化学能与电能（公开课）

第二节化学能与电能（第一课时）

三维目标：
	①了解化学能与电能的转化关系及其应用。 ②了解原电池的概念、原理及组成。 ③掌握利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。
知识与技能：
过程与方法：		①了解自主研究的基本方法。 ②学会分析将化学能转化为电能的简单的方法。
情感、态度	①探究化学能转化为电能的奥秘，体验科学探究的艰辛与喜悦。
与价值观	②关注能源问题，逐步形成正确的能源观。
教学重点：	初步认识原电池概念、原理、组成
教学难点：	从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质
教学方法：	分析比较法、实验法、自主探究法
教学准备：	多媒体课件、实验用品
教学过程：

电 能

它带给我们光明，

它让我们进入现代文明，

它让我们的生活丰富多彩。

如果没有它，我们的生活将陷入混乱，

如果没有它，洗衣机、空调等都将成为摆设，

如果没有它，人类文明将倒退到油灯时代。

【引言】同学们，当我们在享受现代文明给我们带来的巨大变化的同时，你有没有想过，电是怎么产生的？电能和化学能有什么关系呢？本节课我们就来通过探究认识电能，了解化学能与电能的重要关系。

【讲述】首先，请同学们看课本40页的图2-7我国发电总量构成图，从图片中大家发现了什么？

【分析】从图中可以看出，我们国家的发电主要靠火力发电，所以我们首先进入第一个探究主题。

【探究主题】一、火力发电

(1)阅读课本39页资料卡片，你认为火力发电属于一次能源，还是二次能源？为什么？

【探究结论】火电属于二次能源。

(2)请同学们观察课本40页图2-8火电站的工作原理示意图，结合课本内容，分析火力发电时，能量是如何转化的？

【探究结论】火力发电的能量转化关系为：化学能→热能→机械能→电能。

【过渡】电能在我们的生活中发挥着重要作用，但是火力发电将化学能间接转化为电能，造成能量损耗，而且比较麻烦，在有些时候使用不方便。如果我们能将化学能直接转化为电能，就会顺利解决这个问题。今天，我们就通过探究寻找如何把化学能直接转换为电能。

【探究主题】二、原电池

【分析】氧化还原反应的本质是发生电子转移，同时伴随着能量变化。一般是热量变化，没有电流产生。例如，氢气的燃烧，发光发热，但是没有电流产生。物理学知识告诉我们，电荷的定向移动产生电流。如果我们能将氧化剂和还原剂之间发生电子的转移，变成定向移动，就会有电流产生。

【过渡】下面，我们通过一个神奇的实验进行探究，看看能否利用氧化还原反应将化学能直接转化为电能。

【实验探究】

实验步骤：

①把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察铜片上有无气泡产生（铜片和锌片不接触）；

实验现象：在锌片表面有气泡产生，在铜片表面没有气泡产生。

②把一块锌片和铜片用导线连起来，并在导线中接入一个电流表，然后同时插入盛有稀硫酸的烧杯里，观察铜片上有无气泡产生，电流表的指针是否偏转。

实验现象：在铜片表面有气泡产生，电流表指针偏转，有电流产生。

【探究与发现】从能量转变的角度分析，上述实验中能量发生什么变化？这个实验装置可以将化学能直接转变为电能吗？

【探究结论】实验中将化学能转化为电能；利用上述实验装置可以将化学能直接转化为电能。

原电池：把化学能转化为电能的装置叫做原电池。

【探究主题】三、原电池的工作原理

（1）请同学们从得失电子的角度来分析，锌片和铜片上各发生了什么反应？原电池中电流是如何产生的呢？（物理学知识：电荷的定向移动形成电流。）

【合作探究】锌失去电子，发生氧化反应；铜片上H⁺获得电子，发生还原反应。在氧化还原反应中，锌片将失去的电子经过导线转移给铜片上H⁺，电子发生定向移动，从而产生电流。

锌片： Zn—2e^-=Zn²⁺(氧化反应) ；

铜片： 2H⁺+2e^-=H₂↑ （还原反应）

总反应的离子方程式： Zn + 2H⁺= Zn²⁺+ H₂↑

【探究结论】锌片上发生氧化反应，铜片上发生还原反应。在氧化还原反应中，锌片上失去的电子经过导线转移给铜片上的H⁺，电子发生定向移动，从而产生电流。

【归纳与总结】

【学生活动】请同学们将以上结论，进行归纳总结，得出原电池的工作原理。

原电池的工作原理：将氧化还原反应中的氧化反应和还原反应分开进行，使还原剂失去的电子，经导线传递给氧化剂，从而形成电流。

（2）电池都有正负极，原电池的正负电极如何确定？

小贴士：由物理学知识可以知道，电流方向是从正极流向负极，电子的流向与电流方向相反，从负极流向正极。

负极：失去电子，发生氧化反应；正极：得到电子，发生还原反应。

【过渡】上面我们通过实验探究掌握了原电池的工作原理，如果我们想要设计一个原电池就应该知道原电池的组成是怎样，让我们继续探究。

从结构来看，原电池的必须有正极、负极、电解质溶液以及一些辅助材料（容器和导线）。

【探究主题】四、原电池的组成

（1）请同学们以铜锌原电池为例，分析原电池的组成是什么？

【探究结论】原电池的组成：负极、正极和电解质溶液。

(2)请同学们根据原电池的组成分析，什么材料适合做负极? 什么材料适合做正极？对电解质溶液有什么要求？

【合作探究】

①若将上述实验中的铜片换成碳棒，有没有电流产生？

②若将上述实验中的锌片换成碳棒、稀硫酸换为氯化钠溶液，有没有电流产生？

【探究结论】较活泼的金属做原电池的负极，较不活泼的金属（或碳棒）做原电池的正极；电解质溶液能保证发生氧化还原反应。

【活学活用】

请同学们根据本节课所学的原电池的有关知识，利用下面提供的实验用品，设计一套原电池装置。指出你所选择的正极、负极、电解质溶液和电极反应。

实验用品： Cu片、Fe片、Mg片、碳棒、蔗糖溶液、硫酸铜溶液、盐酸、导线、电流表、烧杯等。

电极材料	溶 液	电极反应
负极材料：		负极反应：
正极材料：		正极反应：

【学以致用】

根据构成原电池的条件，请同学们利用家里的橘子、苹果、柠檬或番茄等含酸的水果、铁片（或铁钉）、铜片（铜丝）等金属亲手设计制作一个成原电池，并将原电池与音乐卡片（或小电珠）连接，检查是否有电流产生。

〖板书设计〗 化学能与电能

一、火力发电 二、原电池

三、原电池的工作原理 四、原电池的组成