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视频标签：再探原电池
所属栏目：高中化学优质课视频
视频课题：高中化学人教版选修4化学反应原理数字实验再探原电池-四川
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高中化学人教版选修4化学反应原理数字实验再探原电池-四川
人教版高二化学选修4《原电池》教学设计
一 、设计思想：
本节课的的教材依据是人教版高二年级选修4第四章第一节《原电池》，原电池是把化学能转化为电能的装置，也是化学与能源联系很关键的内容，这些知识能让学生大开眼界，并且本节课的亮点是在帮助学生利用已有知识，学会设计实验方案的基本步骤，采用“回顾复习——设计方案——实验操作——质疑推论——分析讨论——得出结论”的学习方法，在实验探究中学习原电池的工作原理和盐桥的作用，让学生敢于质疑一切推论，用实验事实说话，在“做中学”。 在教学过程中重点突出“宏观辨析、微观探析、变化观念、证据推理、模型认知、实验探究、创新意识、科学态度与责任”8大化学核心素养，以化学学科核心素养为主旨，在全新的教学理念中进行这部分知识的教学。在设计本节课教学时遵循新课改的理念，引导学生从高一所学习过的原电池的概念，组成要素引入课程，上课过程中，注重与学生的沟通和交流，让课堂成为学生自主设计和自主学习、自主探究的环境。
二、教材分析：
1、教材地位：本节是在高一电化学基础知识的基础上，深入学习盐桥原电池的工作原理。
○1原电池的工作原理 ○2能量的转换
重点内容 ○3电极反应式及总反应式 ○4盐桥的作用
2、教材作用：
通过对原电池工作原理的学习之后，学生形成一个将氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液，金属腐蚀和防护、电解原理和有关计算等知识联系起来的知识网络。对培养学生从实践到理论，又从理论到实践的认知规律的提高有很大的作用。而且原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛，因此学好本节知识，具有比较重要的理论意义和现实意义。 三、学情分析：
本节教材，不仅仅是前面必修课学习的复习，更重要的是学习的角度有了一定的变化，从原电池工作原理、形成原电池必备条件以及
2
实验过程中的质疑、分析、解决问题为前提，深入研究盐桥作用，最后加以应用进行了编排，应该说符合认知规律，既是复习旧知，又是加深学习，提升能力。
虽然学生的学习有了知识与能力的基础，但是必修课中学习经过较长的时间，学生对知识淡忘了较多，所以要进行教学还是有一定的难度，但学生对于这方面的学习兴趣还是非常浓厚的，应该利用好这一点。
为此，本节课宜采用边讲边实验的方法组织教学，要让学生通过实验来复习和巩固旧知识，并激发他们学习化学的兴趣，提升他们的实验能力、思维能力和学习能力。 四、教学目标：
1、知识与技能：
（1）体验化学能与电能相互转化的探究过程；
（2）了解原电池的工作原理，能判断原电池的正、负电极，能写出电极反应式；
（3）通过实验与分析，初步掌握形成原电池的基本条件； （4）学习盐桥的作用。 2、过程与方法：
（1）经历对化学物质及其变化进行探究的过程，进一步了解科学探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学素养及科学探究能力； （2）在科学探究的过程中要具有较强的问题意识，敢于质疑，勤于思索；
（3）学会运用观察、实验、交流等多种手段获取信息，并运用比较、类比等方法对信息进行加工。 3、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所在；
（2）激发学生科学态度与责任感 五、教学重点：
1、进一步了解原电池的工作原理
2、能够写出电极反应式和原电池反应方程式。 3、掌握盐桥的作用。 六、教学难点
1、原电池的形成条件及电极反应； 2、电子流向和电流方向；
3、原电池工作原理的理解。 4、盐桥的作用
3
七、教学策略与手段：
本节教学采用实验探究法。通过对原电池实验的研究，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。以实验为载体，创设问题情境，将实验探究与思考交流有机结合，将对原有知识的回顾与新知识的引入融为一体。 八、课前准备
教师制作课件、准备实验；学生根据课前发放必修2相关原电池复习资料做好预习准备。 九、教学过程 教师活动
学生活动
设计意图
导
入 新 课
【引言】同学们，自然科学规律告诉我们，各种形式的能
量，在一定条件下是可以相互转变的，本节课我们将探究如
何将化学能转变为电能？
激发学生的好奇心、求知欲，使学生认识到学习本节内容的重要性。
提出问题 【问题】我们在必修2 中学习过关于以硫酸为电解质的锌铜原电池反应原理，我们一起回顾一下 观看幻灯片，进行
知识回顾，学生观看动画模拟加固已有知识结构，为后面的探究教学
做好准备。
明确学习的任务，提出已有知识，引导学生逐渐进入学习主题。
问题 探 究 【问题探究】 结合电子的得失和电子所带电性，分析溶液中阴阳离子分别向哪一个电极运动？
【教师】这里我做些补充，
Zn失去电子会变为Zn2＋，它带的正电荷对带相同电性的H＋产生静电斥力的作用，与此同时，e－沿导线进入到正极而对带相反电性的H＋具有静电引力的作用，所以，H＋会向正极移动，同理SO42－会向负极移动。
学生结合电子移动和电子所带电性，分析离子运动方向
通过ppt自定义动画模拟，让学生第一时间直观掌握最易混淆的阴阳离子移动方向真实移动原理，从而加深对阴阳离子移动方向和电子移动方向的理解，并轻松记忆。培养学生的观察能力和分析问题的能力。 教师活动 学生活动
设计意图 归纳总结
【教师】请分析并归纳原电池
正负极与电子得失、电流流
向、电极材料、阴阳离子移动
方向的关系图。
【学生】通过课前
复习提前准备整
理好关于原电池
工作原理的关系
图 培养学生课前预习和复习巩固相关知识的良好习惯。为课堂深入学习，再探原电池提供扎实的基础
复习展示
【教师】通过动画模拟展示原电池工作原理。(Zn失去电子发生氧化还原反应而做了正极，说明负极材料是较活泼金属，而正极材料是不活泼金属
或石墨，电子沿导线进入正
极，使得溶液中阳离子得到电
子发生还原反应，由此可知电子是由负极流向与正极，而电流是由正极流向与负极；溶液中阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。)
【学生】帮助教师
完成原电池工作
原理分析。
通过ppt动画模拟，以学生为主，帮助教师直观建立原电池工作原理关系图。近一步巩固了原电池的工作原理，针对原电池必备条件的过渡衔接自然，期间正极材料气泡的产生为之后盐桥的学习埋下伏笔。
提
炼总结
【教师】请结合刚才原电池的
工作原理，
分析形成简易原电池的必备条件（提示学生用“海、陆、桥”三方面进行分
析） 【学生】①海——
电解质溶液（酸、
碱、盐）②陆——
两个活泼性不同
的电极③桥——
形成闭合回路④
能自发进行地氧
化还原反应。
通过简单的“海、
路、桥”深入分析
原电池的必备条
件，使得知识点生
动有趣，同时为下
一个问题探究——
“设计方案并绘制
原电池装置图”做
了自然铺垫。 实验探究验证
【教师】请同学完成以下两个实验：
实验探究一：探究以硫酸为电解质，锌铜原电池的实验现象。
实验探究二：请结合刚才的实验设计方案完成硫酸铜作为电解质溶液的原电池实验，以证明自己的推论。
【学生】完成两个实验，并仔细观察两个实验和自己的推论是否吻合？然后小组讨论。 两个实验现象和推论不符，激发了学
习兴趣，通过“设计——实验——质疑——分析”建立严谨求实的科学态度。同时可增强实验操作能力和观察
能力。培养了科学精神核心素养。
5
教师活动
学生活动 设计意图 设置疑问深入课程
【教师】通过刚才两个实验现象，我们会发现和推断不同，实验一在锌片和铜片上均有气泡产生，电流表指针偏转明显；实验二未在铜片上见到红色固体析出，而在锌片上有红色固体析出，同时指针偏转不明显甚至未发生偏转。现在我们以实验二为研究对象，深入研究实验结果为什么和理论推断不同？ 【分析】由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，铜在锌片表面析出，锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。 【再次追问】请同学们思考一下：如何才能得到持续稳定的电流。
【学生分组讨论】（提示锌片和硫酸铜是直接接触的，结合锌片上的现象和形成原电
池的必备条件分
析。）
【学生】应该将锌 和硫酸铜溶液分开
设置实验与推论不
符的疑问，通过教
师提示的情况下，
要求学生结合已有
的知识深入分析不
符的原因，提出实
验改进方案，进一
步深入课程，为深
入研究盐桥作用埋
下伏笔。此过程旨
在培养学生敢于质
疑并擅于已有知识
分析并化解问题的
能力。
问题探究过
渡盐桥
【教师】在原有实验基础上进行改进，设计一个能产生持续稳定电流的原电池。
【教师】展示解决方案
【教师追问】
该试验是否满足原电池的必备条件？——引入盐桥
【教师】播放盐桥实验视频，观察是否能形成稳定电流。
【学生】应将锌片浸入到非CuSO4的另一电解质溶液里。
【学生】溶液没有形成闭合回路。 培养学生证据推论、实验探究与创新意识的化学核心素养，基于证据进行分析推理，证实或证伪假设；能解释证据与结论之间的关系，确定形成
科学结论所需要的证据和寻找证据的途径，同时通过分
析正式进入对盐桥的探索。
6
教师活动 学生活动 设计意图
提出问题
【教师解惑】资料卡片：金属单质为金属晶体，是由金属阳离子和自由电子组成。德国化学家能斯特在双电层理论中指出，当金属放入溶液中，一方面金属晶体中处于热运动的金属离子在极性水分子的作用下，离开金属表面进入溶液。
【学生】为什么锌不与硫酸铜接触仍然可以失去电子，产生稳定的电
流
培养学生敢于质疑问题，能在教师帮助下解决问题的能力。 设 置 疑 问 进 一步讨论盐桥原理
【教师追问】通过实验视频，我们的确看到电流产生，取出盐桥后，电流表指针为0，那盐桥作用是什么？ 【教师补充】在ZnSO4溶液中，随着Zn电极失去电子而使溶液中Zn2＋数量增加，溶液无法维持电中性，于此同时电子沿外电路导线进入Cu电极中，溶液中的Cu2＋得到电子析出Cu单质，导致溶液中Cu2＋逐渐减少，而SO42－增多，溶液也无法维持电中性，而盐桥中的饱和KCl溶液会调节两方溶液的电中性，Cl－会进入ZnSO4溶液调节电中性，而K＋进入CuSO4溶液中调节电中性。 【教师解惑】取出盐桥，无法
调节ZnSO4溶液的电中性，则Zn2＋则会留下e－调节溶液电中性，所以电子无法通过导线进入铜电极。
【学生】结合教师提示电子的移动、两个电解质溶液离子和所带电性的变化进行分析。 【学生追问】为什么取出盐桥，就不能形成稳定电流呢？ 帮助学生能依据物质及其变化的信息建构模型，建立解决复杂化学问题的思维框架，加强学生证据推理与模型认知素养的培养。同时改善简易原电池的缺陷，深入理解盐桥作用对原电池的巨大作用。教学学生在态度上有完善知识、完善自我的意识。教师活动
学生活动 设计意图
对比分析总结讨论
【教师】综合分析，我们可得出结论，改进后的原电池需要“两桥”形成闭合回路，导线连接外电路便于电子通过，盐桥连接内电路便于调节溶液电中性，为电子在外电路的同行亮绿灯。 【教师】请同学们分析对比简易原电池和盐桥原电池的相同点和不同点？
【教师】总结盐桥工作原理
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＋=Zn2＋
＋Cu 电池符号 Zn︱ZnSO4‖CuSO4︱Cu 正极 盐桥 负极
【学生】相同点：
①都利用了氧化
还原反应原理，都
有导电性不同的
两个电极②都能
产生电流，外电路
均是电子的定向
移动，内电路均是
离子的定向移动。
不同点：①简易原
电池中两个半反
应在同一区域进
行，电流不稳定②
盐桥原电池的两个半反应在不同区域进行，中间用盐桥连接，电流持续、稳定。 帮助学生提高对比分析，归纳总结的能力，能擅于归纳
两种装置的相同点
和不同点，帮助学
生深入理解简易原
电池和盐桥原电池
之间的联系。并利
用简易原电池的工
作原理来帮助学生
分析盐桥原电池的
工作原理。教会学
生如何判断盐桥原
电池正负极，以及
正负两极电极反应
式的书写。
课
后问题
探究 【教师】对Zn︱H2SO4︱Cu原电池工作原理的进一步探
究。
（提出问题）将锌片和铜片置于稀硫酸的原电池实验中，两极均产生气泡，说明电
子未完全转移到铜片上，如果用它做电源，不但效率低，而
且电流就很快减弱，
因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措
施？ 【学生】电流表指针发生偏转，但锌片上有气泡产生，可能电子没有完
全通过导线进入
铜电极，H＋也能在
锌片上得到e－
，
而产生气泡。
要求学生利用掌握
的盐桥知识学以致
用，有迁移并运用知识的能力。
8
课
后问题
探究 【教师分析】造成的主要原因：由于在铜极上很快就聚集
了许多氢气，
把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增加了电池的内阻，使电流不能畅通。这
种作用称为极化作用。 【布置课后作业】为了避免发
生这种现象，
请课后设计含盐桥的原电池装置，并解释它的工作原理？ 课后反思 本节课是在学习必修2第四章原电池的基础上进行的扩展，由于学习时间久，大部分学生已经忘记了原电池工作原理的相关知识，所以在课前必须做好充足的复习和预习，但平时学生学习量大，复习和预习不充分导致课堂上效果不佳，同时课堂上巩固简易原电池的基础上再学习盐桥的工作原理内，容量大、时间紧、实验时间不足，所以还可以思考如何在盐桥实验中下功夫，由学生实验为主，亲手操作效果更好。另外在课堂上时间安排紧凑，在学生问题探究和思考实验与理论
冲突的时间过少，所以也需要提前做为课前实验探究和思考作为作业进行布置，以避免以教师一人为主的尴尬局面，这方面还可以再进行改善。
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
