4.1.1 原电池的工作原理 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第1课时　原电池的工作原理 第一节　原电池 第四章　化学反应与电能 1 思考1：伏打电池的发明源于一个有趣的生物实验：在死去的青蛙腿上同时插入用导线连接着两种不同材料的电极，青蛙腿就像触电似的痉挛起来。 你知道其中的奥妙吗？ 思考2 张奶奶自从镶了两颗假牙（一颗金牙、一颗钢牙）后，经常头痛失眠，这是为什么？ 蛙腿痉挛和镶假牙，这两种现象都是由电流引起的，那么这里的电流是如何产生的？ 2 在氧化还原反应中: (1)氧化剂→ 电子→元素化合价 →被 →发生 反应。 (1)还原剂→ 电子→元素化合价 →被 →发生 反应。 (3)氧化剂、还原剂之间转移电子数目 。 知识铺垫 Zn+2HCl==== ZnCl2+H2↑ 化合价升高 失2e- 化合价降低2×e- 发生还原反应 发生氧化反应 0 +1 +2 0 得到 降低 还原 还原 失去 升高 氧化 氧化 相等 “升失氧，降得还” （1）概念：将 转化为 的装置。 （2）实质：利用能自发进行的 反应把化学能转化为电能。 一、原电池原理 1.原电池的概念和实质 化学能 电能 氧化还原 【例】下列所示装置是否能构成原电池将化学能转化为电能？请说明理由。 √ √ √ 4 2.构成原电池条件——“两极一液一线一反应” ①理论上自发的 反应均可构成原电池。 ②两极有电势差——两个 电极，相对较活泼作 ； ③ 溶液或熔融的 ； ④形成闭合回路。 活动性不同 电解质 氧化还原 电解质 负极 3.原电池的工作原理 负极 氧化反应 Zn－2e－===Zn2＋ 正极 还原反应 Cu2+＋2e－===Cu Zn+Cu2+=Zn2++Cu 6 思考：电子流向、电流方向、离子流向 负极 正极 I e- 电子流向： 电流方向： 离子移动方向： 负极→正极 正极→负极 外电路（导线） 阳离子→正极 阴离子→负极 内电路（溶液） “电子不下水，离子不上岸” 3.原电池的工作原理 这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流 硫酸铜 － + e－ e－ e－ e－ Zn2+ Cu2＋ e－ e－ SO42－ Cu2＋ 内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 外电路：电子由负极经导线流向正极 （1）单液原电池工作原理 【练1】某金属能跟稀盐酸作用发出氢气，该金属与锌组成原电池时， 锌为负极，此金属是( ) A.Mg B.Fe C.Al D.Cu 【练2】下列叙述中，正确的是(　　) ①原电池是把化学能转变成电能的一种装置 ②原电池的正极发生氧化反应，负极发生还原反应 ③不能自发进行的氧化还原反应通过原电池的装置可以实现 ④碳棒能用来做原电池的正极 ⑤反应Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag可以设计成原电池 A．①③⑤　　B．①④⑤　　C．②③④　　D．②⑤ B B 9 【单液的铜锌原电池数字实验探究结果】 实验现象： ①电流表指针偏转。 ②锌片和铜片上均有红色固体生成。 ③溶液温度升高。 ④一段时间后，电流会逐渐减小。 ？ ？ ？ 单液的铜锌原电池 单液原电池的缺点： ①锌与CuSO4溶液直接接触，发生置换反应，导致部分化学能转为热能，造成能量损耗。 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 怎样改进原电池装置，获得稳定的电流？ 11 改进方法：将锌与硫酸铜溶液分开，形成双液原电池 改进 CuSO4溶液 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 盐桥 能量转化率提高，持续时间更长 能量转化率低，持续时间短 12 盐桥 ①盐桥中装有饱和KCl溶液和琼脂做 成的胶冻; ②琼脂的作用：防止管中溶液流出; ③K+和Cl-能在胶冻内自由移动，。 双液原电池： 盐桥的作用：（离子交换膜代替） a.沟通内电路,形成闭合回路； b.平衡电荷，使溶液保持电中性，使电流持续传导。 锌半电池 铜半电池 锌铜原电池（盐桥） ZnSO4溶液 Cu Zn CuSO4溶液 盐桥 能产生持续、稳定的电流 锌半电池 铜半电池 电极反应： 负极： 正极： 总反应： Cu2++2e- =Cu Zn－2e- =Zn2+ Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu 锌铜