原电池
师:如果在两块锌片间,连接一电流计[教师演示],大家看看,电流计的指针是否有偏转?
生:没有偏转。
师:两块锌片插入稀硫酸连接电流计,两块锌片都有气泡产生,电流计指针不发生偏转。
下面我们做第三个实验。这是一块锌片,这是一块银片,玻璃缸是硫酸铜溶液[出示实物],把锌片、银片插入硫酸铜溶液中,放置片刻后,取出银片[教师演示],大家看看,银片上有什么现象?
生(部分):变暗了;(部分):有暗红色。
师:如果在锌片、银片中,连接一个电流计[教师演示],大家看看,电流计的指针是否有偏转?
生:有偏转。
师:锌片、银片插入硫酸铜溶液,连接电流计,锌不断溶解,银片有暗红色物色析出,电流计指针发生偏转。
最后一个实验,也就是第四个实验。这是一块锌片、一块铜片,玻璃缸里是酒精溶液[出示实物]。
现在我们把锌片和铜片插入酒精溶液[教师演示],大家仔细观察,有什么现象?
生:没现象。
师:锌片、铜片插入酒精溶液,锌片、铜片都没有现象。如果用导线把锌片、铜片连接起来,锌片、铜片上仍然没有现象。现在我在锌片、铜片间, 连接一个电流计[教师演示],大家看看,电流计指针是否有偏转?
生:没有偏转。
师:锌片、铜片插入酒精溶液,连接电流计,锌片、铜片上没有现象,电流计指针不发生偏转。
现在请大家考虑:这四个实验中,哪几个既发生化学反应,又能产生电流?请×××同学回答。
生(12):第一和第三。
师:第一和第三个实验。既发生化学反应,又能产生电流,这些装置是原电池(第2页);第二个实验发生化学反应,但无电流产生;第四个实验既不发生化学反应,也没有电流产生,这些装置都不是原电池(第2页)。
现在请大家考虑:原电池(第2页)由哪几部分构成?每部分用什么材料?材料有什么要求?也就是说,请臧克家总结归纳一下,构成原电池(第2页)要哪些条件?请×××同学讲讲看。
[评述:在了解原电池(第2页)作用的 ,分析原电池(第2页)的构造。而且,教师对构造的教学是通过四个实验,让学生自己去观察、比较,然后独立归纳出构成原电池(第2页)的条件。这是教师在能力培养的要求下,作出的别具匠心的安排。学生在通过这一过程的教学后,不仅获得了知识,也提高了学习能力。]
生(13):第一是有两种金属;第二是有电解质;第三有要导线。
师:是否一定是两种金属?
生(13):也可以金属和非金属。
师:如果是两种金属,要求两种怎样的金属?
生(13):一种金属在金属活动顺序中排氢前面;一种排在氢的后面。
师:原电池(第2页)可由两种活泼不同的金属作电极,一种金属比较活泼,一种金属比较不活泼,这是相对比较来说的。两种金属不一定要一种排在金属活动顺序表氢前,一种排在氢后面。如两种金属都排在金属活动顺序表氢后面,只要活动性不同也就可以。当然也可以由一种金属和一种非金属作电极,非金属主要是指石墨。如Zn-C是一种金属和一种非金属作电极;Zn-Ag是一种活泼的金属与一种较不活泼的金属作电极。两电极必须插入电解质溶液。注意!一定要溶液,电解质溶液存在自由移动的离子,阳离子参加电极反应,如稀硫酸溶液中有自由移动的氢离子,H+参加电极反应;硫酸铜溶液中有自由移动的铜离子,Cu2+参加电极反应。[稍停]
现在总结一下,归纳一下:“构成原电池(第2页)的条件”,请记录:[学生记录]第一,必须有活动性不同的两种金属,或金属和非金属作电极;第二,两电极直接插入电解质溶液;第三,正常工作的原电池(第2页)两电极,必须用导线连接起来。实验一、三的装置是原电池(第2页),它们完全符合构成原电池(第2页)的三个条件。实验二、四的装置不是原电池(第2页)。实验二,两块锌片是同种金属,不符合必须要有活动性不同的两种金属作电极的条件;实验四的酒精溶液是非电解持溶解,不符合两电极必须插入电解质溶液的条件。
下面请大家再进一步研究一下:(1)Zn、C、稀H2SO4,(2)Zn、Ag、CuSO4溶液--这两个原电池(第2页)的工作原理。锌片、石墨棒插入稀硫酸,用导线连接后,石墨棒上产生什么气体?怎样会产生的?锌片上发生了什么变化?怎样会发生的?××同学。[指定学生]
[评述:这里重复地研究原电池(第2页)的工作原理,教学要求与前面是不同的。上课开始阶段的研究,属于识记水平,只让学生识记一下,获得初步理解;现在研究原电池(第2页)工作原理,则要求学生从简单应用,达到直接应用的学习水平。教师可以在观察学生应用的现场,了解学生是否已经真懂,而且可以对学生难免出现的一些错误,及时作出纠正。例如,在电解质为硫酸铜溶液时,正极上究竟是什么物质发生了还原反应,这是原理的应用。课堂上的条件很好,有实验可以观察,也有条件作理论分析,纠正学生错误是并不困难的。在这里,任课教师安排教学时,考虑得到周到,要求学生会操作,会口述和会正确书写电极反应式,这类教学是很细腻的。]
生(14):石墨棒上有氢气产生,硫酸溶液中的氢离子,在石墨棒得到电子变成氢原子,两个氢原子进一步变成氢分子。
师:这是什么反应?
生(14):还原反应。
师:锌片上发生什么变化呢?
生(14):锌不断溶解。
师:锌片上的锌原子失去电子变为锌离子,进入溶液。这是什么反应?
生(14):氧化反应。
师:锌、碳原电池(第2页)中,哪个电极为正极?哪个电极为负极?×××同学。[指定学生]
生(15):锌片是负极,锌片上有电子流出;石墨棒是正极,电子流入石墨棒。
师:锌片、银片插入硫酸铜溶液,用导线连接后,银片上生成暗红色物质是什么?怎样会产生的?锌片上发生了什么变化?怎样会发生的?×××同学。[指定学生]
生(16):银片上有铜产生,硫酸铜溶液中的铜离子,从银片上得到电了,变成铜原子,铜附在银片上。锌不断溶解,锌片上锌原子失电子变锌离子,进入溶解。
师:负极锌片上锌原子失电子变成锌离子,是什么反应?
生(集体):氧化反应。
师:正极银片上铜离子得到电子,变成铜原子,是什么反应?
生(集体):还原反应。
师:下面请大家在纸上做练习。
在图上标明正负极和电子转移方向,写出电极方程式。
师:我们分析一下,看看做得对不对。锌是负极,银是正极,电子从负极锌片流向正极银片,对吗?
生(集体):对。
师:负极锌片,锌原子失电子成锌离子,正极银片上氢离子得电子变成氧原子,结合成氢分子。对吗?
生(集体):不对。 [议论纷纷]
师:不对在什么地方?×××同学。[指定学生]
生(18):正极银片上,铜离子得电子变成铜原子。
师:实验证明,正极银片上有铜生成,从理论上来看,为什么是铜而不是氢气呢?硫酸铜溶液中有较多的铜离子和极少量的氢离子,在金属活动顺序表中,铜排在氢后面,氢原子比铜原子容易失电子,而铜离子比氢离子容易得出电子,因此,应该铜离子得电子生成铜原子。[板书]
现在我们来总结一下原电池(第2页)的化学原理。大家一起看书,第155页第五行:“原电池(第2页)电子流出的一极是负极(如锌片),电极被氧化”。Zn、Cu原电池(第2页),负极是锌片,而一般原电池(第2页)负极是相对活泼的金属,相对活泼的金属的原子,容易失去电子,电子流出,电极本身被氧化。在书上锌片边上可写上:“相对活泼的金属”。再往下看:“电子流入的一极是正极H+在电极上被还原。”Zn、Cu原电池(第2页),正极是铜片,H+在正极上被还原,而一般原电池(第2页),正极是相对不活泼的金属或非的石墨,电了通过导线流入正极,电解质溶液中的阳离子,在正及得到电子被还原。大家在书上铜边上写上:“相对不活泼金属或非的石墨”;氢离子边上写:阳离子。
原电池(第2页)从外电路来看,电子从负极流向正极;从内电路来看,负极金属原子失去电子被氧化,正极阳离
《原电池(第2页)》