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《普通高中化学课程标准》对原电池这部分内容的要求——第一部分：体验化学能与电能转化的探究过程。了解原电池的工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式。第二部分：通过查阅资料，了解常见化学电源的种类及其工作原理，认识化学能与电能转化的实际意义及其重要应用。第三部分：能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验，探究防止金属腐蚀的措施。学生在必修阶段已经初步学习了原电池的基本知识，选修阶段是提高阶段。原电池知识具有十分重要的用价值——是研发化学电源和防止金属电化腐蚀的基础，并且可以强化氧化还原反应的有关知识。
在完成教学之后，我问一些学习能力较强的学生对这一节知识掌握如何。学生在与我的交谈中反映出许多困惑，这些困惑看似简单，但是却对孩子的理解应用本节知识感到模糊和力不从心。针对这些困惑我也及时对教学进行调整和改进。
一、化学能如何转化为电能
一般把化学能变成电能的装置叫做原电池。对此我没有对课本上的概念继续解释。而是让学生探究锌和硫酸铜溶液反应中能量的转化。教师指导学生进行分组实验探究原电池的原理。亲自感受科学家的探索过程。向一只小烧杯中加入1.0mol/L硫酸铜溶液20ml，用温度计测出反应前温度；再加入少量锌粉，充分反应后再测溶液的温度。重做该实验时，一定要强调该实验的目的，观察点在于有无气体生成而在于溶液温度的变化。通过实验一学生知道了锌与稀硫酸反应是放热的，在此基础上继续深挖，放热是能量的一种转化方式，那么能否将这种能量以其他形式的能释放出，可能转化为电能，然后和同学们一起探究水果电池，理解起来就比较简单。
二、原电池能产生电流的原因
氧化还原反应指有电子得失或电子对偏移的化学反应,其本质是有电子转移，这个电子同物理学上形成电流的电子是一回事。例如，把金属锌片和铜片同时插入稀硫酸溶液中,开始锌片上有气体,铜片上没有气泡。原因是锌化学性质活泼,可把酸中的氢离子置换出,而铜是不活泼金属，不能与酸发生化学变化。当用导线并通过电流计把两个金属片连接时，可发现电流计的指针发生偏转，也就说有电流产生了，在物理学上用电流强度来描述产生电子的多少。在讲解必修化学2第二章第二节“化学能与电能”与高中化学课本选修4第71页锌铜原电池时，学生经常会提出这样的疑问：为什么锌片的电子会自动流向铜片?Zn与Ｈ＋为什么不直接发生反应而电子却要流到铜片，然后Ｈ＋再间接从铜片上获得电子而放出氢气呢？对此课本没有正面回答，只简单提及“锌比铜活泼，较容易失去电子”。显然，教材这样处理是可以理解的，鉴于课程标准对电极电势等概念不作要求，在理论方面控制了知识的深度但这也成为学生学习的障碍。为了让学生能真正理解原电池产生电流的原因，我在教学中做了以下处理。引导学生回忆在高中物理课学过的电学知识：电场或电路里存在电势差，负电荷（电子）会从电势低的地方流向电势高的地方，正电荷则相反。将此结论稍作迁移并稍加启发，学生不难得出：锌片的电子能流向铜片，说明锌片与铜片之间存在电势差。然后，明确告诉学生：活泼性不同的金属或金属与非金属在同一溶液里可以产生不同的电势，越活泼的金属，产生的电势越低。这样处理后，使学生对原电池的原理及构成有了更深刻的理解，真正明白了原电池产生电流的根本原因及正负极与金属活泼性的关系，巧妙地将电学与化学紧密联系起来，拓展了学生思维的空间。
三、如何判断原电池正负极
作为电池，有正极和负极之分，你如何判定装置中锌片和铜片哪是负极、哪个是正极？经过学生的讨论与交流，电流计的偏转方向，很容易判断电子流向及电源的正负。在此基础上我们可以通过设计问题引导学生展开讨论，使学生所学知识得到进一步升华。
在教学中，我将学生所具备的有关氧化还原反应知识和电学知识紧密联系，作如下总结：原电池的组成中有两极，一个是正极，一个是负极，判断正、负极的方法有：
1．根据构成原电池的电极材料判断：活泼金属作负极，较不活泼金属或导电的非金属及金属氧化物作正极。
2．根据电子流向或电流流向判断：电子流出或电流流入的电极为负极，反之为正极。
3．根据原电池的反应进行判断：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。可依据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的KI淀粉等)的显色情况，推断该电极是H+还是OH－或I－等放电，从而确定正、负极。如用酚酞作指示剂，则溶液变红色的那一极附近溶液的性质为碱性，是H+放电导致c(OH－)＞c(H+)，H+放电是还原反应，故这一极为正极。
4．根据两极现象判断：溶解或质量减少的一极为负极，质量增加或有气泡产生的一极为正极。
5.一般是活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。若是燃料电池，则通入燃料的一极是负极，通入氧气的一极是正极。
例(2009年上海单科)：U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－=Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
解析：Fe与C及电解质溶液形成原电池，Fe活泼金属是负极：Fe－2e－=Fe2＋；C是正极，在a中发生吸氧腐蚀，a中压强减小；b中发生析氢腐蚀，b中压强增大，红墨水柱液面是左高右低。故选B。
作为原电池，其功能就是要将化学能转化为电能，上述原电池装置的缺点是电流不稳，能量转化率不高，电池效率不高，不能满足现实的需要。如何改进装置，提高效率。我们就要设法阻止溶液中的铜离子在负极表面上的还原。
综上所述，原电池反应的实质是使氧化反应和还原反应同时、分别发生在负极和正极上。可见，原电池成功地将氧化还原反应拆分成两个半反应，这有力地证明了氧化还原反应的本质是发生了电子的转移，且电子得失相等。实现了微观知识的宏观化，隐性知识的显性化。原电池工作原理是：负极失电子被氧化，电子经导线流向正极。平时锌置换氢离子的反应是化学能转化为热能，如锌粒与稀硫酸反应，试管外壁明显发热。而在铜锌原电池中，锌失去的电子做有规则的运动，形成电流。此时，反应中化学能转化为电能。
（责编 闫祥）
在完成教学之后，我问一些学习能力较强的学生对这一节知识掌握如何。学生在与我的交谈中反映出许多困惑，这些困惑看似简单，但是却对孩子的理解应用本节知识感到模糊和力不从心。针对这些困惑我也及时对教学进行调整和改进。
一、化学能如何转化为电能
一般把化学能变成电能的装置叫做原电池。对此我没有对课本上的概念继续解释。而是让学生探究锌和硫酸铜溶液反应中能量的转化。教师指导学生进行分组实验探究原电池的原理。亲自感受科学家的探索过程。向一只小烧杯中加入1.0mol/L硫酸铜溶液20ml，用温度计测出反应前温度；再加入少量锌粉，充分反应后再测溶液的温度。重做该实验时，一定要强调该实验的目的，观察点在于有无气体生成而在于溶液温度的变化。通过实验一学生知道了锌与稀硫酸反应是放热的，在此基础上继续深挖，放热是能量的一种转化方式，那么能否将这种能量以其他形式的能释放出，可能转化为电能，然后和同学们一起探究水果电池，理解起来就比较简单。
二、原电池能产生电流的原因
氧化还原反应指有电子得失或电子对偏移的化学反应,其本质是有电子转移，这个电子同物理学上形成电流的电子是一回事。例如，把金属锌片和铜片同时插入稀硫酸溶液中,开始锌片上有气体,铜片上没有气泡。原因是锌化学性质活泼,可把酸中的氢离子置换出,而铜是不活泼金属，不能与酸发生化学变化。当用导线并通过电流计把两个金属片连接时，可发现电流计的指针发生偏转，也就说有电流产生了，在物理学上用电流强度来描述产生电子的多少。在讲解必修化学2第二章第二节“化学能与电能”与高中化学课本选修4第71页锌铜原电池时，学生经常会提出这样的疑问：为什么锌片的电子会自动流向铜片?Zn与Ｈ＋为什么不直接发生反应而电子却要流到铜片，然后Ｈ＋再间接从铜片上获得电子而放出氢气呢？对此课本没有正面回答，只简单提及“锌比铜活泼，较容易失去电子”。显然，教材这样处理是可以理解的，鉴于课程标准对电极电势等概念不作要求，在理论方面控制了知识的深度但这也成为学生学习的障碍。为了让学生能真正理解原电池产生电流的原因，我在教学中做了以下处理。引导学生回忆在高中物理课学过的电学知识：电场或电路里存在电势差，负电荷（电子）会从电势低的地方流向电势高的地方，正电荷则相反。将此结论稍作迁移并稍加启发，学生不难得出：锌片的电子能流向铜片，说明锌片与铜片之间存在电势差。然后，明确告诉学生：活泼性不同的金属或金属与非金属在同一溶液里可以产生不同的电势，越活泼的金属，产生的电势越低。这样处理后，使学生对原电池的原理及构成有了更深刻的理解，真正明白了原电池产生电流的根本原因及正负极与金属活泼性的关系，巧妙地将电学与化学紧密联系起来，拓展了学生思维的空间。
三、如何判断原电池正负极
作为电池，有正极和负极之分，你如何判定装置中锌片和铜片哪是负极、哪个是正极？经过学生的讨论与交流，电流计的偏转方向，很容易判断电子流向及电源的正负。在此基础上我们可以通过设计问题引导学生展开讨论，使学生所学知识得到进一步升华。
在教学中，我将学生所具备的有关氧化还原反应知识和电学知识紧密联系，作如下总结：原电池的组成中有两极，一个是正极，一个是负极，判断正、负极的方法有：
1．根据构成原电池的电极材料判断：活泼金属作负极，较不活泼金属或导电的非金属及金属氧化物作正极。
2．根据电子流向或电流流向判断：电子流出或电流流入的电极为负极，反之为正极。
3．根据原电池的反应进行判断：发生氧化反应的为负极，发生还原反应的为正极。可依据电极附近指示剂(石蕊、酚酞、湿润的KI淀粉等)的显色情况，推断该电极是H+还是OH－或I－等放电，从而确定正、负极。如用酚酞作指示剂，则溶液变红色的那一极附近溶液的性质为碱性，是H+放电导致c(OH－)＞c(H+)，H+放电是还原反应，故这一极为正极。
4．根据两极现象判断：溶解或质量减少的一极为负极，质量增加或有气泡产生的一极为正极。
5.一般是活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。若是燃料电池，则通入燃料的一极是负极，通入氧气的一极是正极。
例(2009年上海单科)：U型管内为红墨水，a、b试管内分别盛有食盐水和氯化铵溶液，各加入生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是( )
A．生铁块中的碳是原电池的正极
B．红墨水柱两边的液面变为左低右高
C．两试管中相同的电极反应式是：Fe－2e－=Fe2＋
D．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析氢腐蚀
解析：Fe与C及电解质溶液形成原电池，Fe活泼金属是负极：Fe－2e－=Fe2＋；C是正极，在a中发生吸氧腐蚀，a中压强减小；b中发生析氢腐蚀，b中压强增大，红墨水柱液面是左高右低。故选B。
作为原电池，其功能就是要将化学能转化为电能，上述原电池装置的缺点是电流不稳，能量转化率不高，电池效率不高，不能满足现实的需要。如何改进装置，提高效率。我们就要设法阻止溶液中的铜离子在负极表面上的还原。
综上所述，原电池反应的实质是使氧化反应和还原反应同时、分别发生在负极和正极上。可见，原电池成功地将氧化还原反应拆分成两个半反应，这有力地证明了氧化还原反应的本质是发生了电子的转移，且电子得失相等。实现了微观知识的宏观化，隐性知识的显性化。原电池工作原理是：负极失电子被氧化，电子经导线流向正极。平时锌置换氢离子的反应是化学能转化为热能，如锌粒与稀硫酸反应，试管外壁明显发热。而在铜锌原电池中，锌失去的电子做有规则的运动，形成电流。此时，反应中化学能转化为电能。
（责编 闫祥）