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1、
第四節(jié) 原電池原理及其應(yīng)用
教學(xué)目的:
1、 使學(xué)生理解原電池原理;
常識性介紹日常生活中常用的化學(xué)電源和新型化學(xué)電池;
2、 使學(xué)生了解金屬的電化腐蝕
教學(xué)重點:原電池的原理
教學(xué)難點:金屬的電化腐蝕
教學(xué)方法:實驗探究法
教學(xué)用品:鐵絲、銅絲、鋅片、銅片、稀硫酸、導(dǎo)線、燒杯、電流計
教學(xué)過程:
第一課時
[引言] 前幾節(jié)我們學(xué)習(xí)了有關(guān)金屬的知識,了解了鐵和銅的性質(zhì)。鐵是比較活潑的金屬,能溶于稀硫酸,銅是不活潑的金屬,不溶于稀硫酸。如果我們同時將鐵和銅連在一起,同時放到稀硫酸中,會發(fā)生什么現(xiàn)象呢?下面我們做這個實驗。
[提問] 大家看到了什么現(xiàn)象?
2、
[講述] 把鐵線和銅絲的上端連在一起,放入稀硫酸中,在金屬絲中有電子流動,構(gòu)成了一個小電池,我們叫它原電池。下面我們就來研究原電池的原理及其應(yīng)用。
[板書] 第四節(jié) 原電池原理及其應(yīng)用
一、 原電池
[講述] 實驗結(jié)果表明,導(dǎo)線中有電流通過,電流是如何產(chǎn)生的呢?
[學(xué)生討論]
[板書] 鋅片 Zn—2e-==Zn2+ (氧化反應(yīng))
銅片 2H++2e-==H2 (還原反應(yīng))
電子由鋅片經(jīng)導(dǎo)線流向銅片
[講述] 我們知道,物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)時,常伴有化學(xué)能與熱能、光能等的相互轉(zhuǎn)化。例如,鎂條在空氣中燃燒的化
3、學(xué)反應(yīng),伴有放熱、發(fā)光等現(xiàn)象。這說明化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芎凸饽?。那么,我們做的這個實驗是化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)槟姆N能呢?
[學(xué)生回答]
[教師總結(jié)] 這種化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫原電池。
[板書] 原電池的定義:化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。
[講述] 這一現(xiàn)象早在1799年被意大利的物理學(xué)家伏打撲捉到并加以研究,發(fā)明了世界上第一個原電池---------伏打電池,即原電池。
[引導(dǎo)思考] 原電池的兩極材料如何選擇呢?
[討論]討論完成下表:
電極
電極材料
反應(yīng)類型
電子流動的方向
正極
還原性較強的金屬
氧化反應(yīng)
負極向外電路提供電子
負極
還原性較弱的金屬
4、
還原反應(yīng)
正極從外電路得到電子
[講述] 下面我們再做幾個實驗共同探討一下原電池的組成條件和原理
A A A A
Zn C Zn Cu Fe C Zn Cu
稀硫酸 CuSO4溶液 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸
A B C D
[設(shè)疑] 1、哪種裝置可以組成原電池
5、?
2、指出正、負極上各發(fā)生什么變化?
3、電子流動的方向如何?
[學(xué)生討論] (A、B、C可以形成原電池)
[板書] 1、組成原電池的條件
(1) 有兩種活潑性不同的金屬(或一種是非金屬導(dǎo)體)作電極
(2) 電極材料均要插入電解質(zhì)溶液中
(3) 兩極相連形成閉合電路
2、原電池的原理:較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng),電子從較活潑的金屬(負極)流向較不活潑的金屬(正極)
[設(shè)計實驗] 有鋅片、銅片、橘子、pH試紙、電流計,請同學(xué)們推斷一下能否組成原電池,并親手設(shè)計一個原電池。
[展示音樂卡片與蘋果組成的原電池裝置]
[練習(xí)例題]X、Y、Z都是金屬,把X浸入Z的硝酸鹽溶液
6、中,X 的表面有Z析出,X 與Y 組成原電池時,Y為電池的負極。X、Y、Z三種金屬的活動性的順序為( C )
A、X>Y>Z B、X>Z>Y C、Y>X>Z D、Y>Z>X
[小結(jié)] 按板書內(nèi)容,歸納本書的內(nèi)容和要點
[作業(yè)] 課本習(xí)題一、1、3、4;二、1、2、3
[預(yù)習(xí)] 1、本節(jié)“二、化學(xué)電源”、“三、金屬的電化學(xué)腐蝕”
2、回家收集廢干電池并拆開,弄清它的構(gòu)造和原理
第二課時
[提問復(fù)習(xí)] 組成原電池的條件是什么?下列原電池裝置的正、負極各是什么?分析電極反應(yīng)
Fe
7、 Cu Zn Cu
(1)稀H2SO4溶液 (2)CuSO4溶液
[引言] 人們應(yīng)用原電池原理,制作了多種電池,如干電池、蓄電池、充電電池、高能電池等,以滿足不同的需要。請同學(xué)們說說你所知道的電池的用途。
[板書] 二、化學(xué)電源
1、 干電池
2、 鉛蓄電池
[展示] 干電池和鉛電池實物。(由學(xué)生和教師分別講述這兩種電池的構(gòu)造和用途)
[閱讀] 3、鋰電池 4、新型燃料電池、鋁、空氣燃料電池(由學(xué)生自學(xué)完成)
[講述] 生活經(jīng)驗告訴我們,有些金屬制品在使用一段時間以后,會失去表
8、面的光澤,嚴(yán)重的會變得銹跡斑斑影響使用,尤其是鋼鐵制品,在潮濕的空氣里,很容易生銹,暈實際上是一種被叫做金屬腐蝕的現(xiàn)象。下一個問題,我們就要研究一下這個現(xiàn)象。
[板書] 三、金屬的腐蝕 M—ne- ==Mn+
[閱讀] 學(xué)生在教師的指導(dǎo)下閱讀教材中相關(guān)內(nèi)容。
閱讀要點:1、什么是金屬的腐蝕?舉例說明。2、金屬的腐蝕的本質(zhì)是什么?3、由于金屬接觸的介質(zhì)不同,一般金屬的腐蝕可分為幾種?各是什么?4、什么是化學(xué)腐蝕?舉例說明。5、什么是電化腐蝕?6、在潮濕的空氣中,鋼鐵制品的表面為什么會形成無數(shù)微小的原電池?正、負極各是什么?(學(xué)生討論)
[講述] 在這些微小的原電池里,做
9、負極的鐵失去電子被氧化,鋼鐵表面的水吸收氧氣得電子生成OH--,這樣鋼鐵制品被慢慢腐蝕。
[板書] 1、化學(xué)腐蝕
2、電化學(xué)腐蝕
鋼鐵在潮濕空氣里腐蝕 負極:Fe-2e-==Fe2+
正極:2H2O+O2+4e-==4OH—
[小結(jié)] 化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較
化學(xué)腐蝕
電化學(xué)腐蝕
條件
金屬與氧化劑直接接觸
不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液接觸
現(xiàn)象
無電流產(chǎn)生
有微弱的電流產(chǎn)生
本質(zhì)
金屬被氧化的過程
較活潑的金屬被氧化的過程
相互關(guān)系
化學(xué)
10、腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時發(fā)生
[講述] 金屬被腐蝕后,在外形、色澤以及機械性能等方面都將發(fā)生變化,會使機器設(shè)備、儀器、儀表的精密度度和靈敏度降低,影響使用以至報廢,甚至發(fā)生嚴(yán)重事故。據(jù)估計,每年由于腐蝕而直接損失的金屬材料,約占金屬年產(chǎn)量的10%。因此防止金屬腐蝕有很重在的意義。金屬的防護的方法有多種,同學(xué)們可以在課下已做充分準(zhǔn)備和調(diào)研。
[練習(xí)] 1、表面鍍有保護金屬層的鐵片,當(dāng)鍍層有破損時比普通鐵片更易腐蝕的是( )
A、 白鐵(鍍鋅鐵) B、馬口鐵(鍍錫鐵) C、鍍鎳鐵 D、鍍銅鐵
2、下圖各容器中盛有海水,鐵在其中被腐蝕時由快慢的順序是( )
Fe Sn Fe Zn Fe Cu Fe
① ② ③ ④
A、④>②>①>③ B、②>①>③>④ C、④>②>③>① D、③>②>④>①
3、通常在輪船的尾部和船殼和水線以下部分,裝有一定數(shù)量的鋅塊,請解釋原因。
[作業(yè)] 1、課本習(xí)題一、2,二、4、5,三、1、2
2、白皮書。
教學(xué)后記: