识，根据现有材料，制作水果电池，让学生体验学习化学乐趣。
（2）生活在现代社会，学生对“电”有着较丰富的感性认识。要充分利用学生已有的经验，以及电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识，调动学生主动探索科学规律的积极性。通过实验探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。
（3）通过原电池和传统电池(锌锰电池)初步认识化学电池的化学原理和结构，并不要求上升为规律性的知识；通过介绍新型电池(如锂离子电池、燃料电池等)体现化学电池的改进与创新，初步形成科学技术的发展观，感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。（4）教学模式
（三）教学目标 1.知识与技能： ⑴了解常见的化学能与电能的转化方式 ⑵举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，认识研制新型电池的重要性，形成科学技术的发展观。
⑶理解原电池原理及其形成条件 2.过程与方法： ⑴通过预习培养学生自学能力、独立解决问题、发现问题的能力。⑵通过实验探究培养学生主动探索科学规律的精神 ⑶通过思考与交流，让学生学会联系自己已掌握的知识通过比较归纳认识事物的本质特征。3.情感、态度与价值观 ⑴培养学生主动参与意识。⑵经历探究过程，提高学生的创新思维能力，勇于探索问题的本质特征，体验科学过程；通过对废旧电池的处理加强环保教育。
（四）教学重点
初步认识原电池概念、原理、组成及应用。
（五）教学难点
通过对原电池实验的探究、引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质以及这种转化的综合利用价值。
（六）教学方法
预习、实验探究、讨论、启发、讲解、练习
（七）课时安排 2课时
（八）教学工具
实验仪器、多媒体教室，另附powerpoint课件。
（九）教学过程（第一课时）教师活动 学生活动 设计意图
【实验探究引入课题】
1、锌片插入稀硫酸
2、铜片插入稀硫酸
3、锌片和铜片上端连接在一起插入稀硫酸
学生四人一组分组探究做实验 培养学生发现问题的能力、合作能力、动手能力。激发学生学习的兴趣。
【问题探究】
1、锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？
2、锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？
3、锌片的质量有无变化？溶液中c(H+)如何变化？
4、锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？
5、电子流动的方向如何？ 通过实验讨论回答 培养学生解决问题的能力
【引入】
电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？这就让我们用化学知识揭开电池这个谜。带着问题进入课堂 用疑问将课题引入 【板书】第二节
化学能与电能 【板书】
一、化学能与电能的相互转化 【板书】
1、燃煤发电的过程
学生看书找到答案
1、利用学生的生活经验和生动的事例说明电力在当今社会的巨大作用。
2、利用能量守恒定律帮助学生理解火力发电的原理。
3、让学生通过观察图片、图表等直观材料，讨论发现火力发电的利与弊。
教师活动 学生活动 设计意图
【板书】
2、燃烧的本质——氧化还原反应 【分析】氧化还原反应的本质是氧化剂与还原剂之间发生电子转移的过程，电子转移引起化学键的重新组合，伴随着体系能量的变化。要使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转化为电能，就要设计一种装置，使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。如果要把可产生的电能以化学能的形式储存起来，这就是我们这节课要研究的重要知识点——原电池，这种装置可以将氧化还原反应的能量储存起来，类似于水库的蓄能。复习氧化还原反应的有关内容
1、引导学生把氧化剂与还原剂之的电子得失与电流的形成条件联系起来，设想化学能与电能相互转化的方式。
2、鼓励学生讨论设计实现化学能与电能相互转化的实验装置。
【板书】
3、原电池
原电池实验探究
现象
铜片
锌片
电流表
利用Cu-Zn原电池实验探究前面“思考与交流”中提出的设想。
【学与问】根据你所了解的电学知识，你知道电子是怎样流动的吗？你如何判定装置的正、负极？ 根据探究实验进行回答
【动画模拟】原电池的微观原理 学生观看 进一步明确原电池的工作原理
【分析】当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn2+而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的H＋从铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。这一变化过程可以表示如下： 锌片：Zn2e-= Zn2+(氧化反应）铜片：2H+ + 2e-= H2↑（还原反应）总反应：Zn＋2H+ = Zn2+ + H2↑
【板书】(1)原电池的定义——将化学能转变为电能的装置叫做原电池 【板书】（2）原电池的电极
负极：发生氧化反应，电子流出（流向正极）的一极 正极：发生还原反应，电子流入（来自负极）的一极 【板书】（3）组成原电池的条件 ①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极 ②电极材料均插入电解质溶液中（能自发进行氧化还原反应）③两极相连形成闭合电路 【板书】（4）原电池的原理：
较活泼的金属发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）流向较不活泼的金属（正极）。
