《高二化学》必修 第三章 几种重要的金属 第 1 页 共 4 页
第四节 原电池原理及其应用
教学目标：掌握原电池的化学工作原理；原电池的形成条件及电极反应式；电子流和电流的运动方向；培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神。 教学难点：原电池的化学工作原理。
教学重点：①原电池的原理；原电池的形成条件及电极反应式；电子流和电流的方向； 教学过程：
[提问引入] 日常生活中,我们会接触到不同种类的电池,有一次性的锌－锰酸性电池,有可重复充电的镍氢、镍镉电池、铅酸电池、锂离子电池等。这些电池虽小，但是，在生活中却扮演着及其重要的角色。你们知道电池工作的基本原理吗？它是如何发展、演化的呢？今天，我们来学习新的知识──原电池。 [板书]第四节 原电池原理及其应用 一、原电池 [演示3-8]…… [再演示3-9]……
[学生说现象]看到锌片上有气泡产生，铜片上没有气泡产生。当用导线把锌片和铜片连接起来（P63图3-19）时，铜片上产生气泡，电流表指针产生偏转。 [学生思考的问题]
（1）锌和稀H2SO4直接反应的实质是什么？
（2）插入铜丝接触到锌粒后，为什么在铜丝上出气泡？ （3）铜丝上的电子由何处而来，出来的是什么气体？
学生根据实验，建议讨论步骤：现象（易）——解释（难）——结论（难） [“Flash铜锌原电池”]……
[生师讨论解释]用导线连接后，锌片不断溶解，铜片上有气泡产生。电流表的指针发生偏转，这说明导线中有电流通过。
原来，当把用导线连接的铜片和锌片一同浸入稀硫酸时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成锌离子，而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的氢离子从铜片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。这一反应可表示如下：
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电极反应：负极（锌片） Zn - 2e = Zn2+（氧化反应） 正极（铜片）2H+ + 2e = H2↑（还原反应）
原电池反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑（Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑） [结论] 把化学能转变为电能的装置叫做原电池。 [巩固提问]
1．原电池中，电子从哪极流出？通过外电路流回到哪极？
2．原电池中，正负两极哪极是较活泼金属？哪极是较不活泼材料？ 3．原电池中，正负两极分别发生什么反应？
4．原电池组成的条件是什么？（①两块相连的活泼性不同的金属，或可以导电的其它材料；②电解质溶液。闭合电路）。
（经常用做惰性电极材料的物质是Pt（铂）或C（石墨），如下图两个装置的电极反应是相同的。）
[再复习演示动画]…… [课堂练习]
1．判断下列装置那些能构成原电池，标出电极名称，写出电极反应。
2．实验室制取氢气，用锌与稀硫酸反应。锌用纯锌好，还是用粗锌好（杂质为碳）？为什么？
3．实验室只有纯的锌粒，怎么办？
二、化学电源（学生看书了解）
（教师可以布置课外文献检索，课堂时间有限，不可能涉及过多内容，局限于教材即可）
1、干电池 家庭常用电池。
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常见的是锌-锰干电池。如图： 2、铅蓄电池
目前汽车上使用的电池。
铅蓄电池的构造是用含锑5%—8%的铅锑合金铸成格板。PbO2作为阳极，Pb作为阴极，二者交替排列而成。电极之间充有密度为1.25%—1.28%g?cm-3的硫酸溶液。
3、锂电池
锂电池是一种高能电池，锂作为负极，技术含量高，有质量轻、体积小、电压高、工作效率高和寿命长等优点。常用于电脑笔记本、手机、照相机、心脏起博器、火箭、导弹等的动力电源。
4、新型燃料电池
还原剂（燃料）在负极失去电子，氧化剂在正极得到电子。
目前常见的有，氢气、甲烷、煤气、铝等燃料与空气、氯气、氧气等氧化剂组成的燃料电池。
特点是能量大、使用方便、不污染环境和能耗少等。 三、金属的腐蚀和防护（阅读教材了解）
（1）金属的腐蚀
金属腐蚀是指金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
*析氢腐蚀（在酸性条件下）
说明：析氢腐蚀备有Flash演示教学软件，请查阅或选用。
钢铁在潮湿的空气中，钢铁表面吸附的水膜由于溶入二氧化碳，使H+增多。 H2O + CO2
H2CO3
H+ + HCO3-
构成的原电池：铁（负极）——碳（正极）——酸性电解质薄膜 负极（铁）Fe – 2e = Fe2+ （被氧化） 正极（碳）2H+ + 2e = H2↑（被还原） *吸氧腐蚀（在弱酸性或中性条件下）
说明：吸氧腐蚀备有Flash演示教学软件，请查阅或选用。 钢铁在潮湿的空气中，钢铁表面水膜溶解了氧气。 构成的原电池：铁（负极）——碳（正极）——电解质薄膜
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负极（铁）2Fe – 4e = 2Fe2+ （被氧化） 正极（碳）2H2O + O2 + 4e = 4OH-（被还原）
◇ 析氢腐蚀和吸氧腐蚀往往同时发生，一般情况下，钢铁腐蚀主要是吸氧腐蚀。
[讨论] 析氢腐蚀或吸氧腐蚀钢铁表面水膜溶液的PH值会有什么变化？ （2）金属的防护 [通过研究讨论学习]
1、改变金属的内部组织结构。 2、在金属表面覆盖保护层。
涂油脂、油漆，覆盖搪瓷、塑料，电镀、热镀、喷镀，在钢铁表面形成致密而稳定的氧化膜。
3、电化学保护法。
Ⅲ作业——教材69页：一、二、三题
[课后研究课题](看情况是否上)
通过查找资料了解一种新型电池的详细化学原理和优缺点。（如海水电池、氢氧燃料电池、纽扣电池、锂电池等）巩固原电池是以氧化还原反应为依据，使氧化反应与还原反应分别在设置的两个电极上进行，从而产生电流的装置。
在科学技术飞速发展的今天，新材料、新能源成为各国高科技领域重要研究课题。利用原电池原理制得的各种新型电池不断涌现，电池向体积小、质量轻、可重复充电、高容量发展。但制造电池的过程中都用到一些重金属，例如：锰、镉、汞等，如果废旧电池随便丢弃，这些重金属离子泄漏会造成环境污染，而这种固体无机废弃物的污染很难治理，并且会影响几十年以至上百年，回收废旧电池根本在于合理科学地处理，并把有用的物质加以回收，希望我们同学从自己做起，保护环境，人人有责。 布置学生上网或阅览室查找：
１．常见干电池中的化学物质可能对环境造成那些影响？
２．各小组对常见干电池中的化学物质的回收、再利用、进行可行性分析。 ３．各小组展示本组提出的旧干电池回收再利用的流程。 ４．对各组所提方案进行评价。
