一堂实验探究式创新课——原电池原理及其应用（第一课时），本文主要内容关键词为：课时论文,及其应用论文,原理论文,原电池论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、学习目标
（1）理解原电池原理，电极反应，构成条件。
（2）启发学生认识科学探索的基本过程。
（3）培养自主学习，积极探究、合作创造的精神和能力。
（4）渗透其他学科知识，加强学科联系。
（5）学习科学家的科学态度和优秀品质。
二、学习用品
（1）学生自备材料：耳机（随身听附件）、干电池（随身听电池）、石墨棒（用3号废旧电池的电极）。
（2）其他用品：多媒体设备；白萝卜（或其他蔬菜）、桔子（或其他水果）、铁丝、铜丝、锌片、铜片、导线、电流计、小灯泡、稀H[，2]SO[，4]、烧杯等。
三、学习过程
[展示]一个桔子和一个白萝卜
[创设问题]师：桔子和白萝卜会讲话吗？今天，我们来“听”桔子和白萝卜“讲话”。
[大屏幕]（CAI课件，下同）
听桔子或白萝卜“讲话”
把两根不同导体分别插入（相隔约0.5cm）白萝卜或桔子中，再接触耳机插头的两极。
[实验]（指学生实验，下同）
师：同学们听到了什么？谁能描述所听到的声音？
生：不论是桔子还是白萝卜，都听到了“嘎嘎”声。
[设疑]师：这是为什么呢？我们一起来探究其中的奥秘！大家动手做以下实验。
[大屏幕]
选择材料进行实验
1.锌片（或铁丝），铜片（或铜丝）分别插入适量稀硫酸中。
2.锌片与铜片相连（或铁丝与铜丝相接触）后再插入适量稀硫酸中。
[实验]师生：学生配合做，老师巡回检查。
[板书]师：电极材料 现象 电子转移 反应原理 反应类型。
师：请选择Zn-Cu和Fe-Cu做实验的小组代表分别回答实验现象？
生（甲）：实验（1）中Zn片上有气泡产生，Zn片溶解，发热。Cu片上无现象。实验（2）中，Zn片上有气泡产生，Zn片溶解，发热。Cu片上也有气泡产生。
生（乙）：用Fe、Cu所做实验与用Zn、Cu所做实验现象相同。
[板书]：电极 现象 电子转移 反应原理 反应类型。
（1）Zn↑、溶解、发热
Cu无
（2）Zn↑、溶解、发热
Cu↑
师：实验（1）产生如上现象的原因？实验（2）与实验（1）的现象有何不同？
生（甲）：实验（1）中，Zn与稀H[，2]SO[，4]发生了氧化还原反应，Zn失去电子被氧化成Zn[2+]而进入溶液，H[+]得到电子被还原而生成H[，2]，化学能转化为热能。
生（乙）：实验（2）中，在铜片上也有气泡产生。
[板书]：Zn……直接转移，Zn+2H[+]=Zn[2+]+H[2]↑氧化还原。
[讨论]：为什么铜片上有气泡产生？
[分析]生：因为Cu排在金属活动顺序表中氢之后，应该不是Cu片失去电子，而是Zn片失去电子，电子转移到Cu片上，H[+]在Cu片上得到电子形成了H[，2]。
[创设问题]师：很好！同学们的分析合理吗？请设计实验证明！
[大屏幕]
请设计合理实验方案，并用实验证明：
1.电子是从一极传递到另一极。
2.电子传递方向是从锌片（或铁丝）到铜片（丝）。
[探究方案]：
生（甲）：可用小灯泡、电流计检验是否有电流形成。
生（乙）：还可用耳机“听”是否有电流形成。
生（丙）：……
生（丁）：利用电流计和干电池，对比干电池和Zn-Cu原电池使电流计指针偏转方向判断电子传递方向和正、负极。
[组织评价]师：请评价以上方案是否可行？请选择可行的方案实验。
[评价结果]生：甲、乙、丙、丁等同学方案可行。
[实验]师生：老师巡回指导。
生：小灯泡不亮，但电流计指针偏转，用耳机能听到“嘎嘎”声。
师：小灯泡不亮，是否就说明无电流通过？
生：小灯泡耗电能较大，实验产生电流强度小，灯泡不能发光。
[结论]生：由以上实验证明：（1）有电子传递形成了电流。（2）电子是从Zn片传递到Cu片，Zn片是负极，Cu片是正极。
[问]师：请从能量转化方式来说明这一现象及其意义。
师生：把化学能转化为电能（称之为原电池）使原来的对外散发热能变为对外作功（电能），具有深远意义。
[大屏幕]
原电池
把化学能转化为电能的装置。
师：我们证明了原电池的存在，下面再研究原电池的工作原理。请看动画。
[大屏幕]
原电池原理动画（网址：www.k12.com.cn）
师：对比开路和闭路时粒子运动情况，闭路时两极现象与你所做实验有何不同？
生：不同点是：闭路时Zn片上无气泡。
[设疑]师：为什么所做实验与教材及动画演示不同？待会儿再研究。
师：分析溶液中离子移动情况和导线上电子移动情况及两极发生的反应。
[分析]生：闭路时Zn被氧化成Zn[2+]进入溶液；电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中H[+]从铜片上获得电子被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片上放出。
师：请把原电池两极反应按得失电子相等的原则相加，得出原电池总反应式。
[板书]生：Zn+2H[+]=Zn[2+]+H[，2]↑
[讨论]：原电池的氧化还原反应与一般氧化还原有什么不同？
生：一般氧化还原反应中，H[，2]在Zn片上产生，电子直接转移，而原电池反应中，H[，2]在Cu片上产生，电子间接转移。氧化还原反应分别在负、正极发生。
[疑问]生：为什么H[+]不直接从锌片上得电子被还原呢？
[讨论]师生：H[+]要获得锌原子失去的电子，必须克服锌片周围由Zn[+]形成的正电荷层的排斥，是比较困难的，而形成原电池以后，H[+]到铜片上获得电子就比较容易。正因为如此，原电池的氧化还原反应比一般氧化还原反应容易发生。
[创设问题]师：想利用原电池的原理设计新的电池吗？
那么组成原电池需要什么条件？
[讨论]小组讨论并整理出小组初步结论。
[大屏幕]
用实验（分组）证明：下列装置能否构成原电池？
师：结合实验现象和讨论结果总结形成原电池的条件？
[大屏幕]
形成原电池的条件
1.有2种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极。
2.有电解质溶液。
3.构成闭合电路。
[科学创造]师：请大家设计原电池！
[大屏幕]
设计：已知有如下原电池总反应：
Fe+Cu[2+]=Fe[2+]+Cu，
请选择适当材料设计一个相应原电池。
[方案]生：电极材料：负极：Fe棒
正极：石墨棒或铜棒等还原性比铁弱的导体。
电解质溶液：CuCl[，2]或Cu（NO[，3]）[，2]或CuSO[，4]溶液。师：请一个小组上台演示所设计的实验。
[演示实验]师生：老师在台下指导学生观察现象，一小组在台上演示。
师：很好，我们再运用所学知识解释前面所做实验现象。
[大屏幕]
解释：（1）“桔子（或白萝卜）实验”现象？
（2）Zn-Cu（Fe-Cu）原电池实验中Zn片（或Fe丝）上也有气泡产生。（注：Zn片或Fe丝不纯）
[答]生（甲）：桔子（或白萝卜）中的细胞液与两根不同导体（Cu和Fe）构成了原电池，电流通过耳机而发声。
[答]生（乙）：我们所做实验中所用锌片（或铁丝）不纯，有少量杂质，本身形成了微小原电池，所以锌片（或铁丝）上也有气泡。
[启迪探寻]师：很好，大家想了解第一位捕获原电池现象并加以研究的是谁吗？
[大屏幕]
伏打（1745-1827）：意大利物理学家。他从小就爱好自然科学，兴趣广泛，治学严谨，从不轻信任何结论，使他在自然科学特别是物理学领域做出突出的贡献。最突出的就是“伏打电堆”，这一发明花去了伏打8年时间。伏打开始是用……（想了解更多吗？请查：vip.6to23.com/etsnoopy/chemdz/history/095x0021.htm）。
[小结]师：略。
[作业]教材106页：研究性课题。
四、教学后记
本节为中国发明协会中小学创造教育分会第九届年会上的一节创新教育展示课。
本节课力求采用启发、思考、合作实验、自主探究的方法。由学生“听”所产生的疑问（创设问题），引导学生探索原电池的存在（自主探究），研究原电池的原理（科学思维），并由实验结论讨论原电池的形成条件（科学论证）。运用“研究成果”设计新的原电池，解释自然现象（科学创造）。通过伏打的生平简介，激发学生探索自然科学奥秘的兴趣，同时让事实告诉大家：“科学就在你的身边”，但“科学发明”需要科学的研究方法和为科学献身的精神。
标签：原电池论文;