原电池原理

原电池原理（精选12篇）

原电池原理 篇1

一、学习目标

1. 知识目标

掌握原电池原理;掌握正负极的判断及构成原电池的条件;了解日常生活中常用的化学电池和新型的化学电池。

2. 能力目标

学会主动参与自主探索性学习;动手收集、处理相关的信息资料并交流;能利用所学知识自制原电池, 并能体验成功;学会展示自己的创新成果。

3. 德育目标

增强环保意识、节能意识;在开发利用化学新能源时能建立“绿色化学”的新理念。

二、相关知识复习

1. 氧化还原反应的相关知识;

2. 化学反应中的能量变化;

3. 利用英特网搜索引擎, 查找新型原电池的有关资料并相互交流。

三、学习过程

1. 实验观察及问题提出

【实验一】在一个容器中加入30 ml稀硫酸, 插入锌片。观察到锌片上有大量气泡。在锌片的两处不同地方用铁夹夹住后, 用导线连接灵敏电流计, 观察到无电流。

教师提出问题并与学生讨论这两种现象的原因。

【实验二】在实验一的装置中分别插入一块铜片、碳棒、铝片等, 并用导线连接成闭合回路, 观察有无电流产生。

【问题探究一】若铜片和锌片不用导线连接就插入稀硫酸中, 即可看到锌片上有气泡, 而铜片上没有;若连接, 则锌片上没有, 而铜片上有气泡。

要求学生通过阅读课本, 查找资料, 询问、讨论后予以解释现象成因。教师要及时引导、鼓励、肯定, 并形成一致结论。

(结论一) 锌与稀硫酸反应是Zn直接将电子给予稀硫酸中的H+, 因此不产生电流;而当锌铜用导线连接后, 锌原子失去的电子从导线上流到铜片上, H+在铜片上得到电子被还原成氢原子, 氢原子结合成氢分子从铜片上放出而形成气泡。

(结论二) 在化学反应过程中, 将化学能转为电能的装置就是原电池。原电池的原理是氧化还原反应。具体地说, 由化学性质不同的两个电极浸在同一电解质溶液中组成的原电池, 需要判断哪一个电极自身能够自发地与电解液发生氧化或还原反应, 若是均不能与电解液自发发生氧化或还原反应则不构成原电池。

(结论三) 原电池电极的确定方法是:电子流出的一级为负极, 电子流入的一级为正极。负极:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应) , 正极:2H++2e-=H2↑ (还原反应) 。原电池反应:Zn+2H+=Zn2++H2↑。

【问题探究二】结合氧化还原反应知识和原电池反应特点, 可以讨论归纳出以下规律:

(1) 由电极材料本身判断:相对活泼金属为负极, 相对不活泼金属或非金属导体为正极。

(2) 由氧化还原反应知识判断:还原剂在负极反应, 失去电子, 发生氧化反应;氧化剂在正极反应, 得到电子, 发生还原反应。

(3) 非氧化还原反应不能设计为原电池。

(4) 电子由负极流向正极, 电流方向由正极流向负极;电解质溶液中, 阴离子向负极移动, 阳离子向正极移动。

【问题探究三】原电池的构成条件。

【实验三】观察下列实验中两极间有无电流: (1) Cu—Fe—CuCl2溶液; (2) Al—Cu—酒精; (3) Fe—石墨—NaCl溶液。

【总结规律】将活泼性不同的两个金属电极或金属与非金属导体用导线连接, 接触电解质溶液,

发生氧化还原反应, 形成原电池。

2. 知识应用及实验创新

应用原电池原理及构成条件, 利用身边的材料, 如铁钉、导线、石墨、苹果、洋芋等制成一个原电池, 并实验能否制作一个能够产生连续稳恒电流的电池, 使小灯泡发光, 力图通过实验使学生体验成功或挫折。

3. 查找资料

要求学生在电脑室查找有关常用电池和新型电池的相关知识, 内容包括原电池材料、工作原理、使用注意事项、电池寿命、废旧电池的回收利用等。并让其对查找到的资料进行分类、剪辑、下载、上传主机、整理保存。教师评价后可制成网页进行交流。

在这里, 教师还要告诉同学们, 原电池中有锌、锰、铜、银等有色金属和碳棒, 属于不可再生的资源, 可以回收利用。同时, 电池中除含有汞、铅等重金属, 还有酸、碱等电解质溶液, 对人体和生态环境有不同程度的危害。所以, 一方面我们应该把废旧电池集中回收, 然后由专门机构进行加工再利用;另一方面不要随意丢弃废旧电池, 以免污染环境。

四、练习检测

由师生共同编辑与原电池相关的习题并且进行练习检测。

原电池原理 篇2

------马玉梅

一、教材分析

第一课时的主要内容有：原电池的概念、原理、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。首先，新课引入手机电池创设了教学情景，通过两个演示实验作为探究教学，让学生观察到 “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”。最后，让学生自己设计一个原电池以检验学生对所学知识的实际应用能力。根据学生的知识结构、心理特点和教学内容的实际需要，采取了启发、讨论、实验探究等教学方法，并结合多媒体进行教学。

二、教学设计

通过学生动手实验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直接体验的过程。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。通过一个医学小故事，让学生帮助格林太太解决问题，达到学以致用的目的。

三、教学目标

1．知识目标：理解原电池原理，掌握构成原电池的条件，会进行简单的原电池设计。2．情感目标：培养学生的探究精神和依据实验事实得出结论的科学态度，培养学生的团队协作精神。3．能力目标：培养学生观察能力、实验能力、实验设计能力、语言表达能 力。培养学生正向思维、逆向思维、发散思维能力。掌握原电池的工作原理；原电池的形成条件及电极反应式；电子和电流的运动方向；培养学生关心科学、研究科学和探索科学的精神。

四、教学重点

原电池的原理；原电池的形成条件及电极反应式；电子和电流的运动方向；

五、教学难点

原电池的工作原理。

六、教学准备

1．对学生进行分组：四人为一个小组

2．实验准备：每组一个灵敏电流计，两片铜片、两片锌片、一根石墨电极、一杯稀硫酸溶液、一杯蔗糖溶液、西红柿等水果。3．制作铜锌原电池工作原理的模拟动画

七、教学过程 【引入】日常生活中,我们会接触到不同种类的手机,你们都喜欢用什么款式的手机，为什么？手机待机时间长短与什么有关？这些电池虽小，但是，在生活中却扮演着及其重要的角色。你们知道电池工作的基本原理吗？今天，我们来学习新的知识──原电池。【实验探究】：

指导学生做以下三个实验： 1．将锌片插入稀硫酸中，将铜片插入稀硫酸中 2．将锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中 3.在第二个实验中连接电流表 【学生活动】实验并观察现象大部分同学都已完成，我们一起来看一下同学们观察到的实验现象

【学生回答】1．锌片上有气泡（因为锌能和稀硫酸反应放出氢气）铜片上没有气泡（因为铜不能和稀硫酸反应）2.铜片上有气泡 3．电流表指针发生偏转 [问] 化学反应总伴随着光能、热能等的相互转化，在实验三中是否有能量的相互转化呢？是什么形式的能量转化？（化学能转变为电能）[过渡] 我们把这种能将化学能转变为电能的装置叫做原电池 【板书】1.原电池的定义：将化学能转变为电能的装置叫做原电池

上述装置我们称为Cu-Zn 原电池，它的工作原理是什么？我们一起来看一个多媒体动画演示。

【设疑】

1、锌和稀H2SO4直接反应的实质是什么？

2、插入铜丝接触到锌粒后，为什么在铜丝上出气泡？

3、铜丝上的电子由何处而来，出来的是什么气体？ 学生根据实验，建议讨论步骤：现象（易）——解释（难）——结论（难）[“Flash 铜锌原电池”] 配合课件演示。

演示实验分析：1．电子流向。2．电极及电极反应。3．电极的判断。

[生师讨论解释] 原来，当把用导线连接的铜片和锌片一同浸入稀硫酸时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成锌离子，而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，溶液中的氢离子从铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子结合成氢分子从铜片上放出。

这一反应可表示如下：

电极反应：负极（锌片）Zn-2e = Zn 2+（氧化反应）

正极（铜片）2H + + 2e = H 2 ↑（还原反应）

原电池反应：Zn + 2H + = Zn 2+ + H 2 ↑（Zn + H 2 SO 4 = ZnSO 4 + H 2 ↑）[巩固提问] 1．原电池中，电子从哪极流出？通过外电路流回到哪极？ 2．原电池中，正负两极哪极是较活泼金属？哪极是较不活泼材料？ 3．原电池中，正负两极分别发生什么反应？

4．原电池组成的条件是什么？（①两块相连的活泼性不同的金属，或可以导电的其它材料；②电解质溶液。闭合电路）。

（经常用做惰性电极材料的物质是Pt（铂）或C（石墨），如下图两个装置的电极反应是相同的。）[再复习演示动画]„„

【实验指导】 刚才我们介绍的是Cu-Zn-H 2 SO 4 原电池,大家可以据此更换电极材料和溶液来探索原电池的形成条件

【活动中介绍】 同学们可以根据给出的实验，动手操作看其能否形成原电池 【学生小结】组成原电池的条件： ①有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极 ②电极材料均插入电解质溶液中 ③两极相连形成闭合回路 【板书】3.原电池的形成条件

【趣味实验】同学们想不想自己制作一个原电池呢？实验“水果电池”

【小结】 原电池是一种负极流出电子，发生氧化反应；正极流入电子，发生还原反应，从而实现化学能转变成电能的装置.【解决问题】1.格林太太是位漂亮开朗乐观的妇女，当她开怀大笑的时候，人们可以发现她整齐洁白的牙齿里有两颗假牙，其中一颗是黄金的，这是她富有的标志，另一颗是不锈钢的这是一次车祸留下的痕迹。令人百思不解的是，自从车祸后，格林太太经常头疼，虽然医生绞尽了脑汁，格林太太的头疼病仍无好转。这个时候，一位年轻的化学家来看望格林太太并为她治好了头疼病，同学们想知道化学家是怎样治好格林太太的病的吗？

【课堂练习】 2．判断下列装置那些能构成原电池

3．A、B、C都是金属，A与B组成原电池时，A为正极；A与C插入稀硫酸溶液组成原电池时，C电极上有氢气产生。A、B、C三种金属的活动顺序为（）

例析原电池原理的考查方式 篇3

解决这类题型必须清楚构成原电池的条件：（1）有两种活动性不同的金属作电极（或一种惰性电极，如石墨电极、铂电极。），例如：Zn-Cu，Cu-Ag，Zn-石墨，Cu-Pt均可以是组成原电池的两个电极的材料;（2）电极材料均插入电解质溶液中;（3）两极相连与电解质溶液共同构成闭合回路。要构成一个原电池，必须满足这样的三个条件，缺一不可，缺少其中的任意一个条件均不能构成原电池，如对表1中各种装置的判断。

表1

归纳总结在判断一个装置是否原电池时，应该注意这样三点：（1）不要计较电极的形状和大小;（2）不要计较闭合电路的形成方式，可以有导线，也可以不用导线，只要让两个电极互相连通就行;（3）也不必考虑电解质的成分，可以是一种溶质，也可以是多种溶质的电解质溶液;可以是强电解质溶液，也可以是弱电解质溶液。

二、考查电极反应式的书写

表2

表2列出了几种装置电极反应式的书写，一般说来，简单的原电池负极的电极反应一般是负极金属本身失电子变成金属阳离子：

R-ne-Rn+，比较容易写出;正极上的反应相对复杂一些，需要判断出溶液中的哪种微粒在正极板上得电子，这取决于溶液中各种微粒得电子能力的相对大小，这是正确写出正极上电极反应式的关键。常见的有这样三种情况，（1）酸性溶液中，H+得电子，发生析出氢气的反应，可以看作金属的析氢腐蚀;（2）在弱酸性、中性溶液中，通常溶液中的O2得电子，可以看作是负极发生吸氧反应;（3）当溶液中有金属活动顺序表中H后面的金属阳离子时，通常该金属阳离子得电子，如Cu2+、Fe3+、Ag+等。

这是一些简单原电池的电极反应式的书写。但是对于一些实用电池的电极反应式的书写，则要认真思考。

例1铅蓄电池是化学电源，其电极材料分别是Pb和PbO2，电解质溶液为稀硫酸。工作时，电池的总反应为PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O，其中PbSO4不溶于水也不溶于稀硫酸。根据上述情况判断：（1）蓄电池的负极是，其电极反应式为。

（2）蓄电池的正极是，其电极反应式为。

（3）蓄电池工作时，其中电解质溶液的pH（填“增大”、“减小”或“不变”）。

解析从电池的总反应，可以看出Pb的化合价升高、失去了电子，因而作负极。这时，有些学生可能会将电极反应式写作Pb-2e-Pb2+。这里需要特别提醒注意的是：因为PbSO4不溶于水，不溶于稀硫酸，所以生成的Pb2+并不能存在于电解质溶液中，必须与溶液中的SO2-4继续发生反应生成PbSO4（Pb2++SO2-4PbSO4），所以，负极周围发生的电极反应为：Pb-2e-+SO2-4PbSO4。

同理，从总反应上看，得电子的物质是PbO2，所以正极是PbO2，首先发生的变化应该是PbO2+2e-Pb2++2O2-，在水溶液中，O2-是不会存在的，它有两个去向：在酸性溶液中与氢离子结合生成水，即2O2-+4H+2H2O;在中性或碱性条件下与水结合生成OH-，即2O2-+2H2O4OH-。这里显然是前一种情况，也就是说，在正极PbO2及其周围发生了两个连续的变化：PbO2+2e-Pb2++2O2-和2O2-+4H+2H2O，两个连续发生的反应的反应式相加的结果就是正极上的电极反应式：PbO2+2e-+4H++SO2-4PbSO4+2H2O。

由于铅蓄电池在工作过程中硫酸被消耗，浓度降低，所以电解质溶液的pH会增大。

归纳总结书写实用电池的电极反应式时，要注意三个问题：（1）两极得失电子数要相等;（2）电极反应不单纯是电极自身的反应，而是这个电极及其周围的区域发生的反应，也就是说一定要考虑电解质溶液对电极反应的影响;（3）当已知电池的总反应时，如果能够判断出某一极的电极反应，则可以利用两极反应之和等于电池的总反应这一重要关系，推断并写出另一电极上的反应式。

三、考查推断反应现象

图1例2如图1所示，将一个铁片和石墨片用导线连接后，放在一张滤纸上并压紧，使三者充分接触， 并不断向滤纸上滴加饱和食盐水和酚酞的混合液，一段时间后。

（1）先变红的区域在 附近，该电极是 极。

（2）写出两极上的电极反应式 。

解析从原电池的构成条件不难发现，铁片、石墨、导线、食盐水构成了一个原电池装置，其中铁片为负极，石墨为正极。负极上的电极反应为：2Fe-4e-2Fe2-，正极上的电极反应为：O2+2H2O+4e-4OH-，于是先变红的区域为石墨片附近，该电极为正极。

归纳总结解决这类问题时注意：若要分析原电池在工作过程中出现的现象，必须先分析原电池的两极、以及电解质溶液中所发生的反应，由反应结果去推断反应的现象。

四、考查条件对化学反应速率的影响

例3为了探究金属腐蚀的条件和快慢，某课外学习小组用不同金属丝将三根大小相同的普通铁钉分别固定在图2所示的三个装置内，并将这些装置在相同的环境中放置一段时间，铁钉腐蚀最严重的是 （填a、b或c），铁钉几乎未被腐蚀的是 （填a、b或c）。

图2

解析电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。电化学腐蚀的机理是构成原电池。乍一看，三个装置中，铁钉都没有与液体接触，都没有形成原电池。实际上，只有铁钉c由于浓硫酸的强吸水性而处于干燥的环境，所以没有形成原电池而几乎不会被腐蚀。铁钉a、b处于酸性潮湿的环境中，表面上会形成一层酸性液膜，这层液膜与铁和碳能形成无数微小原电池而被腐蚀。同时，铁钉b还与铜丝形成另一个宏观上的原电池，腐蚀就更快，所以，腐蚀最严重的是铁钉b，几乎未被腐蚀的是铁钉c。

五、考查按要求设计原电池

例4某原电池的总反应方程式是：

Zn+Cu2+Zn2++Cu

该原电池组成是（ ）。

电解质溶液正极负极

ACuCl2溶液ZnMg

BCuCl2溶液CuZn

CZnCl2溶液ZnCu

DZnCl2溶液CuZn

解析从给出的总反应可以看出：Zn化合价升高，失去电子，所以Zn一定作负极，然后只要找比Zn活动差的金属电极或惰性电极作正极都可以。得电子的是Cu2+，则电解质溶液中必须含有Cu2+，硫酸铜、氯化铜、硝酸铜溶液都可以。所以这题的答案应该是BD。

归纳总结在解决这类习题时，必须要抓住电池的总反应中化合价的变化作为出发点来进行分析和设计。

原电池原理 篇4

下面就这节课我谈三点看法:

●取点之“微”

原电池原理是中学化学重要的基础理论之一,也是电化学部分的核心内容。该部分内容理论性强、微观抽象,是知识谱系中的重点、难点、焦点,所以有必要将其制作成微课程让学生在课前进行自主学习,教师的微视频满足了教学及学生的实际需求。

●精练之“美”

要将平时近一课时才能完成的教学任务,放在本节仅长6分51秒的微视频中,这需要教师在微视频脚本上对知识点的精确把握,对教学方法的精准使用,对技术手段的多维运用。本节微课涵盖了图片、PPT、实验视频的放大处理、铜锌原电池原理的微观过程的Flash动画……不同文件处理对码流、分辨率、帧速、时长、大小等技术要求还是比较高的。整体画面设计美观大方,配色合理,图像和内容契合度高,动画运用合理流畅,切换自然。配音清晰,语速适中,有利于学生理解内容。精简的语言表述、精良的剪裁制作、精美的画面声音都体现了本节微课的精练之“美”。

●设计之“巧”

微课限于容量则更需要设计。本节课从课堂流程、教案与PPT课件、主题的导入、主题的讲授、活动的开展、互动的环节、课尾小结等一切要件都经过精心设计,体现了微课的设计之“巧”。

建构主义的学生观和《高中化学课程标准》都要求教师:一切教学活动都要从学生出发,发挥学生的主体作用,学生要成为真正意义上的主动建构者。在设计微课时教师往往过分追求知识与能力目标,忽略了过程与方法目标、情感态度与价值观目标;注重知识的灌输和解题方法的培养,对学生进行科学探究的需要不太重视。于是基本上是以教师讲解为主,学生被动接受,师生之间缺乏感情共鸣。

本课的教学设计重视学生的全面发展,设计了多个探究活动,创设了多个学习情境,利用丰富的教学手段开展课堂活动:1首先展示日常生活中常见到的各种各样的电池图片,简要介绍化学史——伏打电池的起源,以激发学生浓厚的学习兴趣,同时明确本节微课的学习任务就是研究铜锌原电池的工作原理,自然引入了本课题的学习;2实验一视频:将锌片和铜片平行插入到稀硫酸中,引导学生观察实验现象。根据学生已学过的知识,不难完成任务中的问题和练习。在此基础上提出问题:如何将反应释放的能量转化为电能呢?强化学生的探究欲;3实验二视频:将铜片和锌片分别用导线连接在电流表的正、负两极,引导学生观察铜片上有什么现象,电流计的指针发生了怎样的变化;4为进一步解释铜片上产生气泡的原因,将铜锌原电池原理的微观过程制作成Flash动画,帮助学生实现由形象思维到抽象思维的飞跃;5提示学生通过观看动画并联系物理学科的相关知识,学会判断铜锌原电池的正负极、外电路中电子的流向、电流的流向以及溶液中离子定向移动的方向,引导学生学习铜锌原电池的电池反应式的书写;6在借助学习任务单完成学习任务的基础上,又提供了几个与其难度相当的题目检验自主学习成效;7设计了根据铜锌原电池的工作原理,让学生自己在家制作一个水果电池的实践作业,以便培养学生动手实践的能力。这样的处理能化难为易,变枯燥为乐趣,变结论性知识为探究性学习,让学生饶有趣味地、自主地参与探究,建构新知,从而逐步提高解决问题的能力。

本节课的设计之巧还体现在问题的设计上。先提出适当的问题以引起学生的思考;再启发诱导学生去发现规律、纠正和补充错误的或片面的认识;最终提出对所学知识的延伸思考以加深学生对所学内容的理解。教师时刻注意让学习任务始终处于学生的最近发展区,并提供一定的“支架”和辅导。教师的作用从传统的向学生传递知识的权威角色转变为学生学习的辅导者,成为学生学习的紧密合作者。通过问题激发学生在课堂上进行科学探究的强烈渴望,也达到了教师透过屏幕与学生进行心灵对话、思维碰撞的较高目标。

原电池原理的解读与应用 篇5

一、构成原电池的条件 构成原电池的条件有：

（1）电极材料。两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性（非金属或某些氧化物等）；（2）两电极必须浸没在电解质溶液中；

（3）两电极之间要用导线连接，形成闭合回路。说明：

①一般来说，能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极，如K、Na、Ca等。

二、原电池正负极的判断：

（1）较活泼的或能和电解质溶液反应的金属一般作负极。（2）有气泡产生一极一般是正极。

（3）电子流出的一极是负极，电子流入的一极是正极。（4）被腐蚀的一极是负极。

（5）发生氧化反应的一极是负极，发生还原反应的一极是正极。（6）溶液中阳离子移向的一极是正极，阴离子移向的一极为负极。

三、电极反应式的书写

（1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键

如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法，但不是绝对的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片表明的钝化，这时铜失去电子，是负极，其电极反应为： 负极：Cu －2e－ ＝ Cu2＋

正极：NO3－ + 4H＋ + 2e－ ＝ 2H2O + 2NO2↑

再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反应，而铝却反应，失去电子，是负极，其电极反应为： 负极：2Al + 8OH－－2×3e－ ＝2AlO2－ + 2H2O 正极：6H2O + 6e－ ＝ 6OH－ + 3H2↑（2）要注意电解质溶液的酸碱性

在正负极上发生的电极反应不是孤立的，它往往与电解质溶液紧密联系，如氢氧燃料电池有酸式和碱式，在酸溶液中，电极反应式中不能出现OH－，在碱溶液中，电极反应式中不能出现H+，像CH4、CH3OH等燃料电池，在碱溶液中碳（C）元素以CO32－离子形式存在，而不是放出CO2气体。

（3）要考虑电子的转移数目

在同一个原电池中，负极失去电子数必然等于正极得到的电子数，所以在书写电极反应时，一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误，同时也可避免在有关计算中产生误差。

（4）要利用总的反应方程式

从理论上讲，任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池，而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应，便可以写出另一个电极反应方程式。

四、原电池原理的应用

1.化学电源：人们利用原电池原理，将化学能直接转化为电能，制作了多种电池。如干电池、蓄电池、充电电池以及高能燃料电池，以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学研究以及科学技术的发展中，电池发挥的作用不可代替，大到宇宙火箭、人造卫星、飞机、轮船，小到电脑、电话、手机以及心脏起搏器等，都离不开各种各样的电池。

2.加快反应速率：如实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气，用纯锌生成氢气的速率较慢，而用粗锌可大大加快化学反应速率，这是因为在粗锌中含有杂质，杂质和锌形成了无数个微小的原电池，加快了反应速率。

3.比较金属的活动性强弱：一般来说，负极比正极活泼。

4.防止金属的腐蚀：金属的腐蚀指的是金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应，使金属失去电子变为阳离子而消耗的过程。在金属腐蚀中，我们把不纯的金属与电解质溶液接触时形成的原电池反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀，电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀：在潮湿的空气中，钢铁表面吸附一层薄薄的水膜，里面溶解了少量的氧气、二氧化碳，含有少量的H＋和OH－形成电解质溶液，它跟钢铁里的铁和少量的碳形成了无数个微小的原电池，铁作负极，碳作正极，发生吸氧腐蚀：

负极：2Fe －2×2e－ ＝2Fe2+ 正极： O2 + 4e－+ 2H2O ＝ 4OH－

电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。因此可以用更活泼的金属与被保护的金属相连接，或者让金属与电源的负极相连接均可防止金属的腐蚀。

1.下列各种镀有金属保护层的铁板，当镀层破损时相同的普通环境中，最易被腐蚀的是（）

A.镀锌铁（白铁）B.镀锡铁（马口铁）C.镀铜铁 D.镀银铁

答案：D

解析：考察金属保护的原理判断。

2.Zn－Ag原电池常用作电子表的电源，其工作原理为：Zn＋Ag2O＋H2O＝2Ag＋

Zn（OH）2，下列说法正确的为（）

A.电解质溶液PH变小 B.OH－向负极作定向移动

C.正极的氧化产物为Ag D.电解质溶液质量增大

答案：B

解析：考察基本的化学电源的判断。

3.家用炒菜铁锅用水清洗放置后，出现红棕色的锈斑，在此变化过程中不发生的化学反应是（）

A.4Fe（OH）2+2H2O+O2＝4Fe（OH）3↓

B.2Fe+2H2O+O2＝2Fe（OH）２↓

C.2H2O+O2+4e―＝４OH－ D.Fe－3e―＝Fe3+ 答案：D

原电池原理 篇6

关键词：化学电源；发展史；原电池原理；螺旋式

文章编号：1005–6629（2016）12–0085–05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

许多学者[1、2、3]从不同视角对原电池工作原理以及课堂教学设计作了细致的研究，对教师准确把握有关原电池的教学起到很大作用。本文试以“化学电源”的发展史为素材，遵循和挖掘化学史中所体现的科学发展规律，采用《物理化学》[4]中有关热力学电极电位等相关理论，对原电池原理做出全面解读（有关物理化学理论和计算，都出自该文献），理解“螺旋式上升”教材的编写理念及有关教学策略、设计的初衷[5]，以馈读者。

1 伏打电堆与Daniell电池

教学建议：让学生依据伏打电堆工作实景画出等效电路图，如图1（c）。

教学意义：许多学生开始对原电池的认识只停留在电流表指针会偏转这一“奇特”的现象上，教学中，教师引导学生通过画出等效电路图，可让学生深刻体会：原电池实际上就是一种电源装置。

比较伏打电堆与Zn|H2SO4|Cu所组成的单液电池发现：前者装置中并不存在一个显而易见的自发的氧化还原反应，而后者很容易得出装置中发生氧化还原反应是发生原电池反应前提的结论。

教学建议：与其先引入Zn|H2SO4|Cu所组成的单液电池有关实验，不如先展示伏打电堆这一最早的原电池，以避免学生产生电极必须参与反应的错误认知。

1.2 Daniell（丹尼尔）电池

科学家Daniell在1836年采用盐桥将两种电解质溶液连通起来的装置，解决了H+与金属Zn接触而发生反应的问题。盐桥中的阴、阳离子的迁移速率几乎相同，如K+和Cl-的迁移率非常接近，当盐桥插入到浓度不大的两电解质溶液之间的界面时，K+和Cl-向外扩散是接界面上离子扩散的主流，从而消除液接电位。

教学困惑：电解质溶液中的离子会进入盐桥吗——由于盐桥中的离子浓度很高，电化学反应中电解质溶液不会进入盐桥；若电解质是AgNO3溶液时，则不能使用KCl盐桥，而应使用NH4NO3盐桥，其道理一样——NH4+和NO3-的迁移速率也非常接近。

随着Daniell电池反应的进行，溶液中的c（Zn2+）升高，c（Cu2+）降低，在非标态下的E（Zn2+/Zn）变正，E（Cu2+/Cu）变负，最终E（Zn2+/Zn）=E（Cu2+/Cu），电流表指针归零。

此时，若在电池的ZnSO4溶液中继续加适量的固体ZnSO4溶解，在CuSO4溶液中加水稀释，则c（Zn2+）升高，c（Cu2+）降低，则将发生Cu|Cu2+电极失去电子，而Zn|Zn2+电极得到电子，发生的电极反应与Daniell电池反应刚好相反，其总反应为：Cu（s）+Zn2+（aq）=Zn（s）+Cu2+（aq）——是一个非自发的氧化还原反应。

对于Zn（s）+Cu2+（aq）=Zn2+（aq）+Cu（s）而言，该反应是放热反应，化学能转化为电能易于理解，但对于相反的过程，其电能又是如何产生的？

邢瑞斌等[7]在“能设计成原电池的反应一定是放热反应吗”一文中很好地回答了这一问题，认为放热反应不是发生原电池反应的必要条件，原电池反应是吸热反应时，完全可以理解成电池反应过程中吸收环境中提供的热量（开放体系的化学电池），认为原电池反应必须是放热反应是建立在孤立体系的前提下的，实际上，反应体系往往与外界有能量和物质的交换，相关案例不再赘述。

教学建议：对学生的学习过程，何尝不是如此？螺旋式上升的学习过程，对知识渐进感悟的过程是客观事实，一步到位的教学思想不可取。

2 采用《物理化学》中相关理论准确认识原电池工作原理

2.1 金属在盐溶液中的“溶解-沉积”平衡和双电层理论

金属在水溶液中存在着金属的“溶解-沉积”过程，金属与其一定浓度的盐溶液会形成一种动态平衡，金属越活泼（如金属Zn），越容易失去电子，Zn2+进入溶液的倾向越大，进入溶液的Zn2+受晶体负电荷的吸引，聚集到金属表面附近，形成一个正电荷层，与晶体上的负电荷层形成双电层，如图2（a）、（c），在正负电层之间产生了一定的电位差，金属铜也一样，只是产生的电位方向相反，如图2（b）。

教学建议：教师设问——Zn分别与Zn、Fe、石墨能否构成原电池，指针是否偏转？若把稀硫酸改成食盐水，电流表指针会偏转吗？

这样的设问可避免带来一个问题：学生原以为形成原电池需要两个电极材料不同的电极，给后续的教学带来不必要的负担——如苏教版《化学2》中在第42页就介绍了使用相同的电极（石墨）所组成的氢氧燃料电池。因此在教学中，不过分强调电极不同是发生原电池的必要条件是明智的。

教学意义：不同电极在不同的电解质溶液的电极电位不一样，因此“电源”的电动势也不一样；两个完全相同的金属电极在相同的电解质溶液中，不能形成电势差；若两电极的金属材料一样，而电解质溶液不相同，则还能形成电势差。那种形成原电池必须是两个不同材料的电极的观点是不恰当的。

疑难问题：许多教材中的Zn（s）|H2SO4（aq）|Cu（s）所组成的单液电池，在实验过程中，总能发现在Zn片表面有大量气泡产生，大多教师的解释：金属Zn是不可能绝对纯净的，其本身已然形成原电池，因此在Zn表面一定有H2产生。

了解了上述金属在盐溶液中存在的双电层现象，可以看到：在Zn表面本就聚集了“大量”的电子，溶液中的H+完全也可与Zn2+一样在双电层附近的金属表面得到电子（只要不是处处都有双电层结构存在即可），即锌的纯度若不是100%，锌表面就会有气泡产生。

教学建议：若先把锌片用砂纸打磨后，用蒸馏水冲洗掉其表面杂质，再用0.1 mol·L-1 HCl溶液清洗，将2/3长度的锌片浸入0.1 mol·L-1 HgCl2溶液中约20分钟，取出后用盐酸洗净表面不溶物，发现锌片表面附有一层光亮的锌汞齐。锌片经过上述处理后，然后进行Zn（s）|H2SO4（aq）|Cu（s）原电池反应，则在锌表面就不会有氢气产生，这是因为H+在汞表面的超电位很大，使得H2难以在Zn表面产生。

2.2 浓差电池的解读

总反应为非氧化还原反应是否能设计成原电池？现以解读浓差电池为例，说明该问题的可行性。

对于上述总反应为中和反应的原电池而言，高中阶段可这样解释：物质的氧化性或还原性不但与其浓度有关，H2的还原性还与溶液的pH有关，pH越大，H2越容易失去电子转化为H+或H2O，随着电池反应的进行，NaOH溶液的pH变小，H2SO4溶液的pH变大，最后两电极的H2被氧化和H+被还原的趋势一样时，电池停止工作。

教学应用：氧浓差电池——以Fe的锈蚀为例（如图3）。

教学冲突：这一化学现象和大多数学生的认知产生了较大的反差——有氧气的地方有铁锈，但铁却没有被腐蚀，没有氧气的或氧气浓度低的地方，铁却腐蚀了。2014年福建理综24题，如图3（c）实际上就是一种浓差电池，这在《金属腐蚀手册》第70页上有很详细的解读，在离海面近的区域氧含量高，得电子能力强，而离海面远的区域，氧含量比较低，得电子能力弱，造成的结果是铁闸的B点为原电池的正极，C点铁为负极，C点产生的Fe2+会迁移到正极的B点附近，然后Fe2+再与富氧区的O2作用，最终形成铁锈。

教学中，这样去理解是不错的选择：O2浓度越高，氧化性越强，首先发生反应，即在富氧区的氧气先得到电子，贫氧区为负极，贫氧区Fe反而发生腐蚀，如图3（a）中，左边的金属铁反而不容易腐蚀，但却锈迹斑斑，而右边的铁棒变细发生腐蚀。

教学总结：原电池的正负极的判据是电极过程到底是发生氧化还是还原反应，那种活泼金属为负极、不活泼金属为正极的结论是不恰当的。

教学建议：区别金属的腐蚀和生锈有其现实意义，可分析以下两个问题加以体会：（1）钉入木材的铁钉，长时间后，露在空气中的铁钉附着的铁锈多，而钻入木材的铁钉腐蚀严重，铁钉变细；（2）将NaCl溶液滴在一块光亮清洁的铁板表面上，一段时间后发现液滴覆盖的圆圈中心区已被腐蚀而变暗，在液滴外沿形成棕色铁锈环（2011年浙江高考），如图3（b）。

2.3 设计原电池

所以说，形成原电池，并不一定需要在体系中发生自发的氧化还原反应，但必定存在电子得失，形成电势差是必要条件。

教学建议：把上述问题设计成强化性习题，让学生通过对各种信息的处理，充分感悟发生原电池反应的本质特征，使电化学有关知识的深度学习成为可能。

3 利用原电池原理设计的化学电源

3.1 干电池

20世纪50年代，为提高锌锰碱性干电池放电效率，其解决方案如下：（1）改变电解质酸碱性，使用KOH为电解质，提高电解质的pH——降低金属Zn与H+反应的可能性；（2）二氧化锰作去极化剂或正极材料——提高电池放电效率；（3）避免在正极产生H2——消除析氢过电位。

不管是碱性干电池还是酸性干电池，一般都加入汞或汞的化合物，这是因为：一是为了防止金属锌的自身腐蚀——干电池锌片表面有金属汞时，可以防止干电池中的H+放电得到氢气，防止金属锌与干电池中的氢离子反应而发生自放电现象（原因是金属汞是一种高超电位金属材料，超电势约为-1.0V，有金属汞在锌表面就难以释放出氢气，从而防止金属锌的溶解）；二是为了防止H+在碳棒表面产生氢气，从而提高电池的放电效率（同时使用去极化剂MnO2来吸收可能产生的H2）。

3.2 燃料电池

燃料电池的工作原理最早于1839年由英国科学家葛洛夫（Grove）證实，并在1948年创造了第一个燃料电池——氢氧燃料电池。进入20世纪以后，燃料电池由于其特有的零污染优势而得以迅速发展。

燃料电池其原理是一种电化学装置，其组成与一般电池基本相同，其单体电池是由正、负两个电极以及电解质组成，不同的是一般干电池的活性物质贮存在电池内部，因此限制了电池容量，而燃料电池的正、负极本身不包含活性物质，只是个催化转换元件，因此燃料电池是名副其实地把化学能转化为电能的能量转换机器。

教学意义：燃料电池中的燃料和氧气，实际上就是不断补充正极和负极材料，使得电池能长时间工作，增强环保意识。

3.3 锂离子、钠离子和铝离子电池

随着人们环保意识的日益增强，铅、汞等有毒金属的使用日益受到限制，在1970年发明了传统铅酸电池的替代者——锂离子电池。

锂离子电池充电时，Li+强行进入石墨层，如图4（a），利用电能，把“电”存在石墨中（发生还原反应），把“电”贮存的过程，就是电能转化为化学能的过程。

锂离子电池放电时，被嵌入的Li+自发释放而脱出，石墨层释放出电子，发生氧化反应，而正极材料得到Li+发生还原反应，电解质中的有机阴离子因“行动极其缓慢”一般不参与导电，对电流无贡献，如图4（b）。

铝离子电池和锂离子电池的最大不同是石墨层充电情景不同，铝离子电池充电时，石墨层是释放电子，AlCl4-离子（阴离子）嵌入。

教学素材：为什么是锂离子电池而不是其他离子电池？锂离子的特点：锂离子半径小，容易在正极和负极材料之间脱出和嵌入，因此找到和锂离子半径相近的，便宜的阳离子电池——钠离子电池的开发也进入了崭新的时代。

化学能归根到底来自于太阳能，若能直接把太阳能转化为人类所需要的电能，不但实现低碳的现实目标，且太阳能可谓取之不尽，利用太阳能直接转化为电能才是长远之计。

4 利用太阳能设计电池

4.1 光化学电池

如图5是一种光电池，其中一个半电池内装有1 mol·L-1的氯化钾及一支银棒，另一半电池内则装有氯化亚铜及一支白金丝。当此电池受光照射时，氯化银会立即转变成银原子与氯原子，而氯原子会暂时吸附在氯化银上[简记为Cl（AgCl）]。

光照时：AgCl（s）=Ag+Cl，Cl吸附在AgCl（s）表面，称为吸附氯，有很强的氧化性，其Eθ=3.80V，Cu+（aq）-e-→Cu2+（aq），Eθ=0.15V。电池组成：（-）Ag（s），AgCl（s），Cl|KCl（aq）‖CuCl2（aq）|CuCl（s），Pt（s）（+）。

4.2 光伏发电

1839年法国科学家贝克勒尔（Becqurel）发现的“光伏效应”为太阳能电池的问世奠定了理论基础，1854年美国贝尔研究所首先研制了第一块实用型的单晶太阳能电池，图6为光伏电池与氮化镓光电池示意图。

向晶体硅中参杂了磷、砷等元素后便形成了N型硅（能释放电子，成为电子型半导体），参杂了硼、镓等元素后便形成了P型半导体（能俘获电子，成为空穴型半导体）。当太阳能电池受到照射后，P型硅俘获的电子接受光能向N型区移动，使N型区带负电；同时空穴向P型区移动，使P区带正电，这样在P-N两端便产生了电动势。

教学设问：氮化镓光电池是原电池反应还是电解？由于整个回路中，无外加电源存在，因此不可能是电解，只能是原电池，但该原电池反应显然需要借助开放体系中的能量（太阳能）。最令人迷惑的是——氮化镓光电池的产物是甲烷和氧气，把甲烷和氧气组成燃料电池又可转化为电能，至此，假如去纠结这类装置到底是原电池还是电解池就无意义了。

教学意义：让学生细细品味化学电源工作原理，深度学习原电池有关知识，体验电化学本质特征。

5 结束语

从伏打电池、丹尼尔电池发现了“电”，到干电池的商业化和铅蓄电池的化学“存电”，发展到低污染的燃料电池以及锂离子电池利用石墨来“贮电”，最后到光电池以及光伏发电等利用太阳能直接“发电”，化学能与电能的相关研究经历了300多年。在科学的道路上，是艰辛、不平坦的，但正是人们的不懈追求，才使得人类的物质文明如此灿烂。

电极材料相同，但只要电极所处的环境不一样，电极电位就会不一样；总反应是非氧化还原反应，但只要电极过程有电子得失；总反应是吸热反应，但只要不是孤立体系，外界提供能量，就都能发生原电池反应；但是形成由电解质溶液组成的闭合回路和电池反应过程中有电子得失的前提是必不可少的。

纵观化学电源的发展史，从能量角度上，化学电源都是存在这样的过程：太阳能（或热能或电能等）→化学能→电能，其中电能转化为化学能，就是电解。值得注意的是：最初的原电池的确只是发生化学能→电能的过程，但随着实用电池的发展，各种能量转化过程完全可以在同一装置（电池）中发生。

参考文献：

[1]王灿.化学史中的科学发展观：以“化学电源”教学设计为例[J].化学教学，2014，（8）：31～34.

[2]周庆华，王仲如.对原電池工作原理的探讨[J].化学教育，2016，（1）：38～39.

[3]江敏.发现人类思维的脉络：“原电池”教学实践与思考[J].中学化学教学参考，2014，（12）：1，5～9.

[4]傅献彩，陈瑞秋主编.物理化学[M].北京：高等教育出版社，1980.

[5]杭伟华.基于教材“螺旋式上升”编写理念的教学设计研究——以“原电池”教学为例[J].化学教学，2015，（12）：29～33.

[6]但世辉，陈莉莉.电池300余年的发展史[J].化学教育，2011，（7）：74～76.

原电池原理 篇7

说课是一种系统的教育教学研究活动, 是对教与学进行行为分析的重要途径, 是教学理论研究与教学实际相结合的产物。通常是在教师备课后讲课之前 (或在讲课之后) 把教材、教法、学法、授课程序等方面的思路、教学设计及其依据, 面对面地对同行 (或其他听众) 做全面讲述的一种新兴的教学研究形式。

要想掌握说课技巧, 首先要明确讲课与说课的不同, 主要表现在两个方面: (1) 两者面对的对象不同。讲课面对的是学生, 说课则面对的是教师。 (2) 两者的内涵不相同。讲课是面对学生传授课本知识, 是课堂教学的基本形式, 属于教学范畴;说课是面对教师系统地谈教学设计及理论依据, 是一种有计划、有组织、有准备的教学研究活动。

其次要熟悉说课内容, 主要包括6方面, 即说教材、说目标、说教法、说学情学法、说教学程序、说板书设计。在说课设计中不应拘泥于单一的、固定的模式, 只要教师能够准确把握说课的要素, 透彻分析教学设计的理论依据, 可设计不同的表述方式及步骤。在突出学科特点的基础上, 力求简明扼要、风格多样, 说出新意。下面笔者就以“原电池的工作原理”一节为例, 具体阐述说课的各个环节。笔者分4步展开说课, 即教学分析、教学方法、教学过程及板书设计。

2 教学分析

2.1 说教材

主要是指教师在认真研读课程标准与教材的基础上, 系统地阐述选定课程的教学内容及其在本章及整个教材中的地位和作用, 以及与其他课程及现实的联系等。如“原电池的工作原理”一节设计如下:

(1) 地位:本节内容选自山西运城市口腔卫生学校专供口腔修复工艺专业试用的《应用化学》第四章“氧化还原反应”第二节“原电池”。

(2) 作用:原电池理论是电化学的基础, 是本章的重要内容, 教学要求属于理解层次。该内容上承氧化还原反应, 下启金属的腐蚀和防护, 为电化学腐蚀、电解等重要知识的学习奠定基础。原电池在现实生活及科学研究中被广泛应用, 学习本节知识不仅可以加深对氧化还原反应理论的认识, 还可以运用该原理去解释很多现实中的化学问题。所以学好本节知识具有比较重要的理论意义和现实意义。

2.2 说学生

主要说学生的年龄特征、认知规律及已有的知识结构和经验等, 它是教师组织实施教学活动的依据, 是学生学习新知识的基础。“原电池的工作原理”一节设计如下。

授课对象为口腔修复工艺专业一年级的中职生, 其化学基础以及对知识的理解能力和主动学习意识都不是很理想。

2.3 说目标

说教学目标要求, 通常从认知性学习目标、技能性学习目标和德育学习目标等方面进行分层化解, 阐述依据内容、载体, 以及实现这些目标要求的经验与方法, 目标化解越具体, 教学活动安排越科学。“原电池的工作原理”一节设计如下。

根据教学大纲要求及本教材“学用一致”的编写原则, 结合学生的实际情况制订了如下教学目标:

(1) 认知目标:通过对实验现象分析及有关图片展示帮助学生掌握原电池的概念及构成条件, 并使其熟悉原电池的工作原理。将原电池的概念和构成条件确定为本节课的重点, 而原电池的工作原理由于内容比较抽象, 所以将其确定为本节课的难点。

(2) 技能目标:通过对实验及现象的分析, 培养学生的观察能力、逻辑思维及探究精神。

(3) 德育目标:在授课过程中对学生进行德育以提升其职业道德素养。

3 教学方法

教学方法包括教师教的方法 (教法) 和学生学的方法 (学法) 两方面, 是教法与学法的统一。说教法就是根据教学内容的特点、教学目标和学生学习情况, 说出选用的教学方法和教学手段, 以及采用这些教学方法和手段的理论依据;而教法又必须依据学法, 否则会因缺乏针对性和可行性而不能有效地达到预期的目的。所以说教法与学法, 实际就是解决教师如何用“教”为学生“学”服务的问题, 从而实现现代课堂评价中的“以学论教”。“原电池的工作原理”一课设计如下。

本着“教为主导, 学为主体”的教学理念, 为突出重点, 突破难点, 使学生完成本节课设定的教学目标, 本节课除采用常用的讲授法外还着重采用了以下教学方法:

(1) 情境激学法 (运用案例创设医学情境, 激发学生好奇心, 引出课题) ;

(2) 探究实验促学法 (设计学生实验, 探究原电池的概念) ;

(3) 归纳法 (根据展示的装置图, 归纳总结原电池的构成条件) ;

(4) 多媒体教学法 (利用多媒体增加课程容量, 使抽象的知识直观化, 进而突破重、难点) 。

4 教学过程

说教学过程, 要简要说出该课各教学步骤的具体教学环节、名称及相关教学内容、步骤, 教学活动组织安排, 同时要说出教学前的准备, 教学中的安排, 教学后的延伸。如怎样导入新课、如何讲授新内容、练习的设计等, 尽可能说明每一步骤的意图, 说清楚突出重点、突破难点的方法, 分析学生在接受知识过程中可能出现的问题并提出相应对策。“原电池的工作原理”一节设计如下。

在分析教材, 合理选择教学方法的基础上, 笔者将教学过程分6个环节进行:

(1) 导入新课。疑, 思之始, 学之端。

以口腔中不同金属材质的假牙构成原电池对人体造成的危害为案例, 设疑, 激发学生兴趣, 引出授课主题。

(2) 通过介绍课程目标, 点明本节课的重点及难点所在, 使学生在听课过程中做到心中有数, 有的放矢。

(3) 讲授新课 (分3个阶段进行) 。

阶段1:让学生在实验中摸索、获取新知识, 引出原电池概念。

阶段2:利用多媒体动画模拟原电池工作过程, 总结原电池原理, 使学生在从宏观现象到微观本质, 从感知表象到掌握内在联系的过程中, 突破教学难点。

阶段3:通过引导学生对比分析多媒体展示的3组实验装置图, 将抽象的知识直观化, 帮助学生归纳出原电池的构成条件。

(4) 课堂小结设计。通过对案例的分析, 总结本节课的重、难点, 把理论知识内化为解决问题的能力。

(5) 达标测试。针对学生素质的差异, 进行分层训练, 巩固新知识, 促进每位学生的发展, 达到高效学习的目的。

(6) 布置作业。巩固本节课所学内容, 强化识记, 要求预习“金属的腐蚀和防护”一节, 引导学生查找口腔中金属假牙腐蚀原因的有关资料。

5 板书设计

板书, 既是科学又是艺术, 它能将课堂内容系统化、合理化、形象化, 有助于突出重点、突破难点;同时也能通过综合运用文字、图表、线条、色彩等增强表现力, 体现教师的基本素养。说板书设计要力求语言精练, 说明板书的整体布局, 有利于学生对教学内容进行更好的梳理。“原电池的工作原理”一节设计如下。

在本节课的讲授中, 板书可直观、系统地展现内容要点, 便于学生理解记忆。

板书:原电池

一、概念

二、工作原理:

氧化还原反应

三、构成条件:

1、活泼性不同的两极

2、电解质溶液

3、闭合回路

总之, 本节课通过案例导入—实验探究—展示归纳—反思总结—达标测试等环节达到了教学目的, 并且在教学过程中体现学生的主体地位, 让学生成为学习的主人, 轻松、愉悦地度过了30分钟。

原电池原理 篇8

一、铜锌原电池放电时负极表面真的没有气体产生吗?

铜锌原电池作为原电池原理学习的载体,基于铜锌原电池进行实验和问题设计是教学组织的形式。实践中教师设置了三个实验。

实验一:将铜片和锌片同时插入稀硫酸溶液,观察铜片、锌片表面变化;

实验二:用导线连接,观察铜片和锌片表面变化;

实验三:接入电流计进行读数。

学生观察到的实验现象是:未接导线前,铜片上没有明显变化,锌片上有气泡产生;连接导线后, 铜片产生大量气泡,锌片上也有气泡产生,只是比原先少一些;接上灵敏电流计有较大的读数(笔者在实验中的读数是260 μA)。但有些教师会去“纠正”,描述为:导线连接后锌片上没有气泡;有的解释是刚才产生的气泡没有消除掉,甚至不断产生的气泡也视而不见;有的干脆告诉学生记住:负极反应是Zn-2e-=Zn2+,正极反应是2H++2e-=H2↑,锌片上不可能产生气泡。这样的教学过程,容易让学生不仅不相信实验,不相信化学,甚至不相信教师,而且实验仅仅是一个过程,没有起到引领学习与佐证化学原理的作用。

实实在在的实验现象不容否定,如出现与教材描述不一致时,我们不要紧张,要学会让学生提出问题,教师和学生一起讨论,逐一分析可能的原因, 引发学生思维进入愤悱之态。这才是真正的探究, 真正的学习过程,而强记的答案不是学生学习,而是“生产产品”。

因为在笔者的课堂学生有相当大的自由发言权,同时笔者的教学不仅完成教材实验,而且还会增加自己设计的实验,所以学生会大胆地解答和实验操作,描述实验现象时会看到什么说什么,从来不会说假现象。学生因此得出的电极反应中负极多了一个反应2H++2e－=H2↑。笔者并没有强行删掉, 而是让他们分析原因,电子从负极流向正极,溶液中的阳离子(H+)向正极移动,在正极等着接电子, 只会在正极产生H2逸出。有的学生说是有少量H+没有移向铜电极,有的说是有的H+还没有来得及移向铜电极,有的学生说是Zn和H+直接进行氧化还原反应,有的说是没有进入理想状态,但没有谁能说服谁。此时有一位学生说可能是锌片不纯。当听到这个解释时,笔者进行了追问:“不纯,可能会混入什么物质?”学生都在说可能是铜、银、金之类, 当锌和这些金属一起浸泡在稀硫酸中会形成原电池,也就是说在锌片上也存在正极,所以会产生H2。 笔者补充一句,其实只要能导电的都可以,如石墨。 为后面的钢铁腐蚀原理埋下伏笔。但立刻有学生反驳了:难道混有杂质铝也会吗?此时,笔者都没有 “抢到”回答的机会,已经有同学说了:有铝也没有关系的,铝和锌浸泡在稀硫酸中可以形成原电池,只是金属锌担当正极大任,表面照样会产生气泡。到这里笔者并没有结束引导,又问学生:铜就一定是纯铜吗?学生说也不是,因为如果里面混有比铜不活泼的金属时,在稀硫酸中也不会形成原电池,还有学生说如果混进去是活泼金属就行了,因为这样就可以与铜在稀硫酸中形成原电池了(此时笔者根本没有回答机会),也有可能混有活泼金属,但被铜严密包裹,无法与稀硫酸接触照样不会产生气泡。

在上述学习过程中,教师只是在利用实验中常被大家忽略的现象,而恰恰是这个现象,让学生从实验事实与预设现象的冲突,展开思考和讨论,这十分钟左右的争论与思辨不正是我们想要的科学探究吗?不正是学生主体作用的发挥吗?

二、用铜导线做“盐桥”就不能形成原电池吗?

如图2所示,学生都能回答不能构成原电池,因电解质没有形成闭合回路,导线导电是电子在导线中定向移动,电解质溶液(或熔融态)导电是阴阳离子定向移动。图3中两个半电池中正极所在半电池中的阴离子(SO42-)无法通过盐桥(琼脂+饱和KCl溶液)从正极半电池进入负极半电池,而负极半电池中的阳离子(Zn2+)无法通过盐桥进入正极半电池, 而且实验中学生读得电流是260μA,也就是形成了原电池,负极反应Zn-2e－=Zn2+, 正极反应Cu2++2e－=Cu,必然导致负极半电池中正电荷多于负电荷而带正电,而正极半电池中正电荷少于负电荷而带负电。笔者让学生来体验这两个半电池中的溶液是否带电,学生既兴奋又害怕,有一位学生用手指分别伸入负极半电池和正极半电池,没有感觉异常,继续将手指同时伸入两个半电池,还是没有异常,但灵敏电流计的指针显示仍然有240μA。学生感觉诧异了,有学生把思考方向引向了盐桥,既然两个半电池不带电,是不是意味着盐桥中的阴、阳离子分别进入负极半电池和正极半电池,中和半电池中的电荷。学生的补充很及时,如果这样,这盐桥用一段时间不是要“死亡”了吗?笔者不仅给予了肯定,还让学生说怎样让盐桥“重生”。学生说再向琼脂中灌入饱和氯化钾溶液。

接着笔者让学生做一个猜测,如图4,将盐桥换成了一根铜导线分别伸入两个半电池,能形成原电池吗?学生立即回答不可能,因为不仅是练习中遇到过,而且也知道阴、阳离子不可能在导线中流动,所以无法形成闭合回路。笔者让学生自己来实验,就直接将一根铜导线两端同时伸入两个半电池,学生非常诧异,不仅能产生电流,且爆表了(灵敏电流计最大值300μA)。学生纳闷了,这好像与参考书上描述的完全不一样,很多学生自己做了几次,确实每一次电流都很大,学生产生了疑问。是不是试剂有问题?但刚才实验也是这些试剂,没有更换过,问题出在哪里呢?学生的想象能力真的是很强,趁笔者没有注意,已经有学生按下述图5和图6进行了实验,而且按图5读数接近300μA,按图6读数也有10μA左右。

此时学生不难看出,图5相当于铜线和锌片在硫酸锌溶液中的原电池,虽然电解质溶液是Zn SO4, 与负极Zn理论上不会自发进行氧化还原反应,但实验事实发生了。图6产生微弱电流的原因学生很快找到,因为这根导线明显不是纯铜,含有少量杂质,会形成原电池,所以有微弱的电流(前一次课, 用两块相同的铜片浸入硫酸铜溶液实验过,确实没有电流)。这时学生间的讨论更加剧烈了,在这个过程中学生真的发现图4产生电流的原因,有学生将图4的原电池图加了两条线,如图7所示,而且学生还解释了如果笔者分析左边的原电池时,右边电池相当于导线(如图中虚线1),如果笔者分析右边的原电池,左边的电池相当于导线(如图中虚线2),这样实际相当于两个原电池串联了,电流很大。当时笔者惊呆了。合适的实验、问题等载体,能给学生自主的空间,学生不仅能分析异常现象,还能发现教师未曾发现的知识。

三、蔗糖溶液不能做电解质溶液吗?

实验中笔者用蔗糖溶液来探讨能不能形成原电池,开始笔者也很确信不能形成,因为蔗糖是非电解质,不会电离出离子。但在实验中,不仅可以, 而且还有约50μA的电流产生(Zn、Cu、蔗糖溶液)。 很快学生帮笔者解释了,理由是蔗糖溶液中有水,水是弱电解质,是可以产生H+和OH-离子的,所以可以形成原电池。顺着学生的思路下去,要证明蔗糖不能形成原电池,学生想到了将蔗糖加热到熔化状态进行实验,设想很好,但在实践中又如何做呢?加热到蔗糖熔化,两个电极插入会形成原电池吗?是否会有电流产生?这些都是留给我们研究的方向, 学生对这些未知的领域有兴趣,也就会积极探索, 这才是学习过程,并不一定要学生对所有科学原理都理解清楚,但这些实验都能引起学生对空气中的O2在正极得电子被还原的思考,这正为后续研究吸氧腐蚀埋下伏笔。

实验事实与预设现象会有冲突,但在中学学习中更多的是伪冲突。教材中的科学原理总是去枝去叶的主干认识,理想化的分析现状,但在实验中却是真实状态,会出现与教材描述不一样的现象,教师利用好实验现象进行科学分析,获得科学原理的理解,收获研究问题的方法。

《原电池》实验探究教学设计 篇9

本节课在教学设计上, 首先创设教学情景, 提出实验探究问题, 学生回顾基础知识, 小组合作设计实验提出合理设计方案, 评价确定方案, 开展实验探究而后总结实验结论, 分析实验再提出新问题再设计、再实验、再探究再总结结论。在此过程中, 通过分组实验探究培养学生观察能力与分析思维能力, 培养学生发散思维、相互合作, 同时体验探究的艰辛与快乐!从而逐步深化对于原电池的工作原理的了解。

二教学目标

【知识与技能】

1.了解原电池的构成条件和工作原理, 能够设计原电池。

2.体验改进提高原电池电流强度的实验探究过程, 了解实验探究的过程和方法。

【过程与方法】

创设教学情景, 提出实验探究问题, 学生回顾基础知识, 小组合作设计实验提出合理设计方案, 评价确定方案, 开展实验探究而后总结实验结论, 分析实验再提出新问题再设计、再实验、再探究再总结结论。

【情感态度价值观】

1.体验合作学习科学探究给我们带来的快乐。

2.学生理解热爱化学就是热爱生活。

【教学重难点】原电池工作原理。

【教学方法】合作学习法、实验探究法、学案导学、对比实验法、控制变量法。

原电池电极反应式书写“五要” 篇10

例如, 铝做原电池的电极时, 如果电解质为非氧化性酸, 需通过比较金属的活动性来确定正负极;但若电解质为强碱, 则铝为负极.比如以镁、铝为电极, 用导线连接分别浸入稀H2SO4和NaOH溶液中构成原电池的反应方程式为:

电解质为稀H2SO4:

负极:Mg-2e-=Mg2+

正极:2H++2e-=H2↑

总反应方程式:Mg+2H+=Mg2++H2↑

电解质为NaOH溶液:

正极:6H2O+6e-=3H2↑+6OH-

负极:2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O

总反应方程式:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑

二、要注意电解质的性质对电极产物的影响, 正确书写电极产物的化学式

由同一个氧化还原反应而设计出的原电池, 因电解质性质不同, 电极反应也会不同.

1. 导电介质为水溶液时, 需注意其酸碱性对电极产物的影响

以氢氧燃料电池为例, 当电解质为酸性介质时, 负极上的氢气被氧化生成氢离子, 正极上的氧气被还原生成水;当电解质为碱性介质时, 负极上的氢气被氧化生成水, 正极上的氧气被还原生成氢氧根离子.上述两种情况下的电极反应分别为:

电解质为酸性介质:

正极:O2+4H++4e-=2H2O

负极:2H2-4e-=4H+

电解质为碱性介质:

正极:O2+2H2O+4e-=4OH-

负极:2H2-4e-+4OH-=4H2O

两种情况下的电池反应方程式均为:

2H2+O2=2H2O

2. 导电介质为熔融盐或固体物质

熔融盐燃料电池和固体燃料电池中, 由于其电解质的特殊性质, 电极上发生反应的形式与介质为水溶液时的情况会有所不同.

1) 熔融盐燃料电池

熔融盐燃料电池在工作时, 作为电解质的盐呈熔融状态.比如, 用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质, C3H8为负极燃气, 空气与CO2的混和气为正极助燃气, 可制得在650℃下工作的燃料电池, 根据其工作条件和电解质的性质与状态, 此电池工作时的电极反应式为:

负极:C3H8+10CO32--20e-=13CO2+4H2O

正极:5O2+10CO2+20e-=10CO32-

2) 固体电解质燃料电池

此类电池的电解质为固态, 可传导特定的离子.如用固体电解质的C3H8燃料电池 (见下图) .

此电池中的电解质可传导O2-, 所以负极C3H8失去电子与O2-作用, 最终生成水和CO2, 正极上的氧气得电子生成O2-:

负极:C3H8+10O2--20e-=3CO2+4H2O

正极:5O2+20e-=10O2-

以上两种电池的反应方程式均为:

C3H8+5O2=3CO2+4H2O

从上面的分析中我们可以看出, 燃料电池中的介质离子在整个反应过程中, 一般只起到一个桥梁作用, 如果一极上消耗某种介质离子, 那另一极必生成这种离子.

三、要注意溶液中溶解氧的作用

因为暴露在空气中的水溶液中有溶解氧, 所以活泼性不同的金属材料用导线连接后浸入盐溶液中也可以构成原电池.

如我国首创的以“铝-空气-海水”为能源的新型电池, 就是以铝、碳 (或活泼性比铝弱的金属材料) 为电极, 靠空气中的氧使铝不断氧化而产生电流的海水电池.此电池工作时的电极及电池反应方程式分别为:

负极:4Al-12e-=4Al3+

正极:3O2+6H2O+12e-=12OH-

总反应:4Al+3O2+6H2O=4Al (OH) 3↓

这种情况还可归纳为较活泼金属的吸氧腐蚀.其正极的电极反应为:

O2+2H2O+4e-=4OH-

负极反应式为:

较活泼金属-ne-=金属阳离子

四、要搞清楚电极反应与电池总反应之间的关系

根据原电池原理, 原电池正负极的电极反应和原电池总反应有如下关系:

负极反应:还原剂-ne-→氧化产物

正极反应:氧化剂+ne-→还原产物

电池总反应=负极反应+正极反应.即:

所以, 当已知某电池的总反应时, 可以根据相关条件写出两个电极的反应式, 也可由电池反应方程式减去某一极的反应式得另一极的反应式.

如某可充电的锂离子电池以LiMn2O4为正极, 嵌入锂的碳材料为负极, 含Li+的导电固体为电解质.放电时的电池反应为:Li+LiMn2O4=Li2Mn2O4.根据电池反应, 可以确定负极的反应为:Li-e-=Li+.那么, 正极的反应可由电池反应方程式减去负极反应式得到:LiMn2O4+Li++e-=Li2Mn2O4.

注意:在使用上述方法书写电极反应式时, 一定要满足电子得失守恒、电荷守恒和质量守恒这三大守恒原则.

五、要搞清楚可逆电池在充电和放电两个过程中两极上发生反应的对应关系

可逆电池在放电时为原电池, 充电时为电解池, 放电和充电是两个相反的过程.放、充电过程中正负极发生的反应关系可简单表示为:

负极:放电时, M-ae-=Ma+;

充电时 (为电解池阴极) , Ma++ae-=M

正极:放电时, N+ae-=Na-;

充电时 (为电解池阳极) , Na--ae-=N

根据上述关系, 若已知充电 (或放电) 时的电极反应式, 就可以很容易地写出放电 (或充电) 时的电极反应式了.

如已知锂离子电池放电时的电极反应式为:

负极反应:C6Li-xe-=C6Li1-x+xLi+ (C6Li表示锂原子嵌入石墨形成的复合材料)

正极反应:Li1-xMO2+xLi++xe-=LiMO2 (LiMO2表示含锂的过渡金属氧化物)

根据充、放电时的电极反应关系, 可得充电时的反应式为:

阴极 (对应负极) :C6Li1-x+xLi++xe-=C6Li

阳极 (对应正极) :LiMO2-xe-=Li1-xMO2+xLi+

电池充放电时的总反应为:

“原电池”课堂探究学习实践研究 篇11

课堂探究学习是在课堂教学中，教师创设一定的教学情境，让学生去发现问题、提出问题，以学生的探究活动为主线，以问题解决为突破口，以激励评价为动力，使学生主动构建知识的学习过程。

二、课堂探究学习流程

1.自探——设计教学。“自探”即自主探索，指学生在教师的指导下，对知识自主学习、主动探索，最终发现问题、提出解决问题的方案。

2.呈现——创设情境。采用小组讨论形式，让每一个学生呈现“自主探究”的过程和结果。

3.共研——分层指导。“共研”是指学习成员之间的对话过程。在这个过程中，每个学习者的思维成果为全体学习者所共享。共研是达到教学目标的重要手段。通过共研，学生对探索的结论进行归纳总结，从而使问题得到解决，实现知识的内化。

4.反馈评价——总结反思。教师将自探共研得到的新知识、新方法运用于问题解决，以促进知识的迁移。

三、“原电池”课堂探究学习实践

1.自探：学生自主探究，激活思维。课前教师布置自探任务，让学生查阅原电池的有趣发现史：1780年，意大利伽伐尼教授做青蛙解剖实验，当两种金属的另一端相碰时，青蛙腿突然发生了抽动……仔细阅读，你有什么体会和启示？你能在家设计一个原电池吗？

2.解决呈现：师生呈现问题，设疑激趣。课堂上，教师首先请学生叙说原电池的发现史，并讨论有什么启示。学生的学习积极性高涨，此时，教师向学生展示一个教学情境：格林太太因为一次车祸换了一颗不锈钢牙齿，但自从车祸以后，格林太太经常头痛。让学生结合以上实例思考：青蛙为什么会动？格林太太的病是否与车祸有关？

为了更好地完成自探任务，有的学生带来干电池，有的学生带来纽扣电池，有的学生带来脐橙、西红柿、食盐、食醋、玻璃杯、碳棒、铁钉、铜丝、万用表等，教师对学生自探的表现给予较高的评价，并请学生叙述自己实验的设计意图、操作方法及所观察到的现象。其中有一位学生带来了铜片、铁片、导线、音乐卡和西红柿，教师安排该同学在课堂上演示这一趣味实验。教师提问：这个简单构造为什么能使音乐卡发出声音？

3.共研：学生共研讨论，质疑探究。在激起学生探究欲望的同时，教师鼓励学生互相讨论质疑：音乐卡发声肯定有电流通过，那么电流从何而来？直接用稀酸代替番茄，效果会不会更好？是什么原理？

（1）分层指导，辨疑解难：教师指导学生带着疑问自己动手设计实验探究。将铜片、锌片分别插入稀硫酸中，各有何现象？再把插入稀硫酸的铜片、锌片用导线连起来，又有何现象？铜片、锌片的质量有何变化？溶液中的氢离子浓度有何变化？氢离子在铜片上得到的电子从何而来？如何证明导线上有电流通过？

（2）自我评价，释疑论证：学生在自学、自探、呈现、共研中，通过实验、分析、推理等加工手段，自己得出初步的结论、见解。教师在这探究学习的高潮中，再利用多媒体课件形象直观地模拟微观离子运动和电子转移，进行适当点拨。学生进一步小组共研讨论，完善自己得出的结论。此时，教师让学生小组代表向全班分析讲述原电池的原理、构成条件、两极反应和能量转化等；同时要求学生运用原电池原理讨论分析上面两个实例：原来，青蛙体内、格林太太口腔内有不同的金属与体液、唾液中的电解质接触，形成了微小的“原电池”，这种微弱的电流刺激青蛙和格林太太的神经末梢，打乱了神经系统的正常秩序，而引起了一系列的现象和病症。教师要求学生讲出道理和根据，同时对不同的观点进行辩论与交流。在辩论、交流过程中发现的问题，再经过自学、自探、呈现、共研去解决。

4.评价：训练反馈，生疑发展。教师当堂投影出层次由低到高的反馈习题，供不同水平的学生选择完成，进行达标检测，并及时给予评价。最后进行知识的迁移扩展：让学生讨论铜—锌原电池的缺点；根据原电池的原理，设计一个实用电池，可对课前自探设计的电池进行加工；探究干电池的结构和电极反应；探究蓄电池的原理及优缺点；进一步研究电池的发展历程；研究原电池反应与金属腐蚀和环境污染，激励学生在延续探究中创新。

四、教学所取得的实效

实践证明：通过开展探究学习活动，课堂教学形式、学生的学习过程及学习效果都发生了巨大的变化。

第一，摆脱了学生被动学习的状况，形成了学生的主体意识，改变了学生的认知方式，激发了学生的求知欲。

第二，提高了学习小组的团队意识，形成了学生主动思考、合作探讨、相互切磋、相互帮助的良好氛围。

原电池电极反应式的书写方法 篇12

一、书写原则

负极: 还原剂 - ne-+ 介质 = 氧化产物 ( 发生氧化反应) ①

正极: 氧化剂 + ne-+ 介质 = 还原产物 ( 发生还原反应) ②

电池总反应: 还原剂 + 氧化剂 + 介质 = 氧化产物 + 还原产物 + 其他③

① + ② = ③, 即两个电极反应式相加即得电池总反应 ( 必须用离子方程式表示) , 用电池总反应减去较简单电极的反应式即为较复杂电极的反应式, 整个过程①、②、③式都要遵循电子转移守恒、电荷守恒和质量守恒.

二、书写注意事项

1. 准确判断原电池的正负极

一定要根据溶液中自发进行的氧化还原反应来确定原电池的正负极. 一般来说, 较活泼的金属失去电子, 为原电池的负极, 但不是绝对的.

例1将镁条和铝片同时插入稀盐酸中构成原电池, 写出电极反应式.

解析: 负极为Mg, 此时电极反应式为:

负极: Mg -2e-= Mg2 +, 正极: 2H++ 2e-= H2↑

例2将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池, 写出电极反应式.

解析: 由于铝在浓硝酸中发生了钝化, 铜却失去电子是原电池的负极被氧化, 此时的电极反应式为:

负极: Cu -2e-= Cu2 +

正极: 2NO- 3+ 4H++ 2e-= 2NO2↑ +2H2O

2. 要考虑介质是否参与反应

在书写正负极上发生的电极反应时还要考虑介质的影响, 即电极产物在该电解质环境中能否稳定存在, 不能共存时应考虑其与电解质之间的后续反应.

例3请分别写出氢氧燃料电池在以下四种介质中的电极反应式.

解析: 氢氧燃料电池中反应实质为: 2H2+ O2= 2H2O. 其电极反应式为: 负极: 2H2- 4e-= 4H+, 正极: O2+ 4e-= 2O2 -. 在不同介质中H+、O2 -会与电解质发生不同的反应, 故电极反应也相应不同.

①中性介质Na2SO4溶液: H+能稳定存在, O2 -会与H2O结合成OH-, 其电极反应式为: 负极: 2H2- 4e-= 4H+, 正极: O2+4e-+ 2H2O = 4OH-.

②碱性介质KOH溶液: H+不能稳定存在会与OH-结合成水, 而O2 -也不能稳定存在会与H2O结合形成OH-, 其电极反应式为: 负极: 2H2- 4e-+ 4OH-= 2H2O , 正极: O2+ 4e-+2H2O = 4OH-.

③酸性介质稀H2SO4溶液: H+能稳定存在, O2 -会与H+结合成H2O, 其电极反应式为: 负极: 2H2- 4e-= 4H+, 正极: O2+4H++ 4e-= 2H2O.

④固体电解质氧化锆—氧化钇, 该固体电解质在高温下可允许O2 -离子在其间通过, 即O2 -能存在, 而H+会与固体电解质中O2 -结合形成水, 故其电极反应式为: 负极: 2H2- 4e-+ 2O2 -= 2H2O, 正极: O2-+ 4e-= 2O2 -.

由上可知, 氢氧燃料电池电极反应式, 在碱性溶液中, 不可能有H+出现, 同样在酸性溶液中, 也不能出现OH-, 其电池总反应 ( 2H2+ O2= 2H2O) 不随电解质的状态和电解质溶液的酸碱性变化而变化.

3. 利用加减法书写电极反应式

从理论上讲, 任何一个自发进行的氧化还原反应均可设计成原电池. 而两个电极反应式相加即得电池总反应式. 反之, 如果已知电池反应的总反应式, 可先写出较简单的电极反应式, 然后在电子守恒的基础上, 总反应式减去较简单的电极反应式, 即得到较复杂的电极反应式, 这就是所谓的“加减法”. 所以, 对于一个陌生的原电池, 只要知道电池总反应式和其中的一个电极反应式, 就可以利用此方法写出另一个电极反应式.

例4 CH3OH和O2在KOH溶液中组成燃料电池, 写出电池的负极反应式.

解析: 该电池的负极反应式比较复杂, 但电池总反应式和正极反应式比较简单, 可利用加减法书写负极电极反应式.

电池总反应式: 2CH3OH + 3O2+ 4OH-= 2CO2 - 3+ 6H2O①

正极: 3O2+ 12e-+ 6H2O = 12OH-②

( 注意①、②式转移电子数应配平, 即均为12e-)