高二化學(xué)原電池持續(xù)穩(wěn)定電流探究

1、選修選修4 化學(xué)反應(yīng)原理化學(xué)反應(yīng)原理第第 四四 章電化學(xué)基礎(chǔ)章電化學(xué)基礎(chǔ)第第 一一 節(jié)原節(jié)原 電電 池池原電池的工作原理原電池的工作原理遼寧省建平縣二高中化學(xué)組遼寧省建平縣二高中化學(xué)組 謝曉東謝曉東重點、難點：原電池的工作原理重點、難點：原電池的工作原理 學(xué)生通過在必修的學(xué)習(xí)，已經(jīng)掌握了學(xué)生通過在必修的學(xué)習(xí)，已經(jīng)掌握了形成原電池的條件，并能書寫電極反應(yīng)方程形成原電池的條件，并能書寫電極反應(yīng)方程式。本節(jié)要求學(xué)生在必修式。本節(jié)要求學(xué)生在必修2的基礎(chǔ)上繼續(xù)掌的基礎(chǔ)上繼續(xù)掌握能提供穩(wěn)定、持續(xù)電流的原電池原理。握能提供穩(wěn)定、持續(xù)電流的原電池原理。采用采用小組合作小組合作、自主實驗自主實驗探究模式（每組探

2、究模式（每組46人），按照人），按照實踐實踐認(rèn)識認(rèn)識再實踐再實踐再認(rèn)識再認(rèn)識過程過程,并用對比、動畫演示方法突破此難點。并用對比、動畫演示方法突破此難點。突破方法突破方法(1)請根據(jù)反應(yīng)：請根據(jù)反應(yīng)： Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu設(shè)計一個原電池，并進(jìn)行實驗設(shè)計一個原電池，并進(jìn)行實驗實驗儀器及藥品：實驗儀器及藥品：燒杯，導(dǎo)線，電流計，砂紙，鋅片，銅片，硫酸銅溶液燒杯，導(dǎo)線，電流計，砂紙，鋅片，銅片，硫酸銅溶液1.1方案草圖方案草圖11.2交流草圖方案交流草圖方案 :1.3 可行性分析可行性分析:1.4實施可行性的實驗方案：實施可行性的實驗方案：1.5觀察并記錄實驗現(xiàn)象：觀察并記

3、錄實驗現(xiàn)象：1.7結(jié)論結(jié)論:1.6發(fā)現(xiàn)問題發(fā)現(xiàn)問題: 自主探究實驗一自主探究實驗一電流表電流不穩(wěn)電流表電流不穩(wěn)定，最后趨于零。定，最后趨于零。兩個電極上都有兩個電極上都有紅色物質(zhì)生成紅色物質(zhì)生成CuSO4 溶液溶液發(fā)現(xiàn)問題發(fā)現(xiàn)問題CuSO4 溶液溶液 主要原因：主要原因：鋅片與硫酸銅鋅片與硫酸銅溶液直接接觸溶液直接接觸。銅在鋅片表面不銅在鋅片表面不斷析出構(gòu)成了原電池，致使向外斷析出構(gòu)成了原電池，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。當(dāng)鋅片表輸出的電流強(qiáng)度減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再構(gòu)成原面完全被銅覆蓋后，不再構(gòu)成原電池，也就沒有電流產(chǎn)生。電池，也就沒有電流產(chǎn)生。問題探究問題探究普通干電池普通干電

4、池手機(jī)電池手機(jī)電池鈕扣電池鈕扣電池筆記本電腦筆記本電腦 專用電池專用電池 攝像機(jī)攝像機(jī)專用電池專用電池 “神六神六”用用太陽能電池太陽能電池化學(xué)與生活密切相關(guān)化學(xué)與生活密切相關(guān)CuSO4 溶液溶液在原有實驗基礎(chǔ)上進(jìn)在原有實驗基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計成一個行改進(jìn)，設(shè)計成一個能產(chǎn)生穩(wěn)定持續(xù)電流能產(chǎn)生穩(wěn)定持續(xù)電流的原電池。的原電池。自主實驗探究二自主實驗探究二實驗儀器及藥品：實驗儀器及藥品：燒杯，導(dǎo)線，電流計，砂紙，鋅片，銅片，硫酸銅溶液，硫酸鋅溶液，燒杯，導(dǎo)線，電流計，砂紙，鋅片，銅片，硫酸銅溶液，硫酸鋅溶液，鹽橋（裝有含瓊膠的鹽橋（裝有含瓊膠的KCl飽和溶液飽和溶液）1.1方案草圖方案草圖11.2

5、可行性分析可行性分析: 1.3若可行若可行.實施實驗方案：實施實驗方案：1.4觀察并記錄實驗現(xiàn)象：觀察并記錄實驗現(xiàn)象： 1.5結(jié)論結(jié)論: 探探 究究 題題 目：目：在原有實驗基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計成一個能產(chǎn)生穩(wěn)定持續(xù)電流的原電池。在原有實驗基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計成一個能產(chǎn)生穩(wěn)定持續(xù)電流的原電池。導(dǎo)線導(dǎo)線正確的方案正確的方案2.1方案草圖方案草圖22.2可行性分析可行性分析: 2.3若可行若可行.實施實驗方案：實施實驗方案：2.4觀察并記錄實驗現(xiàn)象：觀察并記錄實驗現(xiàn)象： 2.5結(jié)論結(jié)論:.鹽橋的作用是什么？鹽橋的作用是什么？交流探討交流探討a、使兩個半電池溶液連成一個通路、使兩個半電池溶液連成一個通

6、路b、使兩溶液保持電中性、使兩溶液保持電中性CuSO4 溶液溶液.兩種原電池有何相同點兩種原電池有何相同點和不同點？和不同點？相同點：都有導(dǎo)電性不同的兩個電極相同點：都有導(dǎo)電性不同的兩個電極;都能產(chǎn)生電都能產(chǎn)生電 流；外電路均是電子的定向移動，流；外電路均是電子的定向移動， 內(nèi)電路內(nèi)電路 均是離子的定向移動。均是離子的定向移動。不同點：不同點：1中電流持續(xù)、穩(wěn)定中電流持續(xù)、穩(wěn)定,兩個半反應(yīng)在不同兩個半反應(yīng)在不同 區(qū)域進(jìn)行區(qū)域進(jìn)行, 中間用鹽橋連接中間用鹽橋連接. 2中電流不穩(wěn)定中電流不穩(wěn)定,兩個半反應(yīng)在同一區(qū)域進(jìn)行兩個半反應(yīng)在同一區(qū)域進(jìn)行動畫演示動畫演示-突破難點突破難點相同點：都有導(dǎo)電性不同

7、的兩個電極相同點：都有導(dǎo)電性不同的兩個電極;都能產(chǎn)生電都能產(chǎn)生電 流；外電路均是電子的定向流；外電路均是電子的定向移動，移動， 內(nèi)電路均是離子的定向移動。內(nèi)電路均是離子的定向移動。不同點：不同點：1中電流持續(xù)、穩(wěn)定中電流持續(xù)、穩(wěn)定,兩個半反應(yīng)在不同兩個半反應(yīng)在不同 區(qū)域進(jìn)行區(qū)域進(jìn)行, 中間用鹽橋連接中間用鹽橋連接. 2中電流不穩(wěn)定中電流不穩(wěn)定,兩個半反應(yīng)在同一區(qū)域進(jìn)行兩個半反應(yīng)在同一區(qū)域進(jìn)行.能產(chǎn)生穩(wěn)定、持續(xù)電流的原電池能產(chǎn)生穩(wěn)定、持續(xù)電流的原電池應(yīng)具備什么條件？應(yīng)具備什么條件？1.要有導(dǎo)電性不同的兩個電極要有導(dǎo)電性不同的兩個電極2.兩個半反應(yīng)在不同的區(qū)域進(jìn)行兩個半反應(yīng)在不同的區(qū)域進(jìn)行3.用導(dǎo)線和鹽橋分別將兩個半電池連接在用導(dǎo)線和鹽橋分別將兩個半電池連接在一起一起討討論論 利用反應(yīng)利用反應(yīng)Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2 ，設(shè)計出兩種原電池，畫出原電池的示意圖，并設(shè)計出兩種原電池，畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)方程式。寫出電極反應(yīng)方程式。 參考答案參考答案 (+)(-) G Zn Pt FeCl3溶液負(fù)極（負(fù)極（Zn）：）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）正極（正極（Pt或或C）：）：2Fe3+2e-=2Fe2+（還原反