4.1 原电池 课件 2022-2023学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

原电池（一） 叶跃娟 湖州市南浔高级中学 1789年 伽伐尼“动物电” 1799年 伏打电堆 Zn Cu 湿布片 科学史话1:历史上第一个化学电源“伏打电堆” 受伽伐尼动物电的启发，意大利物理学家伏打，花了整整十年时间，终于研制出了能维持一定电流的化学电源——伏打电堆，这也是历史上第一个化学电源。为当时的科研和生产提供了很大的便捷。 2 1807年，英国化学家戴维用伏打电堆组成的电池组电解制得钾、钠、镁、钙等活泼金属。 伏打电堆是理想的化学电源吗？ 如何设计与改进化学电源呢？ 环节一：重识原电池 1.写出该电池的正负极电极反应式和总反应方程式，标出电子运动方向和离子迁移方向，并说明其工作原理。 2.仔细观察实验现象，并分析产生这些现象的原因。 演示实验，用数字传感器测电流强度。有电流吗？ 环节二：改进原电池 交流讨论：如何改进原电池？ 请设计方案，画出装置图，并理论分析工作原理。 盐桥：通常是装有含琼胶的KCl饱和溶液。盐桥中的K＋、Cl－可以自由移动，琼胶的固定作用可以防止KCl溶液直接流出来。 资料卡 6 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 Zn Cu A 分组实验：根据以下用品搭建双液原电池，验证是否得以改进。 实验用品：锌片、铜片、ZnSO4溶液、CuSO4溶液、浸泡饱和KCl的棉柔巾。 注意事项：用镊子取出浸泡在饱和KCl溶液中的棉柔巾，如图搭在两个小烧杯内，注意棉柔巾低端应接触到两个小烧杯中的溶液。 7 1836年，丹尼尔根据伏打电堆发明了世界上第一个实用电池，并用于早期铁路的信号灯。 CuSO4 科学史话2：丹尼尔“双液电池” 丹尼尔双液电池是理想的化学电源吗？ 图2 未使用盐桥的原电池电流强度 图1 使用盐桥的原电池电流强度 思考：为什么使用盐桥后电流会变小？ 交流讨论：如何设计方案，进一步改进原电池。 　　1950 年 W．朱达首先合成了对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜即离子交换膜。主要分为阳离子交换膜、阴离子交换膜和质子交换膜。阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。 Cu2＋ CuSO4溶液 A 锌 e－ － 铜 Zn2+ + SO42－ Cu2＋ e－ e－ e－ e－ e－ Cu Zn2＋ Zn ZnSO4溶液 科学史话3：W.朱达“膜电池” 阴离子交换膜 朱达膜电池是理想的化学电源吗？ 理想的化学电源是怎样的？ 1789年 伽伐尼“动物电” 1799年 历史上第一个“伏打电堆” 1936年 丹尼尔“双液电池” 电流 衰减 电流强度 变小 1950年 W.朱达“膜电池” ？ A A 环节三：展望原电池 质量小的 体积小的 寿命长的 便于携带的 环保的 反复使用的 …… 如何设计更理想的化学电源？ 14 燃料电池是一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源，能效高、环保，在汽车、宇航器等上广泛使用。你能设计以2H2+O2=2H2O为电极反应的氢氧燃料电池吗？ 学以致用 $