师:上课之前,先和大家说明一下,今天我们要探讨能源相关内容。在进入正式课程前,先看一段内容,但它表述比较混乱,大家看能不能明白它讲的是什么。(随后展示一段表述混乱的文本:上课之前,我们先光着自己的视频往里垂母公子北京太阳资源分组助完成分发科技能全职位22%总元销量2015年华谊丽云年万千马功夫发力赛致功变现北京深河宾馆发动大型地理工分地展示板乡,他们满足密约2万工具。一切北京运营车载公司7.2转化奋斗时光方向以及正式方案电影比起来9万起码时那视频刻画完了……)这段实在难以理解,那我们正式开始上课。除了太阳能,我们生活中还有很多常见的能源,今天重点探讨化学能如何转化为电能。比如,我们用煤、石油、天然气这类一次能源燃烧放出的热量,像涡轮温热水加热使水变成水蒸气,水蒸气推动汽轮机转动,汽轮机带动发电机产生电能,这就是火力发电的原理。那整个火力发电过程中有哪些能量形式的转化呢?哪位同学来说说?

  生:化学能先转化为热能,蒸汽推动汽轮机时,热能转化为机械能,汽轮机带动发电机,机械能转化为电能。

  师:非常好,请坐。那大家思考一下,火力发电能给我们带来电能,它有没有什么缺点呢?

  生:火力发电过程复杂,能量利用率低,消耗资源,这些一次能源并非取之不尽,而且煤炭燃烧会产生二氧化碳等,造成环境污染。

  师:很好,请坐。这里总结出了火力发电的三个缺点。那火力发电从化学能到电能的转化过程如此复杂,我们能不能直接将化学能转化为电能呢?老师这里有一个装置,它可以直接将化学能转化为电能,而且用的原料就是我们经常喝的可乐。(将可乐倒入装置中,喝一口验证可乐真假)为了验证这个装置能产生电能,老师有一个用电设备,就是我们过生日时唱歌的装置,只要有电能它就能唱歌。(把唱歌装置连接到自制装置上)大家注意听声音,有没有听到歌声?唱的是什么歌呀?

  生:哈哈哈,听到了,唱的是《快乐歌》。

  师:那说明老师刚才这个装置产生了电能。同学们猜测一下,是什么产生了电能呢?可乐中有什么成分可能导致产生电能?

  生:猜测是不是可乐中的酸和里面的一些物质发生了反应?

  师:那老师继续升级一下实验,老师这里有一些硫酸。同样的装置,将硫酸倒入装置中,还是把用电设备连接上,大家注意听。(连接设备,装置发出声音)是不是也有声音了?那说明这个装置是不是也能产生电能?为了做对比,老师这里还有一杯蔗糖溶液,倒入同样的装置,大家听听有没有声音?

  生:没有声音。

  师:很好,实验做完了。那我们来分析一下,为什么硫酸倒入装置中有声音,而蔗糖溶液倒入没有声音呢?我们来看一下装置图,(展示装置图)这个图就是刚才老师做实验的装置,大家观察一下这个装置由哪几部分组成?白色的是金属,漆黄色的部分,这里两个金属用导线相连,插在溶液中。当铜和锌插在硫酸溶液中,谁会和硫酸发生反应呢?

  生:锌会和硫酸反应生成硫酸锌和氢气。

  师:这个反应属于我们学过的哪一类反应?

  生:属于氧化还原反应。

  师:对,那我们就把利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置叫做原电池。我们来分析一下这个反应,锌和硫酸反应,如果正常情况下,锌与硫酸接触,会有怎样的视觉现象?在哪里产生气泡?

  生:在锌表面产生气泡。

  师:但是当构成原电池时,现象有所不同,大家一起观察。(展示原电池反应现象)观察到什么?

  生:在铜表面产生气泡,锌被溶解。

  师:那为什么会有这样的现象呢?我们从这个反应的本质来探究一下。它发生了氧化还原反应,锌由零价变为正二价,化合价升高,失去电子;氢由正一价变为零价,化合价降低,得到电子。注意观察现象,锌在溶解,而铜表面生成气体,那说明在锌片上发生的反应应该是什么?

  生:锌原子生成锌离子。

  师:对,在铜片上发生的反应应该是什么?

  生:氢离子得到电子生成氢气。

  师:这里要注意得失电子守恒,锌失去两个电子,两个氢离子也要得到两个电子。观察可知,锌失去电子,铜得到电子,那说明电子从锌片上流出,经过导线流到了铜片。我们把电子流出的一极叫做负极,电子流入的一极叫做正极。在负极发生的反应就是氧化反应,在正极发生的反应就是还原反应。原本锌和硫酸发生的氧化还原反应是一个整体,现在构成原电池后,把原来的氧化还原反应分成两个单独的反应分别进行。我们把刚才书写的这个就叫做电极反应式,那在书写电极反应式时需要注意几个问题。一是得失电子守恒,二是质量守恒,三是电荷守恒。除此之外,还要注意在写离子方程式时,要在离子后面标明确。我们刚才说了,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,把负极和正极的两个电极反应式相加,得到的就是原电池的总反应式。既然发生氧化还原反应,必然有电子得失,要形成电流,除了电子得失以外,还要有电子自由移动。原电池中如何使电子自由移动呢?我们继续深入分析原电池。硫酸作为强电解质溶液,在溶液中会电离出氢离子和硫酸根离子。锌和硫酸反应生成锌离子,就会在负极附近产生大量的锌离子,使负极呈正电性;溶液中的阴离子因为异性电荷相互吸引就会流向负极。刚才我们分析了,电子从负极经导线流向了正极,就会在正极周围存在大量的电子,使正极呈负电性,异性电荷相互吸引,溶液中的阳离子,即氢离子就会流向正极。注意观察,溶液中的硫酸根由正极流向了负极,电子经导线由负极流向了正极,带有相反电性的粒子都在向着一个方向移动,是不是就形成了电流啊?这就是原电池的工作原理。我们把原电池分成两个大部分,电子经导线由负极到正极的这部分,我们叫做外电路;溶液中自由移动的离子这部分,我们叫做内电路。原电池工作原理讲完了,我们来思考三个问题。第一个问题,电子经导线由负极流向正极,那电流方向如何?哪位同学举手分享一下。

  生:电流方向由正极流向负极。

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《化学选择性必修1 原电池的性质 公开课逐字稿课堂教学实录-5,912字》.docx
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