4.1+《原电池的工作原理》+教学设计+2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

原电池的工作原理  教学设计

【课标要求】

认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。了解原电池及常见化学电源的工作原理。

【学习目标】

1.单液原电池的构成及电极反应

2.双液原电池的构成及电极反应

3.原电池的构成的四个基本要素

4.设计简单的原电池

【学习重点】

原电池的构成要素和工作原理。

【评价任务】

1、通过实验，深入认识原电池工作原理及构成条件；

2、能根据氧化还原反应，相互合作，设计有盐桥的原电池（双液电池）。

【课时安排】 1课时

【课前准备】制作教学课件；准备好实验用品；制作学案并发放学生，学生适当预习。

【学习过程】

〖情景导入〗

     学生观看电池使用场景的教学视频。

〖知识回顾〗

引导学生回顾原电池(-) Zn ︱ H₂SO₄（aq）︱ Cu(+)，完成《学案》中练习，写出两个电极反应式，以此为例分析，和老师一起回顾原电池工作原理：

〖实验探究一   原电池原理的应用〗

一、根据Zn + Cu²⁺ =Zn²⁺ + Cu设计一个原电池。

学生活动：完成学案，找到合适的电极和电解质溶液，写出电极反应式，画出装置图，并预测该实验现象（实验设计将电流表换成音乐盒）

• 学生实验

组装单液原电池(-) Zn ︱ CuSO₄（aq）︱ Cu(+)，完成设计实验。

三、观察、思考与讨论

1.观察并描述本实验的现象

2.思考与讨论：锌片表面为什么附着红色固体？电流为什么会衰减？

3.思考与讨论：你会选用以上装置作化学电源吗？主要原因是什么？ 如何改进？

〖实验探究二   原电池装置的改造〗

一、双池电池的设计：

讨论连接两个半电池的方式

双池电池的改进：

引导学生分析：从未形成闭合回路，到“浸NaCl滤纸条”作用，再改进用盐桥。

• 学生实验

分别按以上设计方案组装并完成实验，观察实验现象。

• 对比分析，完成表格。

老师特别强调盐桥的作用：

1. 使整个装置构成通路 (离子导体）
2. 平衡电荷(离子库，可以供给需要的离子)

〖原电池的构成要素〗

一、1、根据单液原电池总结原电池构成要素；

2. 结合原电池构成要素完成双液原电池。
3. 对比两种电池，总结各自优点。

单液电池：结构简单

双液电池：隔离氧化剂与还原剂，解决了电池自损耗问题

二、原电池的构成要素

从原电池的四个构成要素电极反应、电极材料、离子导体、电子导体，展开讨论、总结原电池的构成。

（学生结合本节课学习知识展开分组讨论，老师引导并作总结）

重点强调：电极和电极材料、电解质溶液和离子导体两组概念的联系和区别

〖课堂练习 原电池设计〗

1. 依据反应Zn＋2Fe^3＋== Zn^2＋＋2Fe^2＋，设计原电池：

(1)在方框中画出能形成稳定电流的电池装置图；

(2)写出电极反应式。

2. 依据反应 2Fe³⁺ + 2I^- == 2Fe²⁺ + I₂ 设计成原电池，比较几种方案哪种更好？

（学生讨论比较第一种和第二种方案的特点，并总结原因。老师可做适当补充，并适当介绍第三种有离子交换膜的设计方案）

〖学习小结〗

原电池工作原理

【板书设计】

                     原电池

• 原电池的工作原理
• 盐桥的作用

1. 离子导体（形成离子通路）
2. 平衡电荷

• 原电池的构成要素

1. 电极反应
2. 电极材料
3. 离子导体
4. 电子导体