4.1.1 原电池的工作原理-【化学优课PPT】高中化学选择性必修1同步PPT课件（人教版2019）

第1课时 原电池的工作原理 人教版 选择性必修第一册 化学优课PPT 授课教师： 第一节 原电池 第四章 化学反应与电能 学习目标 0 1 以锌铜原电池为例，从宏观和微观的角度，分析理解原电池的构成条件和工作原理，能正确判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。 0 2 借助原电池装置和原理的学习，体会化学能到电能的直接转化，能设计简易电池，提高模型认知能力，学习科学探究方法。 课程导入 破纪录的“奋斗者”号潜水器，动力哪来的？ “奋斗者”号潜水器能源保障采用了深海锂电池系统，能够在15000米深的深海压力下实现稳定供电。 9997、9998、9999、10000、10001、10002......这是什么？这在哪里？这是如何做到的？ 这是2020年中国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度10909米，挑战了全球海洋最深处。 电池在日常生活中随处可见 同学们，你还记得必修二课本里面学过的“水果电池”吗？ 其中导电原理是什么呢？ 新课讲解 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中 锌片上有气泡冒出，铜片上无现象 用导线连接锌片和铜片 锌片溶解，铜片上有气泡冒出 用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表 电流表指针发生偏转 【实验结论】装置中有电流产生，化学能转化为电能 实验探究——锌铜原电池 H2 A H+ Zn2+ Zn Cu e- e- e- e- e- e- SO42- H+ 硫酸溶液 SO42- 单液原电池 概念：将化学能转化成电能的装置叫做原电池。 理解： ①外形——无外加电源 ②自发的氧化还原反应才可能被设计成原电池 H2 A H+ Zn2+ Zn Cu e- e- e- e- e- e- SO42- H+ 硫酸溶液 SO42- 单液原电池 原电池工作原理 Zn－2e- = Zn2+ 负极 正极 2H+ + 2e- = H2↑ 总反应式： 氧化反应 还原反应 Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ 2e- Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 构成原电池的条件 必须自发进行氧化还原反应 必须有两种活泼性不同的导电材料作电极 两个电极必须相连并形成闭合回路 两个电极必须插入电解质溶液中或熔融的电解质中 单液原电池 H2 A H+ Zn2+ Zn Cu e- e- e- e- e- e- SO42- H+ 硫酸溶液 SO42- 两极一液成回路，氧化还原是中心 电极反应： 单液电池的异常现象研究 单液原电池 Zn SO42－ Cu2+ Cu2+ Cu CuSO4溶液 负极：Zn - 2e- Zn2+ 负极 正极 e- 正极：Cu2+ + 2e- Cu 总反应： Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ 单液原电池 实验现象：铜片、锌片表面均附着红色固体，电流表指针偏转，但电流逐渐衰减。 相同：铜片表面附着红色固体，电流表指针偏转。 不同：锌片表面附着红色固体, 电流逐渐衰减 （1）观察并记录上述实验现象，其中哪些与预测一致，哪些与预测不同？ 单液电池的异常现象研究 Zn SO42－ Cu2+ Cu2+ Cu CuSO4溶液 【思考与交流】 单液原电池 单液电池的异常现象研究 （2）分析“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减” 的原因。 现象 原因 锌片表面附着红色固体 电流逐渐衰减 转移的电子没有经过导线，电流逐渐衰减 Zn与Cu2+直接接触发生反应，Zn片、附着在Zn上的Cu以及CuSO4溶液局部形成了原电池，促进了Cu在锌片表面析出。 【思考与交流】 原电池改造 【思考与交流】 SO42－ Zn2+ Zn2+ SO42— Zn Cu2+ Cu2+ Cu 解决问题的关键： 还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 为什么没有电流？该如何解决？ 两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。 原电池改造 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 原电池改造 SO42－ Zn2+ Zn2+ SO42— Zn Cu2+ Cu2+ Cu ZnSO4溶液 CuSO4溶液 盐桥 一种凝胶态的离子导体 盐桥 通常盐桥是装有含琼胶的KCl 饱和溶液。盐桥中的K＋、Cl－是可以自由移动，琼胶的固定作用可以防止KCl溶液直接流出来。 双液原电池（带盐桥） A e- ZnSO4溶液 CuSO4溶液 + Zn Cu 电流表 盐桥 图4-1锌铜原电池示意图 如图4-1所示，将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液用一个盐桥连接起来，然后将锌片和铜片用导线连接，并在中间串联一个电流表，观察现象。取出盐桥，观察电流表的指针有何变化。 【实验4-1】 双液原电池（带盐桥） 【实