师：同学们，这节课我们来学习高二人教版化学选择性必修一第四章第一节第一课时原电池的工作原理。本节课的学习目标有三个：一是在分析锌、铜原电池的过程中，逐渐建立原电池的系统分析思路，能根据电极反应、电流方向或离子的移动方向判断原电池的正极和负极，并会写电极反应式；二是通过锌铜原电池实验，探究盐桥的构成与作用，理解带盐桥原电池具有稳定电流的原因；三是通过探究锌铜原电池的工作原理，认识电极反应、电极材料、离子导体、电子导体是电池构成的四个基本要素，建构原电池思维模型。
现代生活离不开方便实用的化学电源，像干电池、手机电池、车用蓄电池、各种电子产品所使用的纽扣电池，以及新能源汽车使用的燃料电池等，各种各样的化学电源都是依据原电池原理制造的。这节课我们将在高一原电池知识的基础上，深入探讨原电池的工作原理。
首先，我们来回顾原电池的相关知识。问题一，请同学们回顾什么是原电池？原电池的构成条件有哪些？如何分析原电池的工作原理？
生：原电池是能把化学能转化为电能的装置。其构成条件有四个方面：一是有自发进行的氧化还原反应，能对外界释放能量；二是有正负极，即得失电子的场所；三是有电解质溶液；四是能形成闭合回路，形成回路的外电路通过导线传递电子，叫做电子导体，内电路即电解质溶液，叫做离子导体。原电池的构成及原理是：具有两极，负极是失电子的场所，发生氧化反应，正极是得电子的场所，发生还原反应。外电路即电子导体中，电子由负极移向正极。电解质溶液作为内电路，即离子导体，其中阳离子移向正极，阴离子移向负极，进而构成闭合回路，形成原电池。
师：接下来请同学们完成任务一：应用原电池原理来分析锌、铜、硫酸铜原电池，写出电极反应式和总反应方程式，并预测实验现象。锌、铜、硫酸铜溶液构成闭合回路形成原电池。该原电池中锌比铜活泼，故锌作负极，铜作正极。锌失去电子发生氧化反应，铜离子在铜极得电子发生还原反应。由此可以写出电极反应为：负极，锌失去电子产生锌离子；正极，铜离子得电子产生铜单质。总反应式为锌和铜离子反应产生铜单质和锌离子。请大家根据原理来预测实验现象。下面我们通过实验来验证实际现象与我们预测的是否一样，请大家关注溶液温度与电流表示数变化。
（实验结束）
师：通过实验我们了解到锌铜原电池实际的实验现象，与预测不同的地方是锌片被红色物质覆盖，溶液温度上升。铜片上有红色物质析出，但比较少，电流表读数不断减小，即发生了衰减。请大家思考，完成任务二：分析锌铜原电池实验预测现象与实际现象不同的原因。
生：锌与铜离子直接接触发生反应放热使温度升高。锌片附着在锌上的铜以及硫酸铜溶液局部形成了原电池，促进了铜在锌片表面析出。锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。
师：小结一下，锌铜、硫酸铜原电池具有放电不稳、能量转换率低的缺点。问题二，锌铜、硫酸铜原电池具有放电不稳、能量转化率低的缺点，怎么改进能克服这些缺点呢？
生：解决锌铜硫酸铜原电池问题的关键是使还原剂锌与氧化剂硫酸铜不直接接触。可以像这样分开在两个池子中，与锌同一级的电解质溶液改为不与其反应的硫酸锌溶液。
师：请看实验视频。将硫酸铜溶液注入烧杯中，然后将硫酸锌溶液注入另一个烧杯中。把铜片插入硫酸铜溶液中，并将锌片插入硫酸锌溶液中。用导线将锌片连接到电流计的负极上，铜片连接到电流计的正极上，观察电流计的变化。请大家思考，像这样分开后没有电流产生原因是什么？该如何解决呢？
生：原因是两种溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路，需要在两池间搭起一条离子通道。
师：请看实验视频。把盐桥插入两个烧杯中，观察电流计的变化，然后移走盐桥，再观察电流计的变化。可以看到有盐桥存在时电流计指针偏移，取出盐桥时，电流计指针回到零点。实验中使用了一种凝胶态的离子导体，叫盐桥。它由不移动载体和自由移动离子构成，通常装有浸了氯化钾饱和溶液的琼胶。在这里琼胶是不移动载体，起固定作用。氯化钾饱和溶液提供可自由移动的钾离子和氯离子。一个原电池由两个半电池组成，一个发生氧化反应，一个发生还原反应。两个半电池用盐桥连接，导线的作用是作为电子导体传递电子，沟通外电路。思考问题三，盐桥的作用是什么？带盐桥原电池是如何工作的？接下来请同学们完成任务三：探究盐桥的作用，分析带盐桥原电池的工作原理。
生：盐桥中的离子迁移进入两侧电解质溶液，沟通了两个半电池，从而形成闭合回路。负极锌失去电子产生锌离子，发生氧化反应，因此盐桥中带负电荷的氯离子移向负极区中和锌离子引起的过量的正电荷。外电路中，电子由锌移向铜，铜离子在正极铜片上得电子产生铜单质，发生还原反应，盐桥中带正电荷的钾离子移向正极区，弥补因铜离子的减少引起的正电荷的不足。
师：这就是带盐桥原电池的工作原理，其反应的实质仍然是锌与铜离子发生氧化还原反应，产生锌离子和铜，只不过这个反应通过盐桥的作用，使氧化剂与还原剂在两个不同的池子中进行了。通过分析，我们知道盐桥的具体作用是作为离子导体，通过离子的自由移动：一是使两个半电池形成闭合回路；二是平衡电荷使溶液呈电中性。带盐桥原电池通过盐桥把还原剂与氧化剂分开，在两个电极区发生氧化还原反应，产生了持续稳定的电流。请大家通过实验视频来进一步了解盐桥的作用，重点关注溶液温度变化和电流表示数变化。