原电池实验报告
探究原电池得工作原理及原电池得设计
【实验目得】
理解原电池原理,掌握原电池得构成条件,会进行简单得原电池设计.
【实验原理】
原电池就是将化学能直接转化为电能得装置，自发得氧化还原反应可设计成原电
池
【实验用品】铅笔芯、Cｕ片、铁钉、Ｚn片、电流计、导线、
稀H２ＳO4、酒精、CｕSＯ4溶液、西红柿2个、
【实验过程】
一、探究原电池得工作原理
实验操作实验现象解释或方程式
Zn片:
Cu片:
Cu片:
电流计：失去电子变为离子进入溶液,
在Cu片上得到电子变为单质
析出
电子由流经到达
为负极，为正极。实验结论:化学反应中得电子发生了移动，形成了电流。
对比实验1：
实验装置实验现象解释或电极反应式
电流计指针
电流计指针
实验结论：形成原电池，必须发生反应.
对比实验２:
实验装置实验现象解释或电极反应式
电流计指针
电流计指针
实验结论：形成原电池,两电极必须插入溶液中。实验装置实验现象解释及电极反应式
电流计指针
电流计指针
实验结论：形成原电池,必须有两个得电极。
实验装置实验现象解释
电流计指针
电流计指针
实验结论:形成原电池,必须形成.
形成原电池必须具备哪些条件？
三、探究原电池得设计
1、利用所给得材料,请同学们尝试设计自己得原电池。
方式：最好先独立设计，并动手试验，边做边改进,也可与邻座同学正极负极电解质溶液
提示：1、注意观察音乐卡正负极得位置,并与原电池得正负极对应连接；
２、可直接用导线一端得夹子夹住或接触音乐卡正负极;
3、因电流太弱,需把2个原电池进行串联。
原电池电动势的测定与应用物化实验报告
原电池电动势的测定及热力学函数的测定 一、实验目的 1) 掌握电位差计的测量原理和测量电池电动势的方法； 2) 掌握电动势法测定化学反应热力学函数变化值的有关原理和方法； 3) 加深对可逆电池，可逆电极、盐桥等概念的理解； 4) 了解可逆电池电动势测定的应用； 5) 根据可逆热力学体系的要求设计可逆电池，测定其在不同温度下的电动势值，计算电池 反应的热力学函数△G 、△S 、△H 。 二、实验原理 1．用对消法测定原电池电动势： 原电池电动势不能能用伏特计直接测量，因为电池与伏特计连接后有电流通过，就会在电极上发生生极化，结果使电极偏离平衡状态。另外，电池本身有阻，所以伏特计测得的只是不可逆电池的端电压。而测量可逆电池的电动势，只能在无电流通过电池的情况下进行，因此，采用对消法。对消法是在待测电池上并联一个大小相等、方向相反的外加电源，这样待测电池中没有电流通过，外加电源的大小即等于待测电池的电动势。 2．电池电动势测定原理： Hg | Hg 2Cl 2(s) | KCl( 饱和 ) | | AgNO 3 (0.02 mol/L) | Ag 根据电极电位的能斯特公式，正极银电极的电极电位： 其中)25(00097.0799.0Ag /Ag --=+ t ?；而+ ++-=Ag Ag /Ag Ag /Ag 1 ln a F RT ?? 负极饱和甘汞电极电位因其氯离子浓度在一定温度下是个定值，故其电极电位只与温度有关，其关系式： φ饱和甘汞 = 0.2415 - 0.00065(t – 25) 而电池电动势 饱和甘汞理论—??+=Ag /Ag E ；可以算出该电池电动势的理论值。与测定值 比较即可。 3．电动势法测定化学反应的△G 、△H 和△S ： 如果原电池进行的化学反应是可逆的，且电池在可逆条件下工作，则此电池反应在定温定压
原电池电动势的测定实验报告
实验九 原电池电动势的测定及应用 一、实验目的 1．测定Cu -Zn 电池的电动势和Cu 、Zn 电极的电极电势。 2．学会几种电极的制备和处理方法。 3．掌握SDC -Ⅲ数字电位差计的测量原理和正确的使用方法。 二、实验原理 电池由正、负两极组成。电池在放电过程中，正极起还原反应，负极起氧化反应，电池内部还可以发生其它反应，电池反应是电池中所有反应的总和。 电池除可用来提供电能外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。从化学热力学知道，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系： G nFE ?=- （9-1） 式中G ?是电池反应的吉布斯自由能增量；n 为电极反应中得失电子的数目；F 为法拉第常数（其数值为965001C mol -?）；E 为电池的电动势。所以测出该电池的电动势E 后，进而又可求出其它热力学函数。但必须注意，测定电池电动势时，首先要求电池反应本身是可逆的，可逆电池应满足如下条件： (1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆； (2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界； (3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，亦即允许通过电池的电流为无限小。 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。 在进行电池电动势测量时，为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，采用电位计测量。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和，如能测定出两个电极的电势，就
可计算得到由它们组成的电池的电动势。由（9-1）式可推导出电池的电动势以及电极电势的表达式。下面以铜-锌电池为例进行分析。电池表示式为： 4142()()()()Zn s ZnSO m CuSO m Cu s |||| 符号“｜”代表固相（Zn 或Cu ）和液相（4ZnSO 或4CuSO ）两相界面；“‖”代表连通两个液相的“盐桥”；1m 和2m 分别为4ZnSO 和4CuSO 的质量摩尔浓度。 当电池放电时， 负极起氧化反应： { }22() ()2Zn Zn s Zn a e ++-+ 正极起还原反应： 22()2()Cu Cu a e Cu s ++-+ 电池总反应为： 2222()()()()Cu Zn Zn s Cu a Zn a Cu s ++++++ 电池反应的吉布斯自由能变化值为： 22ln Cu Zn Zn Cu a a G G RT a a ++?=?- （9-2） 上述式中G ?为标准态时自由能的变化值；a 为物质的活度，纯固体物质的活度等于1，即1Cu Zn a a ==。而在标态时，221Cu Zn a a ++==，则有： G G nFE ?=?=- （9-3） 式中E 为电池的标准电动势。由（9-1）至（9-1）式可得： 22ln Zn Cu a RT E E nF a + + =- （9-4） 对于任一电池，其电动势等于两个电极电势之差值，其计算式为： E ??+-=- （9-5） 对铜-锌电池而言 22,1 ln 2Cu Cu Cu RT F a ??+ + += - （9-6） 22,1 ln 2Zn Zn Zn RT F a ??+ + -= - （9-7） 式中2,Cu Cu ? +和2,Zn Zn ?+是当221Cu Zn a a ++==时，铜电极和锌电极的标准电极电势。 对于单个离子，其活度是无法测定的，但强电解质的活度与物质的平均质量摩尔浓度和
《原电池》教学案例与反思.doc
四、教学准备 实验准备: 铜片、铁片、锌片、碳棒、干电池、稀硫酸、硫酸铜溶液、无水 电流计， 乙醇、蒸傕水、导线、烧杯、型料棒、葡萄（或小西红柿等水果）。 投影仪、幻灯片、制作铜锌原电池工作原理的模拟动画（多媒体放映设备） 教具准备： 实验室的布置：将桌椅妥善安排，以便各个小组的四位成员开展小组讨论和合作实验。 《原电池》教学案例与反思 案例部分： 一、 教材分析 《原电池》这节教材以学生熟悉的实验（金属与酸反应）为基础，从能量转化角度来 引出这种实现化学能转化为电能的装置——原电池装置。根据此原电池原理制成的各种电 池在现代工农业生产、科学实验、廿常生活中存在广泛的应用，进一步挖掘原电池原理和 组成条件，来解决金属的腐蚀和防护的重要意义。教材紧密联系生活实际，以激发学生学 习化学兴趣，更重要的是启发学生运用己学化学知识解决实际问题，从而培养学生的创新 精神。 二、 教学目标 1.知识与技能目标：使学生理解原电池原理，掌握构成原电池条件，能正确判断电池 的正负极以及书写半电极反应式。 2. 过程与方法目标：培养学生的实验操作能力、观察能力、科学的学习方法和培养学 生创造性思维与探究能力，以及提出问题、分析问题、解决问题的能力。 3. 情感态度与价值观目标：通过学生小组探究实验活动，培养学生自主探索创新精神 和同学间的交流合作学习的协作精神。 三、 设计思路 实验引入：两种金属靠在一起放到酸中的异常现象，引导学生开展第一个探究性实验: 铜线上气泡是如何形成的？设计实验实现化学能到电能的转化？学生通过阅读课本得到 启发，设计、动手实验探讨原电池原理。然后开展第二个探究性实验：通过提供材料，让 学生设计实验方案，分组讨论、得出最佳方案，实验探讨构成原电池的条件。最后开展第 三个探究性实验：利用所学知识，根据现有材料，制作水果电池，让学生体验学习化学乐 趣。 具体流程如下： 教师 学生
原电池电动势的测定实验报告
实验九原电池电动势的测定及应用 一、实验目的 1．测定Cu-Zn电池的电动势和Cu、Zn电极的电极电势。 2．学会几种电极的制备和处理方法。 3．掌握SDC-Ⅲ数字电位差计的测量原理和正确的使用方法。 二、实验原理 电池由正、负两极组成。电池在放电过程中，正极起还原反应，负极起氧化反应，电池内部还可以发生其它反应，电池反应是电池中所有反应的总和。 电池除可用来提供电能外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。从化学热力学知道，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系： G nFE ?=-（9-1） 式中G ?是电池反应的吉布斯自由能增量；n为电极反应中得失电子的数目；F为法拉第常数（其数值为965001 ?）；E为电池的电动势。所以测出该电池的电动势E后，进而 C mol- 又可求出其它热力学函数。但必须注意，测定电池电动势时，首先要求电池反应本身是可逆的，可逆电池应满足如下条件： (1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆； (2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界； (3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，亦即允许通过电池的电流为无限小。 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。 在进行电池电动势测量时，为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，采用电位计 测量。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和，如能测定出两个电极的电势，就
可计算得到由它们组成的电池的电动势。由（9-1）式可推导出电池的电动势以及电极电势的表达式。下面以铜-锌电池为例进行分析。电池表示式为： 4142()()()()Zn s ZnSO m CuSO m Cu s |||| 符号“｜”代表固相（Zn 或Cu ）和液相（4ZnSO 或4CuSO ）两相界面；“‖”代表连通两个液相的“盐桥”；1m 和2m 分别为4ZnSO 和4CuSO 的质量摩尔浓度。 当电池放电时， 负极起氧化反应： { }22()()2Zn Zn s Zn a e ++ - + 正极起还原反应： 22()2()C u C u a e C u s + +- + 电池总反应为： 2222()()()()C u Zn Zn s C u a Zn a C u s ++++ ++ 电池反应的吉布斯自由能变化值为： 22ln C u Zn Zn C u a a G G RT a a ++?=?- （9-2） 上述式中G ? 为标准态时自由能的变化值；a 为物质的活度，纯固体物质的活度等于1，即1Cu Zn a a ==。而在标态时，221C u Zn a a + +==，则有： G G nFE ?=?=- （9-3） 式中E 为电池的标准电动势。由（9-1）至（9-1）式可得： 22ln Zn C u a R T E E nF a ++ =- （9-4） 对于任一电池，其电动势等于两个电极电势之差值，其计算式为： E ??+-=- （9-5） 对铜-锌电池而言 22,1ln 2C u C u C u RT F a ??+ ++=- （9-6） 22,1ln 2Zn Zn Zn RT F a ??+ + -=- （9-7） 式中2,Cu Cu ?+ 和2,Zn Zn ?+ 是当221C u Zn a a + +==时，铜电极和锌电极的标准电极电势。 对于单个离子，其活度是无法测定的，但强电解质的活度与物质的平均质量摩尔浓度和
《原电池原理及其应用》第一课时教学案例
《原电池原理及其应用》第一课时教学案例 刘成稳 湖北省汉川高中431600 一、教材分析 本节内容是电化学中的重要知识。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。第一课时的主要内容有：原电池的原理、原电池正负极的确定、组成原电池的条件。原电池原理和组成条件是本节课的重点，原电池原理是本节课的难点。 本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的探究教学思想内涵。首先，新课引入的两个演示实验为探究教学创设了问题情景，当学生观察到“铜片上产生气泡”这一反常的实验现象，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；紧接着，通过（4-15）演示实验为学生提供“实证性”材料，学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个讨论题，让学生自己归纳“组成原电池的条件”。同时，课本后面的“家庭小实验——水果电池”，习题中的“用铜、银和硝酸银溶液设计一个原电池”都是本课时探究教学内容的应用和延伸。 二、学生学习情况分析 为了更好地实施探究教学，激发学生的兴趣，增强学生的记忆，还需对本节教材内容作必要的处理和补充。 ⑴变教材中的教师演示实验为学生动手实验。这样不仅使学生观察到明显的现象，还能使学生直接参与知识的获得过程，获得直接的体验。 ⑵对于原电池正负极的判断，教材是以叙述的形式提出的，这不利于学生对概念的理解和记忆。可以利用一节干电池让学生自己设计实验得出结论。这比直接提出正负极的判断方法更有利于启发学生的思维，提高学生的实验设计能力。 ⑶教材中“组成原电池的条件”这一个讨论题，问题过于空泛，考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强，单纯的讨论可能会无从谈起，因此教学中设计了一组学生实验习题（以教材后面的一个习题为蓝本），让学生通过实验获得直接经验，再通过对比分析，归纳出规律，最终得出组成原电池的四个必要条件。 ⑷将课本后面的家庭小实验——水果电池，移到探讨“组成原电池的条件”的课堂教学中，不仅能帮助同学理解组成原电池的其中一个必要条件——电解质溶液，而且能达到学以致用，使学生觉得化学就在我们的身边，从而激发学生学习兴趣，启迪学生思维。 ⑸在完成上述内容后，可以让学生自己设计一个原电池，将刚学的内容进行应用和巩固，有利于培养学生的知识迁移能力和发散思维能力。 这样处理教材内容后，教学就可能按照“设置问题情景——学生提出问题——进行假设和推理——通过实验验证——得出相关结论——引发新的问题情景——提出新问题——实验提供直接经验——对比分析，总结规律——应用原理、规律”的程序进行。 三、教学设计思想 指导思想：以学生为主体，让学生自主地参与知识的获得过程，并给学生充分的表达自己想法的机会。 学生初次接触电化学知识，对原电池的工作原理有神秘感和探索欲望。要充分利用学生的好奇心和求知欲，设计层层实验和问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论
高一化学原电池练习题及答案
高一化学原电池练习题及答案 班级姓名学号 1．下列关于原电池的叙述中，正确的是 A. 原电池中，正极就是阳极，负极就是阴极 B. 形成原电池时，在负极上发生氧化反应 C. 原电池工作时，溶液中的阳离子向负极移动 D. 电子从负极流向正极 2．下列关于原电池的叙述正确的是 A. 构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 D. Mg片上有气泡产生 6．下列事实能说明Al的金属活动性比Cu强的是 A、常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到氢氧化钠溶液中 B、常温下将铝和铜用导线连接组成原电池放入到稀盐酸溶液中 C、与氯气反应时，铝失去3个电子，而铜失去2个电子 D、常温下，铝在浓硝酸中钝化而铜不发生钝化 7．有A、B、C、D四种金属，当A、B组成原电池时，电子流动方向A →B ；当A、D组成原电池时，A为正极；B 与E构成原电池时，电极反应式为：E2-+2e-=E，B-2e-=B2+则A、B、D、E金属性由强到弱的顺序为 A、A﹥B﹥E﹥D B、A﹥B﹥D﹥E C、D﹥E﹥A﹥B D、D﹥A ﹥B﹥E．原电池的正负极的判断： ①由组成原电池的两极材料判断。一般是的金属为负极，活泼性的金属或能的非金属为正极。
②根据电流方向或电子流动方向判断。电流是由流向；电子流动方向是由极流向极。 ③根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是极，阴离子移向的极为极。 是 9．______极，发生1011 34．将表面已完全钝化的铝条，插入下列溶液中，不会发生反应的是 A．稀硝酸 B．硝酸铜 C．稀盐酸 D．氢氧化钠 35．下列物质的组合，不属于铝热剂的是 A.FeO＋Al B.Mg＋Al2O C.Al＋V2O D.Al＋Cr2O3 36．下列金属冶炼的反应原理，错误的是 高一化学《原电池》专项练习 1. 下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生氢气 2. 如下图，下列装置属于原电池的是 3. 关于原电池的叙述中正确的是 A．构成原电池的电极是两种不同的金属B．原电池是将化学能转化为电能的装置 C．原电池负极发生的电极反应是还原反应 D．原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此
原电池电动势的测定实验报告
实验九 原电池电动势的测定及应用 一、实验目的 1．测定Cu -Zn 电池的电动势和Cu 、Zn 电极的电极电势。 2．学会几种电极的制备和处理方法。 3．掌握数字电位差计的测量原理和正确的使用方法。 二、实验原理 电池由正、负两极组成.电池在放电过程中，正极起还原反应,负极起氧化反应,电池内部还可以发生其它反应，电池反应是电池中所有反应的总和。 电池除可用来提供电能外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。从化学热力学知道，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系: G nFE ?=- (9-1） 式中G ?是电池反应的吉布斯自由能增量;n 为电极反应中得失电子的数目；F 为法拉第常数（其数值为965001C mol -?）；E 为电池的电动势。所以测出该电池的电动势E 后,进而又可求出其它热力学函数。但必须注意，测定电池电动势时，首先要求电池反应本身是可逆的,可逆电池应满足如下条件： (1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆; (2）电池中不允许存在任何不可逆的液接界； (3）电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行,亦即允许通过电池的电流为无限小. 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件,在精确度不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。 在进行电池电动势测量时,为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，采用电位计测量.原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和,如能测定出两个电极的电势，就可计算得到由它们组成的电池的电动势。由（9-1)式可推导出电池的电动势以及电极电势的表达式。下面以铜-锌电池为例进行分析。电池表示式为： 4142()()()()Zn s ZnSO m CuSO m Cu s ||||
原电池原理及其应用
第四节 原电池原理及其应用 教学目的： 1、 使学生理解原电池原理； 2、 常识性介绍日常生活中常用的化学电源和新型化学电池； 3、 使学生了解金属的电化腐蚀 教学重点：原电池的原理 教学难点：金属的电化腐蚀 教学方法：实验探究法 教学用品：铁丝、铜丝、锌片、铜片、稀硫酸、导线、烧杯、电流计 教学过程： 第一课时 [引言] 前几节我们学习了有关金属的知识，了解了铁和铜的性质。铁是比较活泼的金属，能溶于稀硫酸，铜是不活泼的金属，不溶于稀硫酸。如果我们同时将铁和铜连在一起，同时放到稀硫酸中，会发生什么现象呢？下面我们做这个实验。 [提问] 大家看到了什么现象？ [讲述] 把铁线和铜丝的上端连在一起，放入稀硫酸中，在金属丝中有电子流动，构成了一个小电池，我们叫它原电池。下面我们就来研究原电池的原理及其应用。 [板书] 第四节 原电池原理及其应用 一、原电池 [讲述] 实验结果表明，导线中有电流通过，电流是如何产生的呢？ [学生讨论] [板书] 锌片 Zn —2e -==Zn 2+ (氧化反应) 铜片 2H ++2e -==H 2 （还原反应） 电子由锌片经导线流向铜片 [讲述] 我们知道，物质发生反应时，常伴有化学能与热能、光能等的相互转化。例如，镁条在空气中燃烧的化学反应，伴有放热、发光等现象。这说明化学能转变为热能和光能。那么，我们做的这个实验是化学能转变为哪种能呢？ [学生回答] [教师总结] 这种化学能转变为电能的装置叫原电池。 [板书] 原电池的定义：化学能转变为电能的装置。 [讲述] 这一现象早在1799年被意大利的物理学家伏打扑捉到并加以研究，发明了世界上第一个原电池---------伏打电池，即原电池。 [引导思考] 原电池的两极材料如何选择呢？ [ 讲述] 下面我们再做几个实验共同探讨一下原电池的组成条件和原理 Z n C Z u F C 稀硫酸 C u SO 4溶液 稀硫酸 A B C D
(word完整版)高中化学教学案例分析
高中化学教学案例分析《原电池》课堂教学设计 高三化学孙永平 1、分析本节内容的地位和作用 本节内容为高中化学新课程(人教版)选修4的第四章电化学的重要内容之一。该内容学生在必修2已有一定的了解，本节是该内容的加深，主要是增加了一个盐桥内容。掌握本节知识，对指导学生了解生活中电池使用原理、金属腐蚀和防护，研究探索发明新电池有重要意义。 2、了解学情底码 已有基础：对原电池原理有初步认识；具有一定的实验探究能力。 局限认识：氧化剂和还原剂只有接触才可能发生氧化还原反应。 发展方向：通过实验活动对原电池原理形成完整认识，提高探索解决问题的能力。 3、明确教学目标 知识与技能：深入了解原电池的工作原理。对原电池的形成条件有更完整的认识。学会书写电极反应式和电池总反应。能根据反应设计简单的原电池。 电池的设计活动，感悟科学探究的思路和方法，进一步体会过程与方法：通过Pb-CuSO 4 控制变量在科学探究中的应用。 情感态度与价值观：通过设计原电池，激发学生学习兴趣，感受原电池原理应用于化学电源开发的关键作用。 4、研究教学重点和难点 教学重点：原电池工作原理和形成条件 教学难点：氧化还原反应完全分开在两极（两池）发生及盐桥的作用。 5、确定教学方式与教学手段 以“教师启发引导，学生实验探究，自主分析设计”的学习方式学习。在教师引导下，通过学生不断深入认识原电池原理和形成条件，最终实现知识和能力上的跨越。 6、教学设计过程和意图 （1）情境导课：让学生举一些手机、电子表等新型电池例子。联系生活，吸引学生注意力，唤起学生学习欲望。 （2）回顾原电池：复习基本概念，温故而知新。 学生回忆原电池的有关内容，调动学生思考，回忆概念为后期探究作准备。
原电池改进
对锌铜硫酸原电池实验的探究 [摘要] 首先按课本上的操作步骤向学生演示高中化学课本必修2，第40页２-4实验，然后对该实验的成败进行了深入的分析，并把该实验分成了七步来探究，同时对实验效果、优缺点作出一定的评价，最后进行了总结。 [关键词]原电池实验探究 我向学生演示高中化学课本必修2，第40页２-4实验，如图所示，观察到的实验现象是:铜片上产生很少气泡, 甚至没有气泡产生，锌片不断溶解并产生大量 气泡，电流表指针发生偏转。虽然有电流产生， 形成了原电池，但铜片上的气泡太少，而锌片 上的气泡太多。我向学生分析原电池的工作原理时，由于实验现象达不到理想的效果，缺乏实验说服力，我讲得牵强，学生听得模糊，影响了学生理解原电池原理，教学效果多多少少受到了影响，显然就不是一节满意的课。我带着疑问对该实验进行了深入的研究，同时做了一些实验尝试，下面就是我对该实验的探究过程。 一、先后分别把铜片和锌片插入盛有稀硫酸的烧杯中，铜片上无任何实验现象，锌片不断溶解并产生大量气泡，电流表指针都没有偏转，说明没有形成原电池，没有电流产生。二、将锌片和铜片用导线连接，导线中间接入一个电流表，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，铜片上产生很少气泡,甚至没有气泡产生，锌片不断溶解并产生大量气泡，电流表指针发生偏转，形成了原电池，产生了电流，但铜片上
的现象不明显。三、用导线将锌片和铜片直接连接，不用电流表，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，铜片上产生较多气泡。因为没有使用电流表，电阻变小，铜片上产生气泡较明显，但学生观察时很有可能受到锌片上大量气泡的干扰。四、用导线将锌片和粗铜丝直接连接，也不用电流表，插入盛有稀硫酸的U型管中，如图所示，铜丝上产生 大量气泡。使用U型管来做实验的优点是有利于学生 观察铜上的气泡，不受锌上气泡的干扰，再说粗铜丝 上产生的气泡比铜片上的气泡集中一些，也有利于学 生观察气泡的产生。五、适当降低锌铜硫酸原电池中硫酸的浓度，采用5％-10％的稀硫酸作电解质溶液，用纯度高、表面光滑的锌片作负极，发现锌片上的气泡减少了，这说明了锌片上气泡的多少跟硫酸的浓度、锌片的纯度以及其表面光滑的程度有关系，锌片越纯、越光滑、硫酸适当稀，锌片上的气泡相对就越少，铜片上的气泡就越多。 六、用硫酸清洗锌片表面，再把锌片浸入硝酸汞稀溶液中，使之汞齐化，（时间不要过长），然后将汞齐化的锌片作为原电池的负极，则会观察到在负极锌片上产生的气泡很少，因为氢在汞上的超电势较大，不会释放出氢气。 七、在两个烧杯中分别放锌片和锌盐溶液、铜片和稀硫酸，将两 个烧杯中的溶液用一个装满饱和电解质溶液 的盐桥连接起来，如充满饱和KCl溶液的琼脂， 再用导线将锌片和铜片联接，并在导线中串联 一个电流表（或发光二极管），如右图所示，
原电池实验报告.doc
word 文档可编辑 探究原电池的工作原理及原电池的设计 【实验目的】 理解原电池原理，掌握原电池的构成条件，会进行简单的原电池设计。 【实验原理】 原电池是将化学能直接转化为电能的装置， 自发的氧化还原反应可设计成原电池 【实验用品】铅笔芯、Cu 片、铁钉、Zn 片、电流计、导线、 稀H 2SO 4、酒精、CuS04溶液、西红柿2个、 【实验过程】 」、探究原电池的工作原理 _______ 失去电子变为离子进入溶液， _______ 在Cu 片上得到电子变为单质析出 电子由 流经 到达 __________ 为负极， _________ 为正极。 实验结论：化学反应中的电子发生了 移动，形成了电流。 实验操作 实验现象 解释或方程式 I P 稀 Zn 片: Cu 片: Cu 片: 电流计:
实验现象 解释或电极反应式 word 文档可编辑 二、探究原电池的构成条件 对比实验1: 实验装置 tag 二 J_J"匚二 J -B T"!_IC^i . ? Il/o* 实验结论：形成原电池，必须发生 _________________________ 反应 对比实验2： 电流计指针 _____________ 实验装置 r~?^\ 实验现象 解释或电极反应式 OiSDi 弱 jft 电流计指针 ____________ 电流计指针 ____________ 电流计指针 _____________
实验装置 实验现象 解释及电极反应式 word 文档可编辑 对比实验 3: 电流计指针 _____________ 电流计指针 _____________ 实验结论：形成原电池，必须有两个 的电极
原电池原理及其应用
【基础知识精讲】 装詈特点：化学能转化趟能 严两个活泼性不同的电极 形成条件彳②电解质涪液 〔0)形成闭合回路 先色沿寻绞悔必育电矗产韭 加 Se-Zn^T I SW.反网」匝 K 析氢 腐、蚀 L 吸氧腐蚀 「斑变金属的內部组织结构 ②在金属裹面霍盖保护层 I ③电化学保护法 以铜锌原电池为例，理解原电池的工作原理：负极发生氧化反应，正极发生还原反应 紧抓这个基本原理去解决各种类型的原电池问题 ^ 【重点难点解析】 重点：①原电池原理； ②金属的腐蚀原理与防护? 难点：金属的电化学腐蚀与防护? 1. 正确判定原电池 2. 原电池正极和负极的确定 (1) 由两极的相对活泼性确定? (2) 由电极现象确定.通常情况下，在原电池中某一电极若不断溶解或质量不断减少， 该 电极发生氧化反应， 此为原电池的负极； 若原电池中某一电极上有气体生成， 电极的质量不 断增加或不变，该电极发生还原反应，此为原电池的正极 3. 原电池工作原理：以 Cu-Zn 原电池为例. 学科：化学 教学内容：原电池原理及其应用 r 金属腐蚀 L 化学腐蚀 电化腐蚀 匕钢铁腐蚀 '主曼应用〈 I 防护方法T 厂沪2e-Hj A 千 ti rJ i
负极（锌板）：Zn-2e=Zn 2+ 被氧化，锌板不断溶解； 正极（铜板）：2H+2e=Hf 被还原，表面置出气泡. 电子流动方向：负极（Zn ）经导线正极（Cu ）. Cu-Zn 原电池发生的总反应跟锌和酸的反应是一致的，但电子却经外接导线发生迁移， 形成持续 的电流，使化学能转化为电能 ? 构成原电池的反应必须能自发地进行氧化还原反应 ?从理论上讲，任何一个氧化还原反 应都可设计成原电池， 只不过要求氧化反应和还原反应必须在两极上分别进行， 使与两极连 接的导线里，产生持续电流 ? 【难题巧解点拨】 例1 ：把a,b,c,d4 块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池 .若a,b 相连时， a 为负极；c,d 相连时，d 上产生大量气泡；a ，c 相连时，电流由c 经导线流向a ； b 、d 相 连时，电子由d 经导线流向b ，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为 （） A.a > b > c >d B.a > c > d > b C.c >a > b > d D.b > d > c > a 分析：根据原电池原理，较活泼的金属为负极，被氧化溶解； 相对不活泼的金属为 正极，冒气泡或析出金属?电子由负极经外电路流向正极，电流方向与电子方向相反等进行 分析：根据构成原电池的条件必须同时满足： （1）要有活泼性不同的两个电极 .（2）要 有 电解质溶液.（3）要有导线，能形成闭合回路? 用此条件进行判断：在 A 中两个电极的金属相同，不符合条件，在 （D ）中没有电解质溶 液，乙醇是非电解质.故只有B C 符合条件 答案：BC 例3:银锌电池是广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可表示为: 2Ag+Z n( 0H)2 三 Ag 2O+Zn+2HO 此电池放电时， 负极上发生反应的物质是 () A.Ag B.Z n(0H)2 C.Ag 2O D.Z n 分析：根据原电池工作原理，负极上发生氧化反应 .元素化合价会升高，所以在放电过 程中被氧化的是 Zn,即Zn 为负极. 答案：为D 【命题趋势分析】 常考知识点： 1. 原电池的概念、工作原理 2. 电极反应和电池反应 乙醉 E A 山嵐礙液 C
高中化学原电池教学设计案例(武汉韩金山)
《原电池》教学设计案例 武汉市第十二中学韩金山 一、设计思想 “高中化学课程应有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法，加深对科学本质的认识，增强创新精神和实践能力”，新的普通高中化学课程标准要求教师必须更新原有的教育观念、教育模式和教学方法，注重高中化学教学中的“引导—探究—发现”教学模式的实施，培养具有独立思考能力以及强烈的创新意识等综合素质的人才。 “发现法”作为一种教学方式，无论是教学过程，还是教学目标，更多关注的是学生的学，这种意义下的“发现学习”，以学生的自主探索、合作学习、科学探究为主要特征，学习过程中，学生在原有的认知基础上，其元认知、动机、行为都能得到积极有效的参与。本堂课教学设计充分体现“发现式”课堂教学模式。 二、教材分析 本册教科书的主要任务是带领学生学习化学反应的基本原理，认识化学反应中能量转化的基本规律，了解化学反应原理在生产、生活和科学研究中的应用。而本节内容则以必修II第二章第二节《化学能与电能》所涉及的原电池常识为基础，通过进一步分析原电池的组成和探究其中的原理，引出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念，恰能很好地全面体现本册教材的目标特点。同时教师还须把握好教学深度，只要求学生能写出相关的电极反应式和电池反应式，对化学的研究和应用只需有一个概貌性的认识即可。 三、学情分析 这一节内容是以必修II第二章第二节“化学能与电能”为基础，是对必修II基础的加深和提高，在化学必修II中，学生对于原电池已经学习了相关的知识，只是很浅显，只是要求能够举例说明原电池中化学能和电能的转化关系及其应用，而在选修IV中则应使学生从微观层面对原电池和原电池的原理有个更加深刻的认识和理解。 四、三维目标 ●知识与技能： 1．使学生进一步认识原电池，理解原电池原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式。 2．会设计简单的原电池。 ●过程与方法： 1．通过生活情境的创设，认识到电及电池对现代人类生活的不可替代作用。 2．通过实验探究认识盐桥的作用，进而深入理解原电池的结构和工作原理，增长实验操作的技能。 3．通过讨论、探究与归纳，掌握原电池的结构和工作原理，知道半电池、内电路、外电路等概念。 ●情感态度与价值观： 通过质疑、提问、假设、验证等系列的探究活动，体验其中的困惑与快乐，强化科学探究的意识和方法，培养科学
实验一原电池电动势测定
实验一 原电池电动势的测定及应用 一、实验目的 1．测定Cu -Zn 电池的电动势和Cu 、Zn 电极的电极电势。 2．学会几种电极的制备和处理方法。 3．掌握SDC -Ⅲ数字电位差计的测量原理和正确的使用方法。 二、实验原理 原电池由正、负两极和电解质组成。电池在放电过程中，正极起还原反应，负极起氧化反应，电池内部还可以发生其它反应，电池反应是电池中所有反应的总和。 电池除可用来提供电能外，还可用它来研究构成此电池的化学反应的热力学性质。从化学热力学知道，在恒温、恒压、可逆条件下，电池反应有以下关系： G nFE ?=- （9-1） 式中G ?是电池反应的吉布斯自由能增量；n 为电极反应中得失电子的数目；F 为法拉第常数（其数值为965001C mol -?）；E 为电池的电动势。所以测出该电池的电动势E 后，进而又可求出其它热力学函数。但必须注意，测定电池电动势时，首先要求电池反应本身是可逆的，可逆电池应满足如下条件： (1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆； (2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界； (3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，亦即允许通过电池的电流为无限小。 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，常用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位。 在进行电池电动势测量时，为了使电池反应在接近热力学可逆条件下进行，采用电位计测量。原电池电动势主要是两个电极的电极电势的代数和，如能测定出两个电极的电势，就可计算得到由它们组成的电池的电动势。由（9-1）式可推导出电池的电动势以及电极电势的表达式。下面以铜-锌电池为例进行分析。电池表示式为： 符号“｜”代表固相（Zn 或Cu ）和液相（4ZnSO 或4CuSO ）两相界面；“‖”
2021届高考化学一轮复习专项测试：专题十二 考点一 原电池原理及其应用 (3)
2021届高考化学一轮复习专项测试专题十二 考点一原电池原理及其应用（3） 1、将反应2Al＋6H＋=2Al3＋＋3H2↑的化学能转化为电能，能达到目的的是( ) 2、人工光合系统装置（如图）可实现以CO2和H2O合成CH4。下列说法不正确的是( ) A．该装置为原电池，且铜为正极 B．电池工作时，H+向Cu电极移动 C．GaN电极表面的电极反应式为：2H2O－4e-=O2+4H+ D．反应CO2+2H2O 光照CH4+2O2中每消耗1mol CO2转移4mol e- 3、某同学按下图所示的装置进行实验。A、B为两种常见金属，它们的硫酸盐可溶于水，当 SO从右向左通过交换膜移向A极。下列分析正确的是( ) K闭合时，2- 4
A. 溶液中c (2A ＋)减小 B. B 极的电极反应：2B 2e =B －＋－ C. Y 电极上有2H 产生，发生还原反应 D. 反应初期，X 电极周围出现白色胶状沉淀 4、由W 、X 、Y 、Z 四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是( ) 装置 现象 金属W 不断溶解 Y 的质量增加 W 上有气体产生 A.装置甲中W 作原电池负极 B.装置乙中Y 电极上的反应式为2+-Cu +2e =Cu C.装置丙中电流由Z 流向W D.四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>X>Y 5、流动电池是一种新型电池。其主要特点是可以通过电解质溶液的循环流动，在电池外部调节电解质溶液，以保持电池内部电极周围溶液浓度的稳定。北京化工大学新开发的一种流动电池如图所示，电池总反应为Cu ＋PbO 2＋2H 2SO 4=CuSO 4＋PbSO 4＋2H 2O 。下列说法不正确的是( )
高二化学 原电池的工作原理教学案
Cu 福建省漳州市芗城中学高二化学 原电池的工作原理教案 【知识与技能目标】 了解原电池的工作原理，能写出其电极反应和电池反应方程式。 【过程与方法目标】 通过进行化学能转化为电能的探究活动，体验原电池的工作原理，熟练书写电极反应和电池反应方程式。 【情感态度与价值观目标】 通过化学能与电能相互转化关系的学习，使学生从能量的角度比较深刻地了解化学科学对人类的贡献，体会能量守恒的意义。学会利用能源与创造新能源的思路和方法，提高环保意识和节能意识。 【教学重点】 了解原电池的工作原理，能够写出电极反应式和电池反应方程式。 【教学难点】 原电池的工作原理，从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。 课时安排：2课时 【教学过程】 【引入】 电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……这一切都依赖于电池的应用。那么，电池是怎样把化学能转变为电能的呢？我们这节课来一起复习一下有关原电池的相关内容。 【板书】原电池的工作原理 一、原电池实验探究 讲：铜片、锌片、硫酸都是同学们很熟悉的物质，利用这三种物质我们再现了1799年意大利物理学家——伏打留给我们的历史闪光点！ 【实验探究】(铜锌原电池) 【问题探究】 1. 锌片和铜片分别插入稀硫酸中有什么现象发生？ 2. 锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，现象又怎样？为什么？ 3. 锌片的质量有无变化？溶液中c (H+)如何变化？ 4. 锌片和铜片上变化的反应式怎样书写？ 5. 电子流动的方向如何？ 讲：我们发现检流计指针偏转，说明产生了电流，这样的装置架起了化学能转化为电能的桥梁，这就是生活中提供电能的所有电池的开山鼻祖——原电池。 【板书】 （1）原电池概念：学能转化为电能的装置叫做原电池。 问：在原电池装置中只能发生怎样的化学变化？ 学生：Zn+2H+=Zn2++H2↑
【实验报告】原电池电动势的测定实验报告
原电池电动势的测定实验报告 实验目的 1.掌握可逆电池电动势的测量原理和电位差计的操作技术 2.学会几种电极和盐桥的制备方法 3.学会测定原电池电动势并计算相关的电极电势 实验原理 凡是能使化学能转变为电能的装置都称之为电池(或原电池)。 可逆电池应满足如下条件: (1)电池反应可逆，亦即电池电极反应可逆;(2)电池中不允许存在任何不可逆的液接界;(3)电池必须在可逆的情况下工作，即充放电过程必须在平衡态下进行，即测量时通过电池的电流应为无限小。 因此在制备可逆电池、测定可逆电池的电动势时应符合上述条件，在精确度不高的测量中，用正负离子迁移数比较接近的盐类构成“盐桥”来消除液接电位;用电位差计测量电动势可满足通过电池电流为无限小的条件。电位差计测定电动势的原理称为对消法，可使测定时流过电池的电流接近无限小，从而可以准确地测定电池的电动势。 可逆电池的电动势可看作正、负两个电极的电势之差。设正极电势为φ+，负极电势为φ-，则电池电动势E = φ+ - φ- 。 电极电势的绝对值无法测定，手册上所列的电极电势均为相对电极电势，即以标准氢电极作为标准，规定其电极电势为零。将标准氢电极与待测电极组成电池，所测电池电动势就是待测电极的电极电势。由于氢电极使用不便，常
用另外一些易制备、电极电势稳定的电极作为参比电极。常用的参比电极有甘汞电极、银-氯化银电极等。这些电极与标准氢电极比较而得的电势已精确测出，具体的电极电位可参考相关文献资料。 以饱和甘汞电极与铜/硫酸铜电极或锌/硫酸锌电极组成电池，测定电池的电动势，根据甘汞电极的电极电势，可推得这两个电极的电极电势。 仪器和试剂 SDC-II型数字式电子电位差计，铜电极，锌电极，饱和甘汞电极，0.1 mol?L-1 CuSO4 溶液，0.1 mol?L-1 ZnSO4 溶液，饱和KCl 溶液。 实验步骤 1. 记录室温，打开SDC-II型数字式电子电位差计预热5 分钟。将测定旋钮旋到“内标”档，用1.00000 V电压进行“采零”。 2. 电极制备：先把锌片和铜片用抛光砂纸轻轻擦亮，去掉氧化层，然后用水、蒸馏水洗净，制成极片。 3. 半电池的制作：向两个50 mL 烧杯中分别加入1/2 杯深0.1000 mol?L-1 CuSO4 溶液和0.1000 mol?L-1 ZnSO4 溶液，再电极插入电极管，打开夹在乳胶管上的弹簧夹，将电极管的尖嘴插入溶液中，用洗耳球从乳胶管处吸气，使溶液从弯管流出电极管，待电极一半浸没于溶液中时，用弹簧夹将胶管夹住，提起电极管，保证液体不会漏出电极管，如有滴漏，检查电极是否插紧。 4. 原电池的制作：向一个50 mL 烧杯中加入约1/2 杯饱和氯化钾溶液，将制备好的两个电极管的弯管挂在杯壁上，要保证电极管尖端上没有气泡，以免电池断路。
原电池的原理及其应用
第9讲原电池原理及其应用 知识要点实例 概念将化学能转变为电能的一种装置叫做原电池 自发的氧化还原反应：实质将化学能转变为电能 构成前提必须是能发生自发的氧化还原反应 构成条件 1．活动性不同的两种金属（或一种金属，一种为能 导电的非金属）作为两个电极 2．两个电极必须以导线相连或直接接触 3．电极插入电解质溶液中形成闭合回路 电极构成 负极 电子流出的一极．通常为活泼性较强，易失电 子的金属 负极：Zn片 正极 电子流入的一极．通常是活泼性较弱的金属或 非金属导体 正极：Cu片 电流方向 电子由负极流向正极，电流方向是由正极流向 负极（与电子流向相反） 电子流向：由Zn→导线→Cu 电流方向：由Cu→导线→Zn 电极反应 负极电极失去电子，被氧化，发生氧化反应 正极 电极上得到电子，发生还原反应（一般是溶液 中易得电子的物质发生还原反应） 总反应方程式 正极、负极分别发生的氧化反应和还原反应综 合起来得到总式 应用 1．制多种电池 2．形成原电池，加快反应速率 3．根据原电池原理保护金属不受腐蚀 如：干电池、蓄电池、高能电池等． 制取氢气时，锌中滴一些硫酸铜溶 液，使反应速率大大增强； 如铁铜连接处于电解质溶液中，铜 受到保护，不易腐蚀 1、金属腐蚀的定义：金属或合金与接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程． 2、金属腐蚀的实质：金属原子失去电子被氧化而消耗的过程． 3、金属腐蚀的种类：化学腐蚀与电化学腐蚀． 电化学腐蚀（吸氧腐蚀）化学腐蚀 条件 不纯金属或合金与电解质 溶液接触构成微小原电池 金属跟接触物质（多为非电解质） 直接反应 现象有微弱电流产生无电流产生 结果 活泼金属被腐蚀 较不活泼金属得到保护 各种金属都有可能被腐蚀 实例 负极： 正极： 2Fe+3Cl2=2FeCl3（某些工厂） 本质金属原子失去电子被氧化而损耗 联系两种腐蚀同时发生，但电化腐蚀较化学腐蚀普遍，钢铁以吸氧腐蚀常见 金属 的 防护 ①改变金属内部结构，如制成不锈钢；②在金属表面覆盖保护层，如电镀、 涂油、喷漆、搪瓷、镀氧化膜（致密），目的使金属制品与周围物质隔开； ③电化学保护法（被保护金属作为原电池的正极或电解池的阴极） 4 钢铁的析氢腐蚀与吸氧腐蚀的对比
原电池教学案例
《原电池》教学案例与反思 高二化学组邹欢如 一、教材分析 《原电池》这节教材以学生熟悉的实验（金属与酸反应）为基础，从能量转化角度来引出这种实现化学能转化为电能的装置——原电池装置。根据此原电池原理制成的各种电池在现代工农业生产、科学实验、日常生活中存在广泛的应用，进一步挖掘原电池原理和组成条件，来解决金属的腐蚀和防护的重要意义。教材紧密联系生活实际，以激发学生学习化学兴趣，更重要的是启发学生运用已学化学知识解决实际问题，从而培养学生的创新精神。 二、教学目标 1.知识与技能目标：使学生理解原电池原理，掌握构成原电池条件，能正 确判断电池的正负极以及书写半电极反应式。 2.过程与方法目标：培养学生的实验操作能力、观察能力、科学的学习方 法和培养学生创造性思维与探究能力，以及提出问题、分析 问题、解决问题的能力。 3.情感态度与价值观目标：通过学生小组探究实验活动，培养学生自主探 索创新精神和同学间的交流合作学习的协作精神。 三、设计思路 实验引入：两种金属靠在一起放到酸中的异常现象，引导学生开展第一个探究性实验：铜线上气泡是如何形成的？设计实验实现化学能到电能的转化？学生通过阅读课本得到启发，设计、动手实验探讨原电池原理。然后开展第二个探究性实验：通过提供材料，让学生设计实验方案，分组讨论、得出最佳方案，实验探讨构成原电池的条件。最后开展第三个探究性实验：利用所学知识，根据现有材料，制作水果电池，让学生体验学习化学乐趣。 具体流程如下： 教师
学生 四、教学准备 实验准备：电流计，铜片、铁片、锌片、碳棒、干电池、稀硫酸、硫酸铜溶 液、无水乙醇、蒸馏水、导线、烧杯、塑料棒、葡萄（或小西 红柿等水果）。 教具准备：投影仪、幻灯片、制作铜锌原电池工作原理的模拟动画（多媒体放映设备） 五、教学过程