原电池原理(原电池的工作原理)
原电池的工作原理
本节介绍一种将化学能转化为电能的重要形式——电池 。通过学生熟悉的单液原电池和学生从未接触过的双液盐桥电池的对比研究实验 ， 通过对比分析 ， 让学生明白 ， 通过尽量减少副反应 ， 可以更有效地将反应释放的能量转化为电能 ， 更深刻地认识到原电池的原理是将氧化反应和还原反应在两极分开 。还介绍了电池正负极、电极反应、电池反应的概念 ， 使学生对原电池的理解有所提高 。通过学习 ， 学生可以认识到原电池是一种将化学能转化为电能的装置 。原电池由两个电极和连接两个电极的导体组成 ， 电极包含电极材料和电解质溶液；在原电池中 ， 氧化反应和还原反应分别发生在两极 ， 从而产生电流 。
宏观变化和微观分析
它可以借助电极反应公式和定量计算来解释原电池的组成和变化 ， 分析原电池中能量转换与材料性能的关系 。
转变观念 ， 平衡观念
能够从不同角度理解原电池的反应 ， 运用对立统一的思想 ， 结合定性和定量的方法 ， 揭示原电池原理的本质特征；能够解释或预测特定物质的性质和化学变化 ， 运用原电池原理分析和解释生产生活中的化学变化 。
证据推理和模型认知
能够分析复杂化学问题中的关键元素并解释原电池原理或解决复杂化学问题 。
原电池的工作原理 ， 电极反应的编写 ， 双液盐桥电池的设计 。
学生实验室试剂和用品
【知识复习】学生根据必修2的学习内容 ， 完成学习计划上的问题 。
1.原电池的概念:将能量转化为能量的装置 。
2.构成原电池的条件:
(1)自发反应 。
(2)电极和电极 。
(3)导体与导体 。
[投影]各种电池
[联想质疑]
汽车和其他机动车辆经常需要配备电池、卫星、宇宙飞船等 。必须携带电池 ， 人们在日常生活中经常使用电池...这些足以说明电池的重要作用 。
现在 ， 为了满足人们生产生活水平的需要 ， 锌银电池、锂电池、燃料电池等性能优异的新型电池层出不穷 。那么 ， 电池是一种什么样的设备呢？他们工作时设备里发生了什么？
【板书】1 。原电池的工作原理
[活动探究]探索铜锌原电池
活动1:你认为图1-2-2所示的装置能形成原电池 ， 将化学能转化为电能吗？请说明理由 。
【投影介绍】盐桥一般用含有氯化钾或硝酸铵的琼脂凝胶填充 。盐桥中的离子可以定向移动 。通过盐桥 ， 两个隔离的电解质溶液可以连接起来传导电流 。
活动2:学生根据给定的实验用品和装置(A)完成实验 ， 观察实验现象 。完成学习计划的相关内容 。
活动3:学生根据给定的实验用品和装置(B)完成实验 ， 观察实验现象 。完成学习计划的相关内容 。
[投影]
【总结与质疑】两套装置的检流计指针都偏转 ， 说明两套装置都产生了电流 ， 即化学能转化为电能的过程已经发生 ， 一次电池已经形成 。
[讨论]根据装置(a)和(b)的实验现象 ， 通过小组交流讨论以下问题
1.分析(a)和(b)两个原电池各部分的功能 ， 确定它们的电极反应物、电极材料和离子导体 。
2.分析(a)和(b)两个原电池的工作原理 ， 写出电极反应式 。
3.分析两种原电池(a)和(b ),并解释它们的优缺点 。
【原电池的工作原理 原电池原理】【问题】(a)(b)两个原电池各部分的功能 。电极反应物、电极材料和离子导体分别是什么？
[预测摘要]
【展示】分析(a)和(b)两个原电池的工作原理 ， 写出电极反应式 。(寻找学生在船上表演)
【动画投影】两个装置形成一个原电池的原理 。根据动画老师的总结 ， 概括了两个装置形成一个原电池的过程 。
【投影】阴性:Zn-2e-=Zn2+阳性:Cu2++2e-=Cu总反应:Zn+Cu2+=Zn2++Cu
【思考与交流】如果用温度计测量溶液的温度 ， 发现(a)装置内溶液的温度略有升高 ， 但(b)装置内溶液的温度不变 。试分析一下原因？比较(a)和(b)两种原电池 ， 并解释它们的优缺点 。并在小组中交流他们的想法 。
【展示】展示小组讨论的结果 。
【概要】(a)在装置中 ， 锌片与硫酸铜溶液直接接触 ， 直接在锌电极上的Cu2+的电子被还原 ， 部分化学能转化为热能 。(b)器件中锌片和CuSO4溶液没有直接的基础 ， CuSO4溶液中的Cu2+无法移动到锌片上 ， 使电子减少 。
[投影]
【概要】相似点:氧化还原反应原理；两个电极和电极反应；能产生电流；外电路是电子的定向运动 ， 内电路是离子的定向运动 。
区别:单体电池与Cu ~ (2+)直接接触 ， 两个半反应在同一区域进行 。能量转换率低 ， 电流强度弱且不稳定 ， 持续时间短 。双槽中Zn和Cu2+不直接接触 ， 两个半反应在不同区域进行 ， 能量转化率高 ， 电流强度高且稳定 ， 持续时间长 。
[投影]原电池工作原理示意图
【说明】在原电池中 ， 氧化还原反应分别在两个电极上进行 。在每个电极上 ， 要么失去电子的变化 ， 要么得到电子的变化 ， 相当于氧化还原反应的一半 ， 称为半反应 。电极上的半反应称为电极反应 。电极反应式可以表示电极上物质的变化和电子的转移 。
原电池的原理是氧化反应和还原反应分开进行 。还原剂在负极失去电子 ， 发生氧化反应 ， 电子通过导线流出到正极 ， 而氧化剂在正极得到电子 ， 发生还原反应 。在原电池中 ， 正极获得的电子数与负极失去的电子数相同 。原电池两个电极的反应构成了电池的总反应 ， 称为电池反应 。
【概要】原电池的原理是将氧化反应和还原反应分开 。还原剂在负极失去电子发生氧化反应 ， 电子通过导线流向正极 ， 而氧化剂在正极得到电子发生还原反应 。
【转学申请】学生完成学习计划的转学申请内容 。
【投影】根据学生的完成情况 ， 用投影的方式展示正确答案 ， 并做一些点评 。
[摘要]
1.简单原电池电极方程式的写法:先写出总反应——将总反应分解成离子方程式进行离子反应——根据化合价的变化判断正负电极及得失电子——写出电极反应式 。
2.原电池设计:根据氧化还原反应的电子转移判断电极反应——选择电极反应物、电极材料、离子导体等 。显示电极反应 。
[归纳推广]
1.原电池的电极(正极和负极)有多种判断依据 。请根据表格总结判断原电池正负极的依据 。
2.有一种钮扣电池 ， 其电极分别为Zn和Ag2O ， 电解质溶液为KOH溶液 。电池的总反应是Zn+Ag2O+H2O = = 2ag+Zn (OH) 2 。
(1)Zn有一个_ _ _ _反应 ， 是_ _ _ _极 ， 电极反应式为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
(2)Ag2O有_ _个反应 ， 是_ _极 ， 电极反应式是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 。
[投影]
【概要】已知总反应式 ， 采用书写电极反应法 。
(1)分析化合价以确定阳极和阴极的反应物和反应产物 。
(2)在电极反应式左侧写上得失电子数 ， 使电子损失守恒 。
(3)根据质量守恒平衡电极反应式 。
(4)复杂电极反应式=总反应式-简单电极反应式 。
原电池的工作原理是本节教学的重点 。在教学过程中要注意以下几点:充分利用微观模型和动画课件 ， 帮助学生理解原电池内外电路中粒子的运动和反应；善用实验 ， 使之成为学生解决问题的重要工具 ， 同时让学生在实验中获得感性认识 。
