高中化学第1章化学反应与能量转化1.3.1原电池的工作原理导学案鲁科版选修4
高中化学 第1章 化学反应与能量转化 1.3 化学能转化为电能——电池(第2课时)化学电源教案 鲁科版选修4
化学电源教学目标知识与技能:1、了解生活中常见的电池及它们各自的特点和应用。
2、了解常见电池的工作原理，初步学会电池正负极的判断方法，初步学会简易电池的制作。
3、了解电池在处理上存在的问题及电池应用的前景。
过程与方法:1、通过学生自己制作水果电池，培养学生动手操作能力及学以致远的思想。
2、通过学生自己解剖一节干电池来帮助学生认识干电池的构造及工作原理，激发学生学习的热情，提高他们的课堂参与度。
3、通过以电动车用的铅蓄电池实物展示，化抽象为具体，提高学生的兴趣和注意力。
情感、态度与价值观:1、课前让学生查阅资料了解化学电源发展史，讨论电池的功与过。
并结合实际谈谈生活中如何减少电池造成的污染，来培养学生热爱科学的品质和环保意识，理解科学技术对人类发展的重要性。
2、利用课堂内学习探究与课堂外调查相互结合的方式，使学生用辩证的思想分析科学对人类的双重影响，形成较为客观、正确的能源观，培养了学生查阅资料，利用文献的科学探究能力。
教学重点：电池正负极的判断及简易电池的制作。
教学难点：简易电池的制作教学过程：【复习提问】1、什么是原电池？构成原电池要有哪些条件？2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在1500℃下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阴极反应式： O2 + 2CO2 + 4e—→ 2CO32—阳极反应式：；总电池反应式: 。
【引入新课】根据原电池工作的原理制成能够实际应用的原电池就是化学电源。
常见的化学电源可以分为以下几类。
【板书】二、化学电源一次电池放电时——原电池反应（一）分类二次电池（可充电电池）充电时——电解池反应燃料电池【教师】下面我们来看看几种比较重要的化学电源，看看它们工作时所发生的反应。
【板书】（二）几种重要的电池【阅读】指导学生阅读课本P23——P25。
【讲解并板书】1、锌锰干电池（1）酸性锌锰干电池A、结构：负极为包裹电解质氯化铵和氯化锌的锌壳、正极为石墨电极B、反应原理负极：Zn →Zn2+ + 2e—正极：2NH4+ + 2e—→ 2NH3 + H2总方程式：Zn + 2NH4Cl = ZnCl2 + 2NH3 + H2C、缺点：新电池会发生自放电而使存放时间缩短、放电后电压下降较快等。
【精选】高中化学第1章化学反应与能量转化1.3化学能转化为电能__电池第1课时原电池工作原理课件鲁科版选修4
负极为___C__u___________，电极反应式为___C__u_－__2_e_－__=_=_=__C_u_2_＋__________________； 电解质溶液是____F_e_C__l3_溶__液_____________。
探究点二 ：原电池的电极判断及电极反应式的书写
1． 原电池电极(正极、负极)的判断依据有多种。试填写下表：
电极 相同
为非电 解质
未形成闭 合回路
探究点一 ：原电池的工作原理
1.按右图所示装置，完成实验并回答下列问题：
疑难解析
(1)有关的实验现象是①锌片 溶解 ，铜片 加厚变亮，CuSO4 溶液
颜色 变浅 。②检流计的指针发生偏转 ，该装置中的能量变化是 -
+
化学能转化为电能。
(2)电子流动方向和电流方向
①外电路：电子由 锌 电极经过导线流向 铜 电极，电流由 铜 电极 流向 锌 电极。 ②内电路：电流由 锌 电极流向 铜 电极。 (3)电极反应：负极反应式是 Zn－2e－===Zn2＋；正极反应式是
ee- SO42- Cu2+ e- SO42-
Cu2+
Cu2＋＋2e－===Cu ；总反应式是 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 。
中：Cu2＋ 向铜极移动；③盐桥中：K＋移向 正
区(CuSO4 溶液)，Cl－移向 负 极区(ZnSO4 溶液)。
(4)若取出装置中的盐桥，检流计的指针是否还会发生偏
转？为什么？
不偏转。如果要使检流计指针发生偏转，则该装置中必须形成闭合回路， 若取出盐桥，很显然该装置未构成闭合回路，检流计指针不会发生偏转。
(4)用温度计测量溶液的温度，其变化是溶液的温度略有升高 ， 原因是 还有部分Cu2＋直接在锌电极上得电子被还原，部 分化学能转化成热能 。
高中化学 第1章 化学反应与能量转化 1.2 电能转化为化学能——电解电解原理教案 鲁科版选修4-鲁
电解原理教学目标知识与技能:1.理解电解原理，电解池的形成条件。
2. 能正确判断电解池的阴、阳极。
3. 知道阴,阳离子的放电顺序并能正确书写电极反应式。
4. 知道非惰性电极作阳极时的放电特征。
过程与方法:1.实验方法:边实验,边有目的地观察实验现象。
2.推理方法:由现象到本质,由个别到一般的归纳推理和由一般到特殊的演绎推理方法。
情感、态度与价值观:渗透由现象看本质,由个别到一般,由一般到特殊的辩证唯物主义观点。
教学重点：理解电解原理和以电解CuCl2溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。
教学难点：理解电解原理以及非惰性电极作阳极时电解产物的判断。
教学媒体的选择:由于这部分内容比较抽象,对于多数同学来说,不太好理解。
为了强化形象思维,使概念直观化,便于学生理解和接受,本节课采用的教学媒体有电流计,稳压电源,小有机玻璃水槽,两根碳棒,一条铁片,一条铜片,假设干导线等仪器和CuCl2溶液,电脑动画以及投影仪和投影片。
教学过程：[联想•质疑]金属钠与氯气反应的热化学方程式：2Na(s)+Cl2=2NaCl(s) △H= —822.3kJ•mo l—1如果要真个反应反方向进行，那么需要外界提供能量，那么大家想一想我们可以采用什么样的外界能量。
[学生]电能。
[提问]那么这样的反应是什么能转化为什么能？[学生]电能转化为化学能[教师]对，电能转化为化学能的一中重要方法就是电解，下面我们就来学习电解。
首先我们来以电解熔融NaCl了解一下电解的原理[板书]一、电解的原理[阅读交流]1〕、通电前，熔融氯化钠中存在哪些离子？这些离子的运动情况怎样？2〕、通电后，外电路上的电流方向怎样？3〕、接通电源后，熔融氯化钠中Na+、Cl-各向那个方向运动？4〕、移到两极表面的Na+、Cl-将发生什么变化？熔融电解熔融NaCl[讲解]在熔融NaCl中，存在自由移动的Na+和Cl-，做杂乱无章的运动。
通电后，电子由电源的负极流出，聚集到铁电极上。
鲁科版化学选修四 1.3.1化学反应为人类提供能量—原电池工作原理 教案
化学反应为人类提供能量—原电池工作原理教材分析地位和作用: 学生在《必修一》已经学习了氧化还原反应、电解质的电离、离子反应，在《必修二》学习了化学反应的能量变化中化学能与电能等知识的基础上，本节内容理论性很强，学生不能根据日常生活、生产直接得出本节课知识。
本节课是中学化学的重要知识，对于指导日常生活有很大的作用。
本节通过生活中的实例创设问题情境，接着通过实验模拟动画，然后根据实验现象，分析反应原理，得出相关的结论。
教学目标：1、了解原电池的构成及工作原理2、学会写电极反应式和原电池反应方程式3、通过探究活动，体验其中乐趣，养成科学严谨的态度和创新精神教学重点：了解原电池的工作原理，能写出电极反应式和原电池反应方程式。
教学难点：原电池的工作原理教学过程：一、趣味情景导学学生平板电脑以强大的人机互动模式、多媒体化的学习方式，集便携性与实用性于一身，无可争议地终结了传统教育电子产品时代，教育电子产品进入以平板电脑为硬件载体的第五代发展时期。
这些电子产品都配有电池，可以不需要外接电源。
一块电池用完时可以换另外一块电池，电量用完的电池可以再次充电，反复利用。
你知道这种电池的工作原理吗？请让我们一起学习：化学反应为人类提供能量。
二、探究原电池工作原理【动画演示实验】1.将锌片和铜片分别浸入盛有H2SO4溶液的的烧杯中。
观察现象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）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：2H+ + 2e- = H2还原反应总反应式：2H+ + Zn= Zn2++ H2↑小结原电池原理口诀：原电池分两极，负极氧化正还原电子桥上走离子水中游电子由负流向正阳离子向正，阴离子向负练习1、课前练习中是原电池反应的写出其原电池电极反应式及总反应式。
高中化学 第1章 化学反应与能量转化 1.3 化学电源教学设计 鲁科版选修4(2021年整理)
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化学电源一、教学分析1。
教材及课标相关内容分析前一节已经学习了原电池的工作原理。
本课时主要是让学生了解几种常见的化学电源在社会生产中的应用;通过碱性锌锰电池、蓄电池和燃料电池进一步理解原电池的概念和原理;了解化学电源的发展以及电池对环境造成的污染，增强环保意识。
2.学生分析：前面第一课时学习了：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。
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.3.我的思考：通过图片展示、学生讨论、交流等方式导出生活中同学们熟悉的各种电池的发展过程，增强学生的创新精神;然后依次的分析，各种化学电源的原理，电池的缺陷，既增强了学生的分析,综合，应变能力，同时又促进了对原电池原理的进一步理解。
二、教学目标1。
知识与技能:了解一次电池，二次电池，燃料电池的反应原理，性能及其应用；会判断电池的优劣。
2。
过程与方法：本设计以开放式教学为指导思想，辅助以图片、讨论、归纳等手段,让学生在不断解决问题的过程中,建构理论知识，增强实际分析、解决问题的能力和创新精神.3.情感态度价值观:认识化学电源在人类生产、生活中的重要地位;了解环境保护在生产生活中的重要作用.培养学生的自主学习能力，信息搜集处理能力及团队合作精神。
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1-3-1 原电池的工作原理【学习目标】1. 以铜锌原电池为例，熟悉原电池的工作原理2. 会正确判断原电池的正极和负极3. 学会原电池电极反应式的书写方法【学习重难点】学习重点：原电池的工作原理及电极反应式的书写。
学习难点：原电池的工作原理及电极反应式的书写。
【自主预习】1．原电池是借助反应将转化为的装置。
分析下图所示原电池装置并填空。
原电池总反应式：。
2．原电池构成的条件：具有不同的两个电极，二者直接或间接地连在一起，插入中，且能自发地发生氧化还原反应。
下列图示装置能形成原电池的是。
【预习检测】1．关于右图装置的叙述，正确的是( )A．铜是负极，铜片上有气泡产生B．铜片质量逐渐减少C．电流从锌片经导线流向铜片D．氢离子在铜片表面被还原后生成H22．关于原电池、电解池的电极名称，下列说法错误的是( )A．原电池中失去电子的一极为负极B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极C．原电池中相对活泼的一极为正极D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极合作探究探究活动一：原电池的工作原理1.按右图所示装置，完成实验并回答下列问题：(1)有关的实验现象是①锌片，铜片，CuSO4溶液颜色。
②检流计的指针，该装置中的能量变化是。
(2)电子流动方向和电流方向①外电路：电子由电极经过导线流向铜电极，电流由铜电极流向电极。
②内电路：电流由电极流向电极。
(3)电极反应：负极反应式是；正极反应式是；总反应式是。
(4)用温度计测量溶液的温度，其变化是，原因是还有。
2．按下图所示装置，完成实验，并回答下列问题：(1)实验过程中，你能观察到的实验现象是。
(2)用温度计测量溶液的温度，其结果是，由此可说明。
(3)离子移动方向①硫酸锌溶液中：向盐桥移动；②硫酸铜溶液中：向铜极移动；③盐桥中：K＋移向区(CuSO4溶液)，Cl－移向区(ZnSO4溶液)。
(4)若取出装置中的盐桥，检流计的指针是否还会发生偏转？为什么？3．实验结论：与问题1中的原电池装置相比较，问题2中双液原电池具有的特点是(1)具有盐桥。
取下盐桥，。
(2)两个半电池完全隔开，Cu2＋无法移向锌片，可以获得。
[归纳总结]1．原电池原理是把进行，还原剂在极上失去电子发生反应，电子通过导线流向正极，氧化剂在极上得到电子发生反应。
2．原电池电极及电极反应特点(1)为电子流出极，相对活泼，通常是活动性的金属或某些还原剂，电极被，发生。
(2)为电子流入极，相对不活泼，通常是活动性的金属或非金属导体，一般是电解质溶液中的氧化性强的离子被还原或电极上附着物本身被，发生。
3．原电池的设计从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。
关键是选择合适的电解质溶液和两个电极。
(1)电解质溶液：一般能与反应，或者溶解在溶液中的物质(如O2)与反应。
(2)电极材料：一般较活泼的金属作，较不活泼的金属或非金属导体作。
【学以致用】1．原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。
下列说法中不正确的是( )A．由Al、Cu、稀硫酸组成原电池，其负极反应式为：Al－3e－===Al3＋B．由Mg、Al、NaOH溶液组成原电池，其负极反应式为：Al－3e－＋4OH－===[Al(OH)4]－C．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池，其负极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋D．由Al、Cu、浓硝酸组成原电池，其负极反应式为：Cu－2e－===Cu2＋2．利用反应Cu＋2FeCl3===CuCl2＋2FeCl2设计一个原电池，正极为______，电极反应式为________________________________________________________________________；负极为________，电极反应式为_____________________________________________；电解质溶液是______________。
探究点二原电池的电极判断及电极反应式的书写1．原电池电极(正极、负极)的判断依据有多种。
试填写下表：2(1)正极反应；负极反应_________________________________________________________；总反应方程式_________________________________________________________。
(2)正极反应___________________________________________________________；负极反应__________________________________________________________；总反应方程式________________________________________________________。
3．有一纽扣电池，其电极分别为Zn和Ag2O，以KOH溶液为电解质溶液，电池的总反应为Zn＋Ag2O＋H2O===2Ag＋Zn(OH)2。
(1)Zn发生反应，是极，电极反应式是。
(2)Ag2O发生反应，是极，电极反应式是。
[归纳总结]1．一般电极反应式的书写方法(1)定电极，标得失。
按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出电极反应产物，找出得失电子的数量。
(2)看环境，配守恒。
电极产物在电解质溶液的环境中，应能稳定存在，如碱性介质中生成的H＋应让其结合OH－生成水。
电极反应式要依据电荷守恒和质量守恒、得失电子守恒等加以配平。
(3)两式加，验总式。
两电极反应式相加，与总反应方程式对照验证。
2．已知电池总反应式，书写电极反应式(1)分析化合价，确定正极、负极的反应物与产物。
(2)在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。
(3)根据质量守恒配平电极反应式。
(4)复杂电极反应式＝总反应式－简单的电极反应式【学以致用】3．如图所示，烧杯内盛有浓HNO3，在烧杯中放入用铜线相连的铁、铅两个电极，已知原电池停止工作时，Fe、Pb都有剩余。
下列有关说法正确的是( )A．Fe比Pb活泼，始终作负极B．Fe在浓HNO3中钝化，始终不会溶解C．电池停止工作时，烧杯中生成了Fe(NO3)3D．利用浓HNO3作电解质溶液不符合“绿色化学”思想【学习小结】【巩固练习】1．锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是( )A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋CuC．在外电路中，电流从负极流向正极D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液2．关于原电池的叙述中正确的是( )A．构成原电池的两极必须是两种不同金属B．原电池是将化学能转化为电能的装置C．原电池工作时总是负极溶解，正极上有物质析出D．原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原3．若某装置发生如下反应：Cu＋2H＋===Cu2＋＋H2↑，关于该装置的有关说法正确的是( )A．该装置一定为原电池B．该装置为电解池C．若为原电池，Cu为正极D．电解质溶液可能是硝酸溶液4．如图是锌、铜和稀硫酸形成的原电池，某实验兴趣小组同学做完实验后，记录如下：①Zn为正极，Cu为负极②H＋向负极移动③电子流动方向为Zn―→Cu④Cu极有H2产生⑤若有1 mol电子流过导线，则产生的H2为0.5 mol ⑥正极反应式：Zn－2e－===Zn2＋则上述描述合理的是( )A．①②③B．③④⑤C．①⑤⑥D．②③④5． (1)将Al片和Cu片用导线相连，插入稀H2SO4中组成原电池，写出电极名称及电极反应式：Al片( )_________________________________________________________________，Cu片( )__________________________________________________________。
(2)若将Al片和Cu片用导线相连，插入浓HNO3中能否组成原电池？________(填“能”或“不能”)，若能组成原电池，写出电极名称及电极反应式：(若不能，此问不用作答) Al片( )_________________________________________________________________，Cu片( )_________________________________________________________________。
【总结与反思】通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。
【参考答案】【自主预习】1．氧化还原反应，化学能，电能，2H＋===Zn2＋＋H2↑2．活泼性，电解质溶液，AD【预习检测】1. D 2. C【合作探究】探究活动一：1．(1) 溶解，加厚变亮，变浅，发生偏转，化学能转化为电能；(2)锌，锌；锌，铜（3）Zn－2e－===Zn2＋； Cu2＋＋2e－===Cu；Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu。
(4)溶液的温度略有升高，部分Cu2＋直接在锌电极上得电子被还原，部分化学能转化成热能。
2．(1)①锌片溶解，铜片加厚变亮；②检流计指针发生偏转；③CuSO4溶液的颜色变浅。
(2)溶液的温度不升高(或无变化)， CuSO4溶液中的Cu2＋不能移向锌片得电子被还原。
(3)①Zn2＋；②Cu2＋；③正极，负极(4) 不偏转。
如果要使检流计指针发生偏转，则该装置中必须形成闭合回路，若取出盐桥，很显然该装置未构成闭合回路，检流计指针不会发生偏转。
3． (1)无法形成闭合回路，反应不能进行，可控制原电池反应的进行。
(2)单纯的电极反应，有利于最大程度地将化学能转化为电能。
[归纳总结]1．把氧化反应和还原反应分开，负，氧化，正还原。
2． (1)负极，较强，氧化，氧化反应。
(2)正极，较差，还原，还原反应。
3． (1)负极，负极(2)负极，正极。
【学以致用】1. C 2. Pt(或C) 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋Cu Cu－2e－===Cu2＋FeCl3溶液探究活动二1．2． (1)2H＋2Fe＋H2SO4===FeSO4＋H2↑(2)2Ag＋＋2e－===2Ag Cu－2e－===Cu2＋Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag3. (1)氧化，负，Zn－2e－===Zn2＋。
(2)还原，正，Ag2O＋2e－＋H2O===2Ag＋2OH－。
【学以致用】3. D【巩固练习】1． B 2． B 3． B 4．B5．(1)负极2Al－6e－===2Al3＋(或Al－3e－===Al3＋) 正极6H＋＋6e－===3H2↑(或2H ＋＋2e－===H2↑)(2)能正极2NO－3＋4H＋＋2e－===2NO2↑＋2H2O负极Cu－2e－===Cu2＋。