《盐桥原电池的工作原理及改进创新》教学设计
一、教学目标 【知识与技能】
⑴ 了解原电池的构造和基本工作原理；
⑵ 能够正确书写电极反应式和电池总反应方程式； ⑶ 了解盐桥的作用，会判断和设计简单的原电池。 【过程与方法】
⑷ 通过实验探究活动，使学生体验化学能与电能转化的探究过程，并了解原电池的构造和工作原理；
⑸ 通过单液原电池和u型管盐桥原电池的分析对比，学生间相互讨论交流以及教师引导，使学生具备发现问题，分析问题并解决问题的能力。 【情感态度与价值观】
⑴ 通过分组实验与讨论，体验小组合作学习的乐趣，培养团结协作的精神； ⑵ 通过实验探究活动，增强学生探索化学反应原理的兴趣，掌握学习和研究化学问题的方法。 二、教材分析
本节内容以（必修2）第六章第一节“化学反应与能量变化”第一课时《化学反应与电能》为基础，进一步介绍原电池的组成和工作原理，通过对原电池中闭合电路形成过程的分析，引出半电池、盐桥等概念。同时原电池的原理又为后面金属的腐蚀和防护，常见电池的原理及电解原理等重要电化学知识的学习奠定了基础。
新课程标准对原电池知识有新的要求，通过教学体验化学能与电能转化的探究过程，了解原电池的工作原理，能判断电极名称，根据题意写出电极反应式和电池总反应式。 三、学情分析
知识角度，高二学生在必修1、必修2和选择性必修1中已经学习过氧化还原反应、原电池的相关知识，同时物理学中电学知识也相当丰富，学习本节内容并不陌生，难度不大。
认知角度，高二学生形象思维能力已充分发展，抽象思维能力也在迅速发展中，同时具有强烈的好奇心和求知欲，对实验探究的热情高，但抽象思维能力和探究能力还不够成熟，需要老师适时的组织和引导。
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四、教学重点和难点
【教学重点】进一步了解原电池的工作原理，了解u型管盐桥原电池的缺点并改进创新。 【教学难点】盐桥原电池的工作原理，u型管盐桥原电池缺点并改进创新。 五、教学策略
【教学方法】以“小组实验探究式教学法”为主，贯穿“小组合作讨论法”，引导学生发现问题、分析问题、解决问题；运用学案和多媒体辅助教学。 【教学用具】多媒体投影仪、电脑、课件。
【学生用具】数字电流表、烧杯、导线、电极（锌片、铜片）、稀H2SO4溶液、ZnSO4溶液、盐桥，琼脂块盐桥。 【教学流程】
环节一环节二 环节三 环节四 环节五 环节六
创设情境实验探究大胆创新实验探究对比分析小组合作回顾旧知发现问题提出方案解决问题发现问题实验探究
六、教学过程
环节一：创设情景，回顾旧知
教师活动 学生活动 设计意图 【创设情景】现代生产、生活和国防中回答： 大量使用的电池，如录音机、手机、电形成原电池，产生电动汽车、卫星等，同学们能解释其中的流。 奥秘吗？ 【板书】 一、原电池原理 1．原电池：将化学能转化为电能的装置。 创设情景，激发学生的好奇心，感受化学与生活的密切关系。 【学生活动】在学案对应的方框中画出Cu－Zn原电池（稀硫酸做电解质溶液），标出正负极，写电极反应式，找两个同学板书。 【讲解】Zn作负极失电子变成Zn2＋，电子经导线到达Cu片表面，Cu做正极，溶液中的H＋在Cu片表面得电子生成H2。 【设问思考】结合所画原电池装置，形成原电池必须满足哪些基本条件呢？ 【板书】2．原电池形成的基本条件 【讲解】原电池可以分为外电路和内电路，外电路是电极上连接的导线，电子从负极流向正极形成电流，内电路在学案上画Cu－Zn原电池（稀硫酸做电解质溶液）,标出正负极，写电极反应式。 学生回答： 一反应：自发进行的氧化还原反应； 两电极：两活泼性不同 引导学生回忆原电池形成的四个条件以及Cu－Zn原电池的工作原理，巩固已有知识。 第 2 页 共 7 页
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是电解质溶液，阴阳离子定向移动形成电流，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。 【设问思考】负极不断有Zn2＋产生，正极不断消耗H＋，那么阴阳离子向两极定向移动对电解质溶液有什么作用呢 的电极； 一液：电解质溶液；一回路：闭合回路。 回答：使溶液保持电中性。 为后面引入盐桥及理解盐桥的作用做铺垫。 环节二： 实验探究，发现问题
教师活动 【讲解】根据原电池原理，我们知道Cu－Zn原电池工作时应该有3个现象：①Zn片不断溶解；①Cu片表面产生气泡；①电流表指针偏转。实际与我们所预测的是否一致呢？现实与理论上往往是有差别的，要想搞清楚这个问题，我们需要借助于实验进行探究。 【小组实验】组装一个Zn－Cu原电池，观察和记录实验现象。 实验用品：数字电流表、烧杯、导线、电极（锌片、铜片）、稀H2SO4溶液 实验要求：观察闭合回路和断开回路（取出铜片）锌片、铜片、电流表的变化并如实记录现象。 【小组汇报】 各组派一名代表汇报实验成果。 【设问思考】Zn片表面为什么会产生气泡？ 【追问】若将该原电池作为实际电源，它存在哪些缺陷呢？ 实验现象： ①Zn片表面产生大量气泡； ①Cu片表面少量气泡； ①电流表有读数。 思考并回答：Zn片不纯，自身能形成原电池。 发现问题，产生疑问。 培养学生应用分析、归纳等方法对信息进行加工的能力。 学生活动 设计意图 小组合作进行探究实验，并观察分析。 培养学生主动探索的能力，相互交流合作的精神，体验科学探究的过程。 第 3 页 共 7 页
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【板书】 二、原电池的改进 存在的缺陷： ①电能转化率低； ①断开电路后，Zn片仍然在反应。 小组讨论后回答： ①能量转化率低； ①断开电路后，Zn片仍然在反应。 环节三：反思创新，提出方案
教师活动 【讲解】导致Zn－Cu原电池缺陷的根本原因是Zn电极放在稀H2SO4溶液中。 【设问】怎样才能避免Zn与稀H2SO4溶液的反应？ 【板书】改进：将Zn与稀H2SO4溶液分开。 【追问】两电极应该分别置于什么电解质溶液中呢？ 【追问】两电解质溶液要靠什么连接才能形成闭合回路呢？ 【讲述】我们改造出来的这个装置能正常工作，形成电流吗？我们依然要亲自动手实验。
学生活动 讨论后回答： ①Zn片与稀H2SO4溶液分开。 ②Cu电极放在稀H2SO4溶液中，Zn电极最好放在ZnSO4中，这样溶液成分比较稳定。 ③内电路是断开的，要想实现阴阳离子的定向移动，两电解质溶液间必须要依靠含电解质溶液的导管做桥梁。 设计意图 培养学生的创新能力，相互交流合作的精神。 环节四： 实验探究，解决问题
教师活动 【小组实验】按改进后的装置图连接装置进行实验，记录实验现象。 实验用品：数字电流表、铜片、锌片、导线、稀H2SO4、ZnSO4溶液、盐桥。 【思考】 1．描述有盐桥时的实验现象。 2．取出盐桥后的实验现象，Zn片还反应吗？ 【小组汇报】 请各组派一名代表汇报实验结果。 学生活动 小组合作进行探究实验，并观察分析。 小组讨论，推举发言人汇报实验现象并回答相关问题。 设计意图 培养学生的观察能力和语言表述能力，提高化学素养。 第 4 页 共 7 页
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【设问思考】改进后的装置中最关键的仪器是什么？ 【讲解】下面我们一起来认识一下盐桥。 盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液；琼胶的作用：防止管中溶液流出；K＋和Cl－能在琼胶内自由移动。 回答：盐桥 聆听，记录 加深对盐桥组成的认识，为盐桥的作用做铺垫。 环节五：对比分析，发现问题
教师活动 学生活动 【归纳总结】含盐桥的原电池是由两思考总结并记录 个“半电池”和盐桥组成的；Zn－Cu原电池的两个半电池分别是锌半电池（锌和硫酸锌溶液）和铜半电池（铜和稀硫酸溶液） 【板书】半电池（锌半电池和铜半电池） 【设问1】根据单液原电池和u型管盐思考讨论分析并记录: 桥原电池的电流的变化情况，你能得由于u型管的路径，与出什么结论？ 溶液的接触面积较小， 内阻较大 【设问2】实验过程中，双液原电池的没有 电流有没有达到你的预期？ 【设问3】 是什么原因？如何改进呢？ 将u型管盐桥换成琼脂 块盐桥，降低盐桥内阻 环节六：小组实验，合作探究
教师活动 【小组实验】按图连接装置，观察和记录实验现象。 实验用品：数字电流表、烧杯、导线、电极（锌片、铜片）、稀H2SO4溶液， ZnSO4溶液、琼脂块盐桥。 实验要求：仔细观察电流表读数的变化并如实记录现象。 【小组汇报】 各组派一名代表汇报实验成果。 【板书】 三、u型管盐桥原电池的改进 将u型管盐桥换成琼脂块盐桥，降低盐桥内阻 学生活动 按步骤操作实验 思考交流并记录 锌片： 铜片： 电流： 设计意图 探寻解决方案 改进创新 设计意图 完善对含盐桥的原电池结构的认识。 培养学生的创新能力，相互交流合作的精神，为下一步的改进创新做铺垫。 第 5 页 共 7 页
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环节七：归纳总结，学以致用
教师活动 【归纳总结】 单液原电池：电流小，不稳定。 U型管盐桥原电池：电流比单液原电池更小，稳定。 琼脂块盐桥原电池：电流最大，琼脂块盐桥原电池电能转化率远远高于单液原电池电流。 【创新点】改进后的琼脂块盐桥原电池具有明显的优点，电能转化率高，操作简单，可广泛推荐应用。 【课外活动：请你来试试】 1．实验材料：用苹果、西红柿、锌片、铜片、导线、二极管，组装起来形成回路，观察二极管能否发出红色的亮光呢？ 2．查阅有关原电池的相关资料，了解我国化学电源发展及现状，面临的问题，今后发展的趋势
学生活动 聆听，记录 动手实验，感受化学与生活的密切关系 设计意图 改进后的琼脂块盐桥原电池具有明显的优点，操作简单，电能转化率高。 培养学生的语言表述能力，提高化学素养。 动手，理论联系实际，强化认识化学与生活的密切联系，同时为后面化学电源的学习做铺垫。 【课后反思】
1、本节课的主要亮点：将u型管盐桥原电池换成琼脂块盐桥原电池，改进后的琼脂块盐桥原电池电流远远大于单液原电池，优点明显，操作简单方便，可广泛推荐应用。
2、本节课主要通过小组合作探究，通过u型管盐桥原电池和琼脂块盐桥原电池的改进探究，在“以学生为主体，以教师为主导”的原则下进行，设计时突出学生探究过程的体验，培养小组合作探究的精神，进一步提高学生的实践能力。通过小组实验，取得了很好的效果，锻炼了学生们主动探究的创新能力，但由于课堂时间有限，在一些难点的突破上，我们没有做更多的讲解和挖掘，在后期的教学中可能更多的需要老师的引导介入。
3、在今后的教学过程中，我将多动脑筋，转变教学理念，寻找过程体验与知识传授的和谐点，把课堂变成师生共同研究探讨的场所，让更多的学生变“被动学习”为“主动享受学习”，形成终身学习的意识和能力。
第四章 第一节《盐桥原电池工作原理及改进创新》学案
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【学生实践活动1】画一个Cu－Zn原电池（稀硫酸做电解质溶液） 总结原电池形成的条件：
① ____________________________； ②____________________________； ② ____________________________； ④____________________________；
〖成果汇报〗请各组派一名代表汇报实验结果：________________________________________； 【学生实验探究1】组装一个Cu－Zn原电池，观察和记录实验现象。 实验用品：万能电流表、烧杯、导线、电极（锌片、铜片）、稀H2SO4溶液
实验要求：仔细观察闭合回路和断开回路（取出铜片）时锌片、铜片、电流表读数的变化并如实记录实验现象。 〖思考〗
⑴ 闭合回路时：锌片________________；铜片______________；电流表读数___________； ⑵ 断开回路（取出铜片）时：锌片___________；铜片________；电流表读数__________； 〖成果汇报〗请一组代表汇报实验结果：_____________________________________________； 【学生实验探究2】按下图改进后的装置图连接装置进行实验，观察并记录实验现象。 实验用品：万能电流表、铜片、锌片、导线、稀H2SO4、ZnSO4溶液、盐桥。
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〖思考〗
⑴有盐桥时的现象：锌片________________；铜片________________；电流表读数__________； ⑵取出盐桥后Zn片还反应吗？_______________________________________；
〖成果汇报〗请一组代表汇报实验结果：_______________________________________________； 【学生实验探究3】按下图改进后的装置图连接装置进行实验，观察并记录实验现象。 实验用品：万能电流表、铜片、锌片、导线、稀H2SO4、ZnSO4溶液、琼脂快盐桥。
〖思考〗
⑴ 有盐桥时的现象：锌片________________；铜片________________；电流表读__________； 〖成果汇报〗请一组代表汇报实验结果：_______________________________________________；
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