原電池實驗裝置原理

『壹』 高中化學原電池的原理及教學反思

高中化學原電池的原理及教學反思

同學們，請看這一幅燈火通明的圖片，這是上海夜景圖，我們除了感嘆上海的美麗之外，你還想到了什麼？是誰給我們燃亮了黑夜送來了光明？是電，正因為電，也讓我們的生活世界變得五彩斑斕。我們在化學必修2已認識了一種可以讓化學能直接轉化成電能的裝置——原電池。這節課我們將繼續探討原電池的知識內容

通過銅—鋅原電池的演示實驗及動畫演示電子流動情況，幫助學生理解原電池的原理。我考慮到學生的知識遷移能力和概括能力還不是很強，沒有讓學生馬上討論「構成原電池的條件」。我對教材進行了處理，增加了一些演示實驗（如下表），按銅—鋅原電池的裝置，變化電極材料和燒杯里的物質（其中實驗6中鋅和銅分別放在兩個燒杯中），讓學生通過預測、觀察、對比、分析、歸納、得出結論。

序號

電極材料

燒杯中物質

預測結果

實驗結果

1、Zn——Zn 稀硫酸

2、Cu——Cu 稀硫酸

3、Zn——C（石墨） 稀硫酸

4、Zn——Cu 硫酸銅溶液

5、Zn——Cu 無水乙醇

6、Zn——Cu 稀硫酸

同學們一邊興致勃勃地預測實驗結果，一邊仔細觀察實驗現象。隨著實驗的進行，同學們順利的得出了構成原電池的條件。原電池的形成條件是什麼： 兩極 一液 一線 問：能否寫出：鋅—稀硫酸---銅」原電池的電極反應式和總反應方程式？探究問題：同學們能不能根據反應：Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu，任選提供的實驗儀器和葯品，設計一個原電池呢? 各小組成員之間，通力合作，發揮你們的聰明才智，先討論你們自己的方案，然後各小組派代表，交流方案的可行性。交流方案： 總結兩套可行方案預案：1.鋅—硫酸銅—銅 2.鋅——硫酸銅——碳棒 然後學生通過練習鞏固所學內容。從反饋來看，學生似乎掌握得很好了。[呈現問題分析]課後有學生對我說，如果能讓他們自己親手做這些實驗就好了。

還有學生問：我家裡的電動車里的電池的正負極及電解液是什麼？每年要更換電池的原因是什麼？怎樣才能延長壽命？我被深深地觸動了，我們往往只注重學生是否掌握了理論知識，而不注重學生是如何獲得這些理論知識；只注重怎樣讓學生更快地掌握知識，而不捨得把時間還給學生，讓學生自主探究理論知識。而且理論知識要聯系生活實際，要為實際生活服務。我們是否就書本上的理論知識而理論知識？如此培養出來的學生顯然缺乏應有的化學素養，只會是一個死讀書的學生。

[反思視點]

反思一：本課例是典型的師導生學的教學模式，學生能很好地掌握知識點。但本課內容與生活聯系很多，可以在對培養學生觀察能力，動手能力，發現問題方面都有很好的資源連接，例如音樂卡片、廢舊干電池、電動玩具、手機、電子手錶、照相機、電動車、汽車等等。能不能調整課堂模式，讓學生從生活中來提升學習知識能力呢？

反思二：學生在實際生活中有關原電池最關注的是什麼？選擇什麼作為活動的切入點，怎樣利用好所有的資源與活動內容進行最佳組合？怎樣的形式來展開才能真正從學生的興趣能力出發更好地引領學生？反思三：找准切入點後整個活動的順序安排怎樣？從時間、材料、內容、重點難點、學生情況進行有機整合。

[反思教學體會]

在整個探究過程中，學生的學習熱情如此高漲，課堂氣氛相當活躍，最後提出的問題大大出乎意料。如有學生提問：在實驗中把導線連接的銅片與鋅片一。本節課採用實驗探究式教學,既符合化學的學科特點,也符合學生的心理和思維的發展特點.口說無憑實驗事實是最具有說服力的.本節課以實驗事實設疑,又以實驗事實釋疑,讓學生從直觀,生動的實驗中發現問題,找到學生的知識生長點，進一步引導學生進行推理和分析,再通過實驗驗證分析的結果.在探究活動中引導學生引導學生逐步突破原由認識，形成新認識，這樣得出的結論學生才能真正理解和牢固掌握. 從學生的心理特點來看,高二的學生對新鮮事物有強烈的好奇心和探索慾望,對老師的講授敢於質疑,有自己的想法和主見.往往不滿足於老師告訴他是什麼,而更願意自己去探索是什麼和為什麼.並且具備了初步的探索能力.在思維發展的層次上,學生的形象思維已充分發展,抽象思維也正在迅速發展之中.實驗探究是讓學生在具體實驗事實的基礎上分析問題得出結論,符合學生的思維特點,有利於在形象思維的基礎上發展學生的抽象思維. 但學生的抽象思維和探索能力畢竟還處於初級階段,尚不成熟,這就決定了他們還不能成為完全獨立的探索主體,探索活動需要在教師的組織引導下,有目的有計劃地進行.教師的作用是"引導和啟發",即引導學生獨立思考,主動探索,當學生的思考和探索遇到困難時,及時給予啟發,提示,點撥,以幫助學生順利地開展實驗探索活動,既不是灌輸也不能放任自流，而是放手、放開。

因此,本節課的部分實驗是預先設計的,但同樣起到了實驗探究應有的作用，作為學生的'知識水平很容易盲目去探索. 本節課應給學生充分的討論時間和自由發表意見的機會.在驗探究的教學模式,課堂組織尤為重要.基於以上思考，本人在進行教學設計時可以先分別進行以下內容設計，進行整合完成教學設計 ：

①知識脈絡：（目的：根據教材內容和課改要求，確定教學內容及其發展邏輯）電池裝置----原電池工作原理（反應原理）---原電池裝置中，電流是怎麼樣產生的？（產生電勢差----發生氧化還原理論---形成持續電流）

②認知脈絡：（目的:探查學生已有的概念，了解學生已有概念與科學概念之間的差異，結合學生的實際情況，確定學生在學習過程中的認知發展線索） 電池（原電池）是將化學能轉化成電能的裝置---電解質溶液中發生氧化還原反應，才能形成原電池：電極材料要參與電極反應---形成原電池後會發生氧化還原反應，電極材料要參與電極反應-----電流是怎麼樣產生的

③問題線索：（目的：為學生的認知發展設計合理的問題線索，並確定通過提供哪些素材,幫助學生解決問題） 設計並實施實驗將化學反應中釋放的熱能轉化成電能？（驅動性活動，與必修課程銜接）----原電池中正負極是什麼？在銅片和鋅片上發生了哪些反應？（藉助實驗和微觀圖示，引導學生初步認識原電池原理）-----你認為該原電池作為實用化學電源可行么？-----如何 改進裝置？（通過設置驅動性問題和探究活動，引導學生轉變內已有的概念，開始構建新的概念）----你對構成原電池的條件三，構成閉合迴路，有哪些新的認識？-----電流是怎麼樣持續穩定產生的？（發展完善概念）具體流程如下：老師：圖片引題，設置懸念，復習原有知識學生：自主思維，設計方案，交流方案，分析可行性老師：指導實驗，學生：自己動手，開展實驗，師生：觀察（激發思維）探索（激化思維） 驗證（深化思維）歸納（聚合思維）發現問題（發散思維）老師：引導找出原因學生：動手設計，設計方案，老師：分析方案可行性，指導實驗學生：開展實驗，解決問題。

『貳』 （1）銅鋅原電池裝置如圖．請回答：①簡述實驗現象____________；②取出鹽橋時右邊燒杯中溶液帶______電

（1）①該裝置能自發的進行氧化還原反應，符合原電池構成條件，所以屬版於原電池權，放電上，鋅易失電子發生氧化反應生成鋅離子而作負極，所以鋅逐漸被溶解，銅作正極，銅電極上銅離子得電子發生還原反應生成銅，所以正極上電極質量增加，放電過程中有電子通過，所以能產生電流，則電流計指針偏轉，
故答案為：電流計指針偏轉，鋅電極逐漸溶解，銅電極質量增加；
②放電時，電子從負極鋅沿導線流向正極銅，所以取出鹽橋時右邊燒杯中溶液帶負電荷，故答案為：負；
（2）根據電池反應式知，鋅易失電子作負極，鋅對應的電解質溶液為可溶性的鋅鹽，如硫酸鋅，亞鐵離子得電子生成鐵，則鐵作正極，鐵電極對應的電解質溶液為可溶性的亞鐵鹽，如硫酸亞鐵，電子從負極鋅沿導線流向正極鐵，所以其裝置圖為．

『叄』 銅鋅原電池實驗現象問題

1、銅鋅原電池現象，反應現象：銅片表面有氣泡，鋅片溶解，電流表發生偏轉。
2、銅鋅原電池原理
銅、鋅兩電極，一同浸入稀H2SO4時，由於鋅比銅活潑，容易失去電子，鋅被氧化成Zn2+進入溶液，電子由鋅片通過導線流向銅片，溶液中的H+從銅片獲得電子，被還原成氫原子
氫原子結合成氫分子從銅片上放出。兩極發生如下反應：
負極：Zn-2e=Zn2+
正極： 2H+ +2e=H2（氣體）（硫酸銅溶液為電解質溶液）
總反應是：Zn+2H+=Zn2++H2↑
3、銅鋅原電池實驗
[器材]
試管，鑷子，銅棒，HgCl2，0.1mol·L-1硫酸溶液
[操作]
取一試管並斜放入一大粒純鋅（如沒有純鋅可將粗鋅泡在飽和的氯化汞溶液中，用鑷子夾出沖洗凈），再倒入0.1mol·L-1硫酸溶液，觀察表面逸出氣泡情況。
在盛有純鋅和0.1mol·L-1硫酸溶液中，用一根純銅棒插在純鋅的表面上，可以觀察到在鋅表面氣泡很少，而在插進液面中銅棒四周氣泡很多。
鋅銅原電池，銅表面氣泡來源不可能是銅與稀硫酸反應，而是鋅丟失的電子同遇到溶液中的氫離子發生了反應：可以推知鋅流出電子，在流經銅導線時，將電子轉移給銅四周的氫離子。

『肆』 電解質溶液實驗；原電池原理實驗

原電池原理實驗

原電池是化學能轉化成電能的裝置。兩塊相連的活動性不同的金屬與電解質溶液可組成原電池，如鐵、銅與稀硫酸就可形成原電池。
實驗目的
理解原電池原理。
實驗用品
試管、燒杯、滴管、鑷子、葯匙、導線（帶夾子）、靈敏電流計。
實驗步驟
1．用導線將靈敏電流計的兩端分別與純凈的鋅片和銅片相連接。將鋅片與銅片接觸，觀察鋅片與銅片接觸時是否有電流通過？為什麼？

2．把一塊純凈的鋅片插入盛有稀硫酸的燒杯里，觀察現象。再平行地插入一塊銅片，觀察銅片上有沒有氣泡產生？用導線把鋅片和銅片連接起來，觀察銅片上有沒有氣泡產生？

3．用導線連接靈敏電流計的兩端後，再與溶液中的鋅片和銅片相連接，觀察電流計的指針是否偏轉，導線中有無電流通過？
問題和討論
根據實驗結果，說明應怎樣裝配原電池。如果用鐵片代替鋅片做原電池原理的實驗，會有什麼現象發生？如果用導線與一個電流計連接，又會有什麼現象發生？