1.2 第1课时 原电池的工作原理 课件 2022-2023学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1课时　原电池的工作原理 第1章　第2节　 1.理解原电池的工作原理，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(重点)。 2.能正确书写原电池电极反应和电池总反应方程式(难点)。 3.能设计简单的原电池并能理解原电池工作原理的应用。 学习目标 情境思考 动力系统：氢燃料电池 氢氧燃料电池被认为是利用氢能解决未来人类能源危机的途径之一。氢氧燃料电池可将化学能直接转换为电能，能量转换效率通常为60% ～ 80%，而且污染少、噪音小、装置可大可小、使用方便。 电池究竟是一种什么样的装置？它在工作时，装置中发生了什么变化？ 原电池的工作原理 一 1.实验探究含盐桥的锌铜原电池的工作原理 实验结论： 实验现象： 两种电池均产生电流，锌片逐渐溶解，铜片上有红色物质生成，电流表指针发生偏转。 两种装置均能构成原电池，将化学能转化成电能。 分析上述电池的工作原理： Cu Zn - - - Zn2+ Cu2+ Cu2+ A e- － + 负极 正极 Zn－2e－===Zn2＋ 氧化反应 Cu2＋＋2e－===Cu 还原反应 阳离子移向正极，阴离子移向负极 电子由锌极通过导线流向铜极 总反应：Zn＋CuSO4===ZnSO4＋Cu 盐桥：构成闭合回路，使离子通过，传导电流 思考 根据以上实验探究回答下列问题： (1)盐桥(装有含KCl饱和溶液的琼脂)中离子移动方向：_____移向ZnSO4溶液，______移向CuSO4溶液。盐桥在原电池装置中的作用是 _____________________________________。 Cl－ K＋ 形成闭合回路，平衡电荷，产生稳定电流 思考 (2)对比图Ⅰ与图Ⅱ两装置，能更有效地将化学能转化为电能的是 ______，其原因是___________________________________________ _____________________________________。 图Ⅱ 图Ⅰ装置中负极直接与CuSO4溶液接触，导致部 分化学能转化为热能，产生的电流强度小 2.原电池 (1)定义：利用氧化还原反应将化学能直接转化为电能的装置。 只有氧化还原反应才能有电子转移，有机会形成电流 这种装置是如何构成的呢？ 氧化还原反应在这样的装置中是如何产生电流的呢？ (2)原电池的构成条件 可能是电极本身 可能是与电极接触的氧化剂、还原剂 外电路电子导体，只有电子通过 内电路离子导体，只有离子通过 自发的氧化还原反应（能对外释放能量） 反应 电极 电极反应物 导体 导电材料 金属和金属（或非金属） 电解质溶液 金属（形成闭合回路） (3)原电池工作原理示意图 Cu Zn - - - Zn2+ H+ H+ A e- － + 负极 正极 发生还原反应 电极反应物： 活泼的非金属或其他较强氧化剂 发生氧化反应 电极反应物：活泼的金属或其他还原剂 离子导体（电解质溶液、熔盐、离子液体等） 阳离子移向 阴离子移向 电子沿导线传递产生电流 思考 (1)下列反应理论上能用于设计成原电池的是______(填序号)。 ①HCl(aq)＋NaOH(aq)===NaCl(aq)＋H2O(l)　ΔH＜0 ②2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)　ΔH＜0 ③4Fe(OH)2(s)＋2H2O(l)＋O2(g)===4Fe(OH)3(s)　ΔH＜0 ②③ 思考 (2)下列装置中，能构成原电池的是________(填序号)，能构成原电池的指出电极的名称并写出电极反应。 ①②⑤ 答案　①Cu是正极：2H＋＋2e－===H2↑；Fe是负极：Fe－2e－=== Fe2＋。 ②Zn是负极：Zn－2e－===Zn2＋；Fe是正极：Cu2＋＋2e－===Cu。 ⑤Ag是正极：2Ag＋＋2e－=== 2Ag；Cu是负极：Cu－2e－===Cu2＋。 原电池中正、负极的判断 判断依据 负极 正极 电子流动方向 电子流出极 电子流入极 离子导体中阴、阳离子定向移动的方向 阴离子移向的电极 阳离子移向的电极 电流方向 电流流入极 电流流出极 两极发生的反应 失电子，发生氧化反应 得电子，发生还原反应 电极材料 活动性较强的金属 活动性较弱的金属或能导电的非金属 原电池工作原理的应用 二 1.加快化学反应速率 当试管a中滴入CuSO4溶液后，观察到其中产生气泡的速率较试管b中的____，其原因是 _________________________________________________________。 快 CuSO4溶液与锌发生置换反应生成Cu，从而形成微小锌铜原电池，加快产生H2的速率