高二化学原电池的设计与研究课件 新课标 人教.ppt

原电池的创新设计 2021/8/11 星期三1小组成员及分工小组成员及分工 吴耀宁（组长）：吴耀宁（组长）：吴耀宁（组长）：吴耀宁（组长）：分配工作，准备分配工作，准备分配工作，准备分配工作，准备VcVc泡腾片、橙泡腾片、橙泡腾片、橙泡腾片、橙子以及金属，整理数据，写报告；子以及金属，整理数据，写报告；子以及金属，整理数据，写报告；子以及金属，整理数据，写报告；周盛泽：周盛泽：周盛泽：周盛泽：联系实验室，提供场所，电流表，准备联系实验室，提供场所，电流表，准备联系实验室，提供场所，电流表，准备联系实验室，提供场所，电流表，准备醋、醋、醋、醋、NaClNaCl、杯子、工具等；、杯子、工具等；、杯子、工具等；、杯子、工具等；孙慧中：孙慧中：孙慧中：孙慧中：准备电学有关知识，准备黄瓜、草莓；准备电学有关知识，准备黄瓜、草莓；准备电学有关知识，准备黄瓜、草莓；准备电学有关知识，准备黄瓜、草莓；赵奕：赵奕：赵奕：赵奕：查找资料，准备水果（如土豆、番茄、柠查找资料，准备水果（如土豆、番茄、柠查找资料，准备水果（如土豆、番茄、柠查找资料，准备水果（如土豆、番茄、柠檬等），对报告进行改进。檬等），对报告进行改进。檬等），对报告进行改进。檬等），对报告进行改进。张司语：张司语：张司语：张司语：查找新型原电池的资料查找新型原电池的资料查找新型原电池的资料查找新型原电池的资料 刘晋熙：刘晋熙：刘晋熙：刘晋熙：准备原料、查找资料准备原料、查找资料准备原料、查找资料准备原料、查找资料2021/8/11 星期三2原电池种类原电池种类水果电池水果电池 （重在探究影响电流的因素）（重在探究影响电流的因素）温差电池温差电池 （比较新颖，一种尝试，重在思考）（比较新颖，一种尝试，重在思考）纸做的电池纸做的电池 （研究方法独特，简便，新颖）（研究方法独特，简便，新颖）2021/8/11 星期三32021/8/11 星期三4所用所用工具及原料及原料工具：工具：电流表、老虎钳、剪刀、小刀、水电流表、老虎钳、剪刀、小刀、水槽、杯子槽、杯子此外：吸铁石（检验是否是铁制品）此外：吸铁石（检验是否是铁制品）原料：原料：NaCl、Vc泡腾片、醋、黄瓜、土豆、泡腾片、醋、黄瓜、土豆、西红柿、柠檬、橙子等西红柿、柠檬、橙子等 电池锌皮及其中的碳棒、铝制瓶盖、铁钉、电池锌皮及其中的碳棒、铝制瓶盖、铁钉、铜片等铜片等2021/8/11 星期三5探究过程探究过程实验步骤：实验步骤：1、准备材料：电极（金属、碳棒）；、准备材料：电极（金属、碳棒）；电解质（水果、电解质（水果、NaCl、醋、泡腾片等）；、醋、泡腾片等）；电流表；导线；电流表；导线；2、连接器材：、连接器材：Fe、Cu、NaCl溶液、电流溶液、电流表；表；2021/8/11 星期三6探究过程探究过程3、读数、记录；、读数、记录；4、改变电极插入溶液或水果中的深度、两、改变电极插入溶液或水果中的深度、两电极间的距离、浸入电解质溶液中的面积电极间的距离、浸入电解质溶液中的面积等探究其对电流大小的影响，并记录数据；等探究其对电流大小的影响，并记录数据；5、改变电解质或电极，重复上述实验，并、改变电解质或电极，重复上述实验，并记录数据进行比较，得到初步结论。记录数据进行比较，得到初步结论。2021/8/11 星期三72021/8/11 星期三8实验记录实验记录2021/8/11 星期三9负负负负极材料极材料极材料极材料正极材料正极材料正极材料正极材料电电电电解解解解质质质质测测测测得得得得电电电电流流流流备备备备注注注注FeFeCuCuNaClNaCl0.025mA0.025mA橙子橙子橙子橙子0.075mA0.075mA0.1mA0.1mA第二次将第二次将第二次将第二次将电电电电极往橙子中极往橙子中极往橙子中极往橙子中插得更深了插得更深了插得更深了插得更深了些些些些柠柠柠柠檬檬檬檬0.15mA0.15mA黄瓜黄瓜黄瓜黄瓜0.04mA0.04mA土豆土豆土豆土豆0.05mA0.05mA2021/8/11 星期三10负负负负极极极极材料材料材料材料正极正极正极正极材料材料材料材料电电电电解解解解质质质质测测测测得得得得电电电电流流流流备备备备注注注注FeFeCuCu泡泡泡泡腾腾腾腾片溶液（片溶液（片溶液（片溶液（1 1片片片片泡泡泡泡腾腾腾腾片）片）片）片）0.15mA0.15mA电电电电极相距极相距极相距极相距较较较较近近近近0.13mA0.13mA电电电电极相距极相距极相距极相距较较较较远远远远泡泡泡泡腾腾腾腾片溶液（片溶液（片溶液（片溶液（2 2片片片片泡泡泡泡腾腾腾腾片）片）片）片）0.3mA0.3mA将将将将电电电电极浸得极浸得极浸得极浸得较较较较深深深深柠柠柠柠檬汁檬汁檬汁檬汁0.35mA0.35mA将将将将电电电电极浸得极浸得极浸得极浸得较较较较深深深深醋醋醋醋0.24mA0.24mA2021/8/11 星期三11负极材料负极材料负极材料负极材料正极材料正极材料正极材料正极材料电解质电解质电解质电解质测得电流测得电流测得电流测得电流 备注备注备注备注ZnZnC CVcVc浓浓浓浓溶液溶液溶液溶液3.5mA3.5mAAlAl土豆土豆土豆土豆0.4mA0.4mACuCu土豆土豆土豆土豆0.17mA0.17mA（为为为为什么什么什么什么这这这这也会也会也会也会产产产产生生生生电电电电流？）流？）流？）流？）2021/8/11 星期三12疑问困惑疑问困惑 在回路连成之后，电流值有时会下降，有在回路连成之后，电流值有时会下降，有时会上下波动，是什么原因？时会上下波动，是什么原因？猜想：回路连成之后，由于受到各种因素猜想：回路连成之后，由于受到各种因素的影响，导致原电池中的电阻不断改变，的影响，导致原电池中的电阻不断改变，从而影响了电流的大小。从而影响了电流的大小。2021/8/11 星期三13收获体会收获体会1、我们总结了以下影响电流大小的因素：、我们总结了以下影响电流大小的因素：电解质溶液的浓度大小：浓度越大电流电解质溶液的浓度大小：浓度越大电流越大。越大。解释：因水果大部分为酸性，含有解释：因水果大部分为酸性，含有H+，水，水果汁稀释后果汁稀释后H+浓度变小而电流下降。浓度变小而电流下降。电极之间的距离：距离越小电流越大。电极之间的距离：距离越小电流越大。解释：两电极的距离越小，溶液中的电阻解释：两电极的距离越小，溶液中的电阻越小，因此电流明显变大。越小，因此电流明显变大。2021/8/11 星期三14收获体会收获体会水果中选择汁液较多且酸性较强的水果中选择汁液较多且酸性较强的当电解质，产生的电流较大当电解质，产生的电流较大（如番茄、如番茄、橙子、柠檬，本组实验得出柠檬效果橙子、柠檬，本组实验得出柠檬效果最佳）。最佳）。解释：水果酸性较强且汁液较多的当解释：水果酸性较强且汁液较多的当电解质，电离出的电解质，电离出的H+较多，产生的较多，产生的电流变大。电流变大。2021/8/11 星期三15收获体会收获体会电极与电解质溶液的接触面积：接触面电极与电解质溶液的接触面积：接触面积越大电流越大。积越大电流越大。解释：电极与电解质接触面积越大，接触解释：电极与电解质接触面积越大，接触机会越多，反应速率愈快，电流越大。机会越多，反应速率愈快，电流越大。电极的材料：负极越活泼电流越大。电极的材料：负极越活泼电流越大。解释：金属活泼性相差越大，得到电流越解释：金属活泼性相差越大，得到电流越大。大。2021/8/11 星期三16控制变量，对照实验2021/8/11 星期三17温差电池温差电池2021/8/11 星期三182021/8/11 星期三19实验结果记录实验结果记录最大电流达到最大电流达到0.025mA.2021/8/11 星期三20收获体会收获体会、理论方面、理论方面整个实验过程中，大家一直被疑整个实验过程中，大家一直被疑问所围绕，甚至有组员怀疑温差电池问所围绕，甚至有组员怀疑温差电池的存在，认为其只是巧合，事后，我的存在，认为其只是巧合，事后，我们上网查找了有关资料，对其有了一们上网查找了有关资料，对其有了一个大概的了解。个大概的了解。2021/8/11 星期三21实验原理实验原理 温差电池是利用温差电池是利用温差电池是利用温差电池是利用温差电温差电温差电温差电现象，使现象，使现象，使现象，使热能直接转化为热能直接转化为热能直接转化为热能直接转化为电能电能电能电能的装置。的装置。的装置。的装置。当当当当两种不同的导体两种不同的导体两种不同的导体两种不同的导体（或（或（或（或导电类型不同的半导体导电类型不同的半导体导电类型不同的半导体导电类型不同的半导体）交替连接起来，则当两接头的交替连接起来，则当两接头的交替连接起来，则当两接头的交替连接起来，则当两接头的温度不同时温度不同时温度不同时温度不同时，则两，则两，则两，则两接头间有接头间有接头间有接头间有电动势电动势电动势电动势产生。产生。产生。产生。在在在在金属中，这种效应较小金属中，这种效应较小金属中，这种效应较小金属中，这种效应较小，常用于测量温度。，常用于测量温度。，常用于测量温度。，常用于测量温度。对于半导体，效应较大，可用来发电。对于半导体，效应较大，可用来发电。对于半导体，效应较大，可用来发电。对于半导体，效应较大，可用来发电。单个温差电池电动势较小单个温差电池电动势较小单个温差电池电动势较小单个温差电池电动势较小，若作为电源，一般将，若作为电源，一般将，若作为电源，一般将，若作为电源，一般将多个温差电池组成多个温差电池组成多个温差电池组成多个温差电池组成温差电堆温差电堆温差电堆温差电堆，作为小功率电源。，作为小功率电源。，作为小功率电源。，作为小功率电源。2021/8/11 星期三22对于疑问的部分解释对于疑问的部分解释1、为何铜充当负极，铁充当正极？、为何铜充当负极，铁充当正极？猜测猜测：这或许与金属的活动性无关，只是充当导这或许与金属的活动性无关，只是充当导这或许与金属的活动性无关，只是充当导这或许与金属的活动性无关，只是充当导体的作用（据有关材料显示，两种不同半导体效体的作用（据有关材料显示，两种不同半导体效体的作用（据有关材料显示，两种不同半导体效体的作用（据有关材料显示，两种不同半导体效果会更好，显然这与我们所学习的原电池是不同果会更好，显然这与我们所学习的原电池是不同果会更好，显然这与我们所学习的原电池是不同果会更好，显然这与我们所学习的原电池是不同的，甚至可以没有金属，所以谁是正极，谁是负的，甚至可以没有金属，所以谁是正极，谁是负的，甚至可以没有金属，所以谁是正极，谁是负的，甚至可以没有金属，所以谁是正极，谁是负极的论断在这儿已不成立。）。具体情况我们会极的论断在这儿已不成立。）。具体情况我们会极的论断在这儿已不成立。）。具体情况我们会极的论断在这儿已不成立。）。具体情况我们会进行进一步的探究，了解究竟会是什么因素影响进行进一步的探究，了解究竟会是什么因素影响进行进一步的探究，了解究竟会是什么因素影响进行进一步的探究，了解究竟会是什么因素影响正负极的确定。正负极的确定。正负极的确定。正负极的确定。2021/8/11 星期三232、为何在铁（即受热端）上沾有适当、为何在铁（即受热端）上沾有适当硝酸钾溶液后，电流明显增大，且伴硝酸钾溶液后，电流明显增大，且伴有有“呲呲呲呲”声？声？猜测：猜测：“呲呲呲呲”声是水汽化发出的声声是水汽化发出的声音，前一问尚未解决，事后会向有关音，前一问尚未解决，事后会向有关专家请教！专家请教！2021/8/11 星期三24纸做的电池纸做的电池2021/8/11 星期三25所用所用工具及原料及原料药品及材料：药品及材料：铁粉、硫酸亚铁、铜片、硫酸铜、锌片、铁粉、硫酸亚铁、铜片、硫酸铜、锌片、硫酸锌、铝片、硫酸铝硫酸锌、铝片、硫酸铝滤纸、剪刀、玻璃棒、烧杯、蒸馏水、胶滤纸、剪刀、玻璃棒、烧杯、蒸馏水、胶头滴管、导线、电流表头滴管、导线、电流表2021/8/11 星期三262021/8/11 星期三27探究过程探究过程实验步骤：实验步骤：1、剪滤纸成如图的形状；、剪滤纸成如图的形状；2、配制溶液并将金属剪成小块；、配制溶液并将金属剪成小块；3、将金属分别放在滤纸的四块并滴加上相、将金属分别放在滤纸的四块并滴加上相应的溶液；应的溶液；4、分别测电流（铝和锌；铝和铁；铝和铜；、分别测电流（铝和锌；铝和铁；铝和铜；锌和铁；锌和铜；铁和铜），记录数据。锌和铁；锌和铜；铁和铜），记录数据。2021/8/11 星期三282021/8/11 星期三29实验记录实验记录2021/8/11 星期三30负负负负极极极极正极正极正极正极电电电电流流流流(mA)(mA)(mA)(mA)备备备备注注注注AlAlAlAlZnZnZnZn0.010-0.0170.010-0.0170.010-0.0170.010-0.017电电电电流流流流为为为为何会慢何会慢何会慢何会慢慢慢慢慢变变变变大？大？大？大？FeFeFeFe0.0020.0020.0020.002AlAlAlAl是正极？是正极？是正极？是正极？CuCuCuCu0.0250.0250.0250.025较较较较正常，正常，正常，正常，AlAlAlAl和和和和CuCuCuCu金属性相差金属性相差金属性相差金属性相差最最最最远远远远，电电电电流最流最流最流最大。大。大。大。ZnZnZnZnFeFeFeFe0.0230.0230.0230.023有有有有问题问题问题问题，理，理，理，理论论论论上，上，上，上，ZnZnZnZn与与与与CuCuCuCu产产产产生的生的生的生的电电电电流流流流应应应应比比比比AlAlAlAl和和和和CuCuCuCu的小，的小，的小，的小，事事事事实实实实上不是的，上不是的，上不是的，上不是的，为为为为什么？什么？什么？什么？CuCuCuCu0.0800.0800.0800.080FeFeFeFeCuCuCuCu0.0350.0350.0350.035较较较较正常正常正常正常金属活动性：金属活动性：金属活动性：金属活动性：AlZnFeCuAlZnFeCu2021/8/11 星期三31数据分析Al-Zn 0.017mAZn-Fe 0.023mAFe-Cu 0.035mA提问：提问：Al-Zn以及以及Zn-Fe都相邻，电流仍有都相邻，电流仍有差异，什么原因？具有普遍性吗？仍待探差异，什么原因？具有普遍性吗？仍待探究。究。金属活动性：金属活动性：金属活动性：金属活动性：AlZnFeCuAlZnFeCu2021/8/11 星期三32疑问困惑疑问困惑 理论上，理论上，Zn与与Cu产生的电流应比产生的电流应比Al与与Cu产产生的电流要小，为什么事实上不是的？生的电流要小，为什么事实上不是的？猜想：影响电流大小的因素不仅仅是金属猜想：影响电流大小的因素不仅仅是金属活动性表中的顺序，还有很多其他的影响活动性表中的顺序，还有很多其他的影响因素，比如浓度、接触面积、压力大小等，因素，比如浓度、接触面积、压力大小等，不能仅凭其中一个因素盲目下结论。不能仅凭其中一个因素盲目下结论。金属活动性：金属活动性：金属活动性：金属活动性：AlZnFeCuAlZnFeCu2021/8/11 星期三33收获体会收获体会 1、滤纸电池的想法极其具有创新性，也是、滤纸电池的想法极其具有创新性，也是实验步骤大大简化，能够便捷且快速地进实验步骤大大简化，能够便捷且快速地进行控制变量的研究，也充分利用了滤纸的行控制变量的研究，也充分利用了滤纸的“性质性质”，容易吸，容易吸“水水”；2、实验中更加深层次地体会了控制变量法、实验中更加深层次地体会了控制变量法的的“应用应用”，不仅仅在设计对比实验时要，不仅仅在设计对比实验时要用到，分析实验结果时也应考虑到。用到，分析实验结果时也应考虑到。2021/8/11 星期三34刘晋熙刘晋熙：通过这次实践活动，我充分体会：通过这次实践活动，我充分体会到了团结协作的力量，也感受到了科学探到了团结协作的力量，也感受到了科学探究所需的严谨，求实的精神和勇于质疑的究所需的严谨，求实的精神和勇于质疑的宝贵品质，总之，受益匪浅。宝贵品质，总之，受益匪浅。2021/8/11 星期三35 周盛泽：周盛泽：这次的实验是我们共同准备合作这次的实验是我们共同准备合作完成的，通过实验测量的数据，我了解到完成的，通过实验测量的数据，我了解到随着电解质中的深度，电流会增大。这次随着电解质中的深度，电流会增大。这次的经历另我提高了学习能力和团队合作精的经历另我提高了学习能力和团队合作精神，体会到团结协作的重要性。神，体会到团结协作的重要性。2021/8/11 星期三36张司语张司语：我们可以自豪地说：从实验的准：我们可以自豪地说：从实验的准备，设计到动手操作，实验记录和最后的备，设计到动手操作，实验记录和最后的分析质疑全都是我们大家共同参与。每一分析质疑全都是我们大家共同参与。每一次实验的优化，每一次金点字迸发时，每次实验的优化，每一次金点字迸发时，每一次热烈的讨论中，我们都体会到思维的一次热烈的讨论中，我们都体会到思维的碰撞合作的乐趣，团结的力量。碰撞合作的乐趣，团结的力量。Its a perfect way!2021/8/11 星期三37 孙慧中：孙慧中：我最大的感受是虽然实验在与探我最大的感受是虽然实验在与探究和创新，但是团结合作是很重要的。究和创新，但是团结合作是很重要的。赵奕：赵奕：平时我总是认为自己的方法，思维平时我总是认为自己的方法，思维是最好的，现在经过大家的讨论，我的思是最好的，现在经过大家的讨论，我的思维和创造力又更进一步了。维和创造力又更进一步了。2021/8/11 星期三38吴耀宁（组长）吴耀宁（组长）：合作可以使探究高效。合作可以使探究高效。我不光要做一个科学探究者，也要一个组织者，我不光要做一个科学探究者，也要一个组织者，不要都自己一人包揽，善于分工。不要都自己一人包揽，善于分工。2021/8/11 星期三39十分感谢大家收看！十分感谢大家收看！希望对大家有所启发。希望对大家有所启发。谢谢！谢谢！2021/8/11 星期三402021/8/11 星期三41