4.1.原电池课件2023—2024学年上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能 湖北省利川市第一中学 第一节 原 电 池　 比亚迪汽车公司设计的磷酸铁锂电池,充电一小时，续航500公里。 情境思考 2 (1)构成条件： (2)原电池工作原理 两极，一液，一回路，自发进行的氧化还原反应。 负极 正极 外电路 内电路 离子的移动方向： 阳 正 阴 负 电子不下水 离子不上岸 电子的移动方向： 负极→正极 一、原电池的工作原理 知识回顾 1. 单液原电池 单液原电池的缺点： ①锌与CuSO4溶液直接接触，可发生置换反应，导致部分化学能转为热能。 ②工作时，锌片上也有铜析出，原电池的电动势很快降低，电压不稳定 4 思考三：如何避免H+在锌片上得电子，提高原电池能量转化效率? 思考一： 锌极上有气泡产生说明什么问题？ 锌失去的电子没有完全经过导线，导致化学能转化成电能效率降低，电池寿命短。 锌片不能伸入H2SO4溶液中。 思考二： H+在锌片上得电子会导致什么后果？ 一部分H+直接在锌片表面得电子生成H2。 思考与讨论 怎样改进原电池装置，获得稳定的电流？ H2SO4溶液 Zn Cu A H2SO4溶液 Zn A Cu 浸有NaCl溶液的滤纸条 ZnSO4溶液 2. 双液原电池 锌片（还原剂）在与H+（氧化剂）没有直接接触的情况下也能构成原电池，但是需要合适的“桥梁”沟通两种电解质溶液。 盐桥： 通常是将浸泡了饱和KCl溶液的琼胶装在U型管中。 特点： 1.盐桥中的K+、Cl-可以自由移动 2.琼胶起到固定作用，防止KCl溶液直接流出来。 3.离子只出不进。 电流弱，但是比较稳定 Zn2+ Zn－2e－=Zn2＋ Cu2+ Cu2＋＋2e－=Cu Cl- K+ 思考七：盐桥有什么作用？ 微观探析 思考六：盐桥中K+和Cl-的移动方向？ 思考四：盐桥中有电子流过吗？ 不能，两溶液中SO42-浓度不变 1.沟通内电路，形成闭合回路； 2.提供离子，保持两溶液电中性； 3.提高能量转化效率 双液原电池的工作原理 没有 思考五：两溶液中的离子能通过盐桥吗？ K+向正极移动，Cl-向负极移动； 只出不进 阴离子 负极液 正极液 盐桥 阳离子 阳离子 阳离子 氧化反应 Zn-2e=Zn2+ 还原反应 Cu2+ +2e- =Cu 负极 正极 外电路 Zn Cu 失e-，沿导线传递，有电流产生 内电路 分为两个半电池进行 思维模型 电子不下水 离子不上岸 电流 电流 改进? 增大电流呢？ 缩短盐桥的长度，增大盐桥的横截面积 能否用一张薄薄的隔膜代替盐桥呢？ 思考八：双液原电池电流弱的原因？ ①离子运动的距离长 ②离子运动的通道窄 ③离子容量小 ①阳离子交换膜：只允许阳 离子通过 ③质 子 交 换 膜：只允许H+通过 ②阴离子交换膜：只允许阴离子通过 电流强而且稳定 思考九：隔膜原电池中离子是如何移动的呢，离子浓度怎样变化？ SO42-向负极移动，ZnSO4(aq)中c(SO42-)增大，H2SO4(aq)中c(SO42-)减小 3. 隔膜原电池 生活中膜电池 名称 单液原电池 双液原电池 隔膜原电池 优点 缺点 小 结 电流强 1.能量转化率低 2.氧化剂与还原剂直接接触，寿命短 1.内阻大，电流弱 2.盐桥需要定期更换 1.能量转化率高 2.避免氧化剂与还原剂直接接触，寿命长 1.能量转化率高 2.避免氧化剂与还原剂直接接触，寿命长 3.内阻小，电流强 数字化实验探究原电池 电流较大， 衰减快， 转化效率低 电流较小， 电流稳定， 转化效率高 学以致用 1．（广东高考题）用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U形管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（ ） ①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag++e-=Ag③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同A．①② B．②③ C．②④ D．③④ C 2.（安徽高考题）高密度储能电池锌溴电池如图所示，总反应为Zn+Br2=ZnBr2。下列说法错误的是（ ） A．电极M为正极 B．负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+ D．每转移2mole-，理论上有1mol Zn2+通过离子交换膜 C．随着放电的进行，ZnBr2溶液的浓度减小 C 小杨老师 15521324728 化学电池是将化学能转变成电能的装置。 一次电池 二次电池 燃料电池 ①分类 （充电电池） 二、化学电源 知识回顾 ②优