4.1 原电池 第1课时（教学设计）化学人教版选择性必修1

年级

 高二

学科

化学

课型

新授课

教材

人教版选择性必修1 第四章 第一节 第1课时

教学目标

1.以原电池为载体，理解单液、双液原电池的工作原理，明确单液原电池电流衰减的原因，掌握盐桥、常见离子交换膜的作用，能准确判断原电池正负极，梳理外电路流向、内电路阴、阳离子的迁移规律。

2.掌握原电池的构成要素，能结合自发的氧化还原反应设计简单原电池装置。

3.熟练掌握电极反应式的直接书写法、间接书写法，能正确书写简单原电池的正负极电极反应式和总反应式。

教学重点

1.原电池的工作原理；

2.原电池正负极判断；电极反应式的书写。

教学难点

1.陌生原电池的电极反应式书写；

2.原电池中离子迁移方向的判断。

教材分析

本节内容源于新课标人教版（2019年版）高中化学选择性必修1第四章《化学反应与电能》第一节第1课时，是电化学模块的核心奠基内容，既承接了必修第二册简单单液原电池的认知基础，也为后续化学电源、电解池工作原理、金属腐蚀与防护的学习筑牢理论支撑，在整个电化学知识体系中具有承上启下的关键作用。

按照课标要求，本课时核心内容围绕原电池工作原理、电极反应式书写两大模块展开。教材以“单液原电池电流衰减”的实验问题为切入点，引导学生在问题驱动下逐步探究装置改进路径，依次呈现双液原电池结构、盐桥作用、离子迁移规律、隔膜原电池特点，最终落脚到电极反应式的书写方法。教材编排遵循“发现问题-探究改进-构建模型-应用实践”的逻辑，符合学生的认知发展规律，可有效落实宏观辨识与微观探析、证据推理与模型认知等化学核心素养。

学情分析

本课时教学对象为高二学生，已具备较为扎实的相关知识基础：必修阶段学习过简单单液原电池的构成要素、正负极判断方法，熟练掌握了氧化还原反应的电子转移规律，可独立

书写简单原电池的电极反应式。同时高二学生已具备基本的实验观察能力、逻辑推理能力，对探究性实验活动有较高的兴趣，具备开展自主探究的思维基础。

但学生的认知仍存在明显局限：一是未关注到单液原电池的应用缺陷，对“如何获得持续稳定电流”的实际问题缺乏思考；二是对双液原电池的内电路离子迁移规律、盐桥的作用理解模糊，易与外电路电子移动规律混淆；三是陌生情境下电极反应式的配平能力不足，对介质酸碱性、离子交换膜对反应的影响考虑不周。教学中需以实验现象为证据，逐步搭建认知台阶，引导学生突破认知难点，构建完整的原电池工作原理模型。

教学过程

教学内容

设计意图

课堂导入

【课堂互动提问】同学们，上课前咱们先来聊个生活化的话题：大家平时出门“刚需”携带的物品都有什么呀？我听见好多同学说手机，还有蓝牙耳机、智能手表对不对？咱们日常用的遥控板、电动牙刷，大街上越来越多的新能源汽车，这些大大小小的设备能正常工作，都离不开一个核心元件——电池。

【引入情境素材】（展示提前准备的民用干电池、新能源汽车动力电池生产线的相关图片，对应课件“电池的生产过程”情境）大家刚才提到的这些电池都属于化学电源，它们的制造全都依托于原电池的工作原理。大家还记得我们初中做过的锌铜单液原电池实验吗？当时我们把锌片、铜片插入硫酸铜溶液，接了电流表之后指针偏转，但是没一会指针示数就越来越小，小灯泡很快就暗了，可咱们平时买的5号干电池却能连续用好几个月，为什么会有这么大的差距？我们要怎么优化原电池装置，才能获得持续稳定的电流？带着这些问题，我们今天就深入探究原电池的工作原理。

1.激发学生兴趣：以学生日常高频接触的电子产品、新能源汽车为切入，贴近生活实际，配合电池生产的直观素材，快速吸引学生注意力；再结合初中已做过的实验抛出认知冲突问题，能充分激发学生的好奇心和探究欲，鼓励学生主动参与课堂思考。

2.联系生产生活：将抽象的原电池原理和实际生产生活中的化学电源应用绑定，让学生真切感受到化学知识的实用价值，消除知识点的陌生感。

3.自然导入新课：抛出的“如何改进原电池获得持续电流”的问题，恰好对应本节课要学习的单液原电池缺陷、双液盐桥原电池、电极反应式书写等核心内容，能让学生带着明确的问题导向开展学习，快速进入课堂状态。

环节一原电池的工作原理

任务一  单液原电池的工作原理及缺陷？

【引入】我们先从最经典的锌铜单液原电池入手，回顾原电池的基本构成和工作逻辑。

【教师提问】现有铜片、锌片、溶液、导线、电流表，请你设计一个原电池装置，画出装置示意图，标注电子、离子的移动方向，并写出正负极反应和总反应的离子方程式。

【学生思考】

1.画出装置图：锌片、铜片插入同一盛有CuSO4溶液的烧杯，用导线连接锌片、电流表、铜片。

2.标注移动方向：外电路电子从锌片经导线流向铜片；内电路Cu2+、H+向铜片移动，SO42-、OH-向锌片移动。

3.书写反应：负极（锌片）：Zn - 2e- = Zn2+（氧化反应）

正极（铜片）：Cu2+ + 2e- = Cu（还原反应）

总反应：Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu

【讲解】大家回答得非常准确，我们可以把原电池的粒子移动规律总结为电子不下水，离子不上岸：电子只能在外电路的导线中移动，不能进入电解质溶液；离子只能在内电路的电解质中移动，不能进入导线。但大家有没有注意到，这个装置中锌片直接和CuSO4溶液接触，会导致电池工作时电流逐渐衰减，无法持续稳定放电。

衔接高一已学的原电池基础知识，引发认知冲突，为后续双液原电池的探究做铺垫，落实宏观辨识与微观探析的核心素养。