以镁铝为电极,以稀NaOH溶液为电解质溶液能否构成原电池的探究.docVIP

以镁、铝为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液能否构成原电池的探究 探究环节 对探究环节的思考 思考结果 提出问题 ?问题一：什么是原电池 ?问题二：原电池的工作原理是什么，它的导电原理和物理学上的金属导电有什么区别 ?问题三：提问：学生知道生活中有哪些电池是属于原电池 生活中的原电池有干电池、蓄电池、锂电池等。它之所以能导电，则必须要有带电微粒的定向移动，在这一点上与金属的导电是相似的。 猜想与假设 电解质溶液中存在着阴、阳离子，它能不能产生电流呢，在什么情况下能够产生电流呢？ ?鼓励学生提出问题，带着问题去开展探究性学习 制定计划 ?需要的器材及药品 ?如何组装仪器 ?如何检验是否有电流形成 ?如何确定原电池的正极和负极 ?原电池原理的一些基本分析和运用。 ?通过这一部分，让学生明白探究性学习就必须得先对学习对象有一个清楚的认识，帮助学生养成一种良好的探究性学习习惯 进行实验 1，实验操作 ? 以镁、铝为电极，以稀NaOH溶液为电解质溶液构成的原电池如图1所示，剪约8cm的镁条及大小相近的铝片，使镁条与铝片分别与量程为500μA的教学演示电表的“-”、“+”端相连接，用砂纸去膜，迅速将两电极插入盛有1mol/LNaOH溶液的烧杯中。 2　实验现象 开始，电表指针向右偏移约500μA，铝片表面有许多气泡，很快电流逐渐减小直至0；随后，指针向左偏移，且电流逐渐增大至约400μA，此时，铝片表面气泡有所减少，但镁条表面只有极少量的气泡产生。 3　实验解释 镁、铝在1mol/L的NaOH溶液中，电极电势为： H2AlO-3+H2O+3e-＝Al+4OH-　φθ=-2.35V Mg(OH)2+2e-＝Mg+2OH-　φθ=-2.69V 故镁为负极，铝为正极，电子从镁条流向铝片，电表指针向右偏移。电极反应为： 负极：Mg-2e-+2OH-＝Mg(OH)2 正极：2H++2e-＝H2↑ 由于在镁条表面不断生成的Mg(OH)2并没有形成沉淀，而是紧密覆盖于镁条的表面形成膜层，使镁条表面很快发生了钝化。用电流计检测证明镁条表面的膜层具有电子导电性(电子导体)，虽然电极反应仍可进行，但依靠Mg2+从镁条表面转移到溶液的溶解过程却受到了抑制，使镁极电势正移，最终出现镁极电势高于铝极电势的结果：铝极转变为负极，表面钝化的镁条为正极，电子从铝片流向镁条，电表指针向左偏移。电极反应为： 负极：Al-3e+4OH-＝AlO-2+2H2O 正极：O2+4e+2H2O＝4OH-(主要)；2H++2e-＝H2↑(极少) 这就是说，由于在NaOH溶液中镁条发生了钝化，不仅改变了原电池的正负极，而且正极反应也由析氢变为主要吸氧。铝片表面仍有许多气泡的原因可能是铝片不纯导致铝片在NaOH溶液中形成了许多微小原电池。 ?让学生观察几组对比实验思考：要形成原电池，应该满足哪些条件？导线中为什么会有电流形成。其原因是什么？ 收集证据 ?用多媒体展示生活中多种原电池的内部结构、工作原理， ?让学生明白在现实生活中，原电池是与我们的生活密切相关的， 解释与结论 综上所述，将镁、铝放入NaOH溶液中构成原电池时，开始镁为负极，铝为正极，发生析氢腐蚀；片刻后，Al为负极，表面钝化的镁条为正极，发生吸氧腐蚀 ?可先由学生通过实验分析得出一些相关的结论，然后，教师再根据学生在认识上存在的一些问题进行分析、答疑，最后总结得出正确的结论 反思与评价 ?学生思考： （1）是不是只要有了电解质溶液和活泼性不同的两种金属材料就一定能形成原电池产生电流呢（2）原电池的两极是否一定是由金属的活泼性强弱来决定呢？ （3）如何正确的写出原电池两极所发生的反应呢 ?（4）如何进行与原电池有关的计算呢（与氧化还原反应的计算挂上钩） ?这一部分主要是为了强化学生对原电池的认识，加强对原电池的分析和运用，以提高学生解决问题的能力。 表达与交流 ?学生讨论： ?? 通过这一节内容的学习，你对原电池的基本结构、工作原理、电极的确定以及电极反应方程式的书写是否有了一个清晰的认识， ? ?通过这一部分，主要是想让学生对原电池的认识有一个清晰的脉络，让知识系统化、条理化。便于学生的理解和运用 ???