1.2化学能转化为电能-电池（第1课时原电池的工作原理）-高二化学同步精品课堂（鲁科版2019选择性必修1）

第一章 化学反应与能量变化 第二节 化学能转化为电能-电池 第1课时 原电池的工作原理 中国登月飞船登陆月球模拟图 原电池是意大利科学家伏打于1799年捕捉到原电池的实验现象，并加以研究，发明了世界上第一个电池——伏打电池 你知道吗 普通干电池 手机电池 钮扣电池 笔记本电脑 专用电池 摄像机 专用电池 “神六”用 太阳能电池 化学与生活密切相关 电池究竟是一种什么样的装置？它们在工作时，装置中发生了什么变化？ 联想.质疑 3 活动·探究 一、原电池的工作原理 实验装置 实验现象 能量变化 CuSO4 溶液 ①电流表指针发生偏转；②锌片溶解，其表面出现一层红色的固体物质；CuSO4溶液颜色变浅；铜片表面也出现一层红色的固体物质 化学能转化为电能 思考 1.在锌片和铜片表面分别发生了哪些变化？ 2.电子从哪里来，到哪里去？ 3.电池的正极和负极分别是什么？判断依据是什么？ 4.溶液中有哪些看不见的动作？ 5 电子流动方向 Cu2+ SO42- 6 铜锌原电池工作原理 电池反应：Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu 正极 负极 锌片（Zn) 铜片 （Cu） 锌片失电子 电子沿导线传递，从而产生电流 即化学能转化为电能 发生氧化反应 阳离子移向正极 阴离子移向负极 溶液中通过离子的定向移动产生电流 Zn - 2e- Zn2+ Cu2+ + 2e- Cu 负极 反应 负极 反应 发生氧化反应 铜离子得电子 7 1.原电池的构成：（1）自发的氧化还原反应（2）两个活泼性不同的电极 3、正负极的判断（1）负极：发生氧化反应的电极失去电子的电极，电流的流入极较活泼的电极阴离子移向负极常见溶解的电极（2）正极：发生还原反应的电极得到电子的电极，电流的流出极较不活泼的电极阳离子移向负极常见由气泡冒出或由金属析出的电极 4、原电池的电路 （1）外电路：电子流动的电路 （+ 、— 极)（2）内电路：离子移动的电路 （阴、阳极） 总结归纳 金属与金属 金属与非金属 金属与金属化合物 惰性电极 （3）电解质溶液或熔融液（4）闭合电路 思考 1.如果用比锌活泼的镁代替铜片，用硫酸锌溶液代替硫酸铜溶液，与锌组成原电池，锌片上将发生怎样的反应？ 2.铜锌单液原电池有什么缺陷？ CuSO4 溶液 单液原电池 Zn2+ + 2e- Zn 氧化剂、还原剂直接接触，导致部分铜离子直接在锌片得电子析出铜，降低电池的效率。 9 如何改进单液原电池的弊端 10 由盐桥连接的两溶液保持电中性，两个烧杯中的溶液连成一个通路。 导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。 盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出。可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶解成为锌离子而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了铜离子而带上了负电。 盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。导线的作用是传递电子，沟通外电路，而盐桥的作用则是沟通内电路。 电池反应： Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu Zn - 2e- Zn2+ Cu2+ + 2e- Cu 负极 正极 11 1.在盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？ 2.在盐桥插入之后，是否有电流产生？ 3.与铜锌原电池相比该原电池具有什么特点？ 4.通过本活动，你对原电池有了哪些新的认识？ 【交流.讨论】 双液原电池比单液原电池的优点： （1）有利于最大程度的将能量转化为电能。 （2）可以获得单纯的电极反应，便于分析电极过程。 12 思 考 题 请根据反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+设计原电池，你有哪些可行方案? 要求：画出电池装置简图，阐述设计思路，写出工作原理 13 学以致用 1.如右图所示，如果电流计偏转，a变粗，b变细，符合这一情况的是（ ）A. a是锌，b是铜c是硫酸溶液 B. a是铁，b是银，c是硝酸银溶液C. a是银，b是铁，c是硝酸银溶液 D. a是铁，b是碳，c是氯化铜溶液 C 2.原电池的正极一定是（ ）A.化学性质较活泼的金属 B.化学性质较不活泼的金属C.电子流出极 D.电子流入极3.下列说法中正确的是（ ）A.原电池是把电能转化为化学能的装置 B.原电池中电子流出的一极是正极，发生能够氧化反应C.原电池两极均发生氧化还原反应D.原电池中的阳离子向正极移动 D D 4.我国首创的海洋电池以铝板为负极，铂网为正极，海水为电解质溶液，空气中的氧气与铝反应产生电流。电池总反应为4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3