第一节 原电池 第1课时（同步课件）-2023-2024学年高二化学同步精品课堂（人教版2019选择性必修1）

第一节 原电池 第1课时 化学反应与电能 第四章 1 原电池原理的应用 2 原电池的工作原理 1 本节重点 本节难点 知识导航 现代生活离不开方便实用的化学电源，各种各样的化学电源都是依据原电池的原理制造的。 新课导入 原电池的工作原理 通过必修二的学习，我们已经知道，将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连接起来组成原电池，可以获得电流。 锌铜原电池示意图 大鹿化学工作室 负极电极反应 正极电极反应 总反应方程式 (还原反应) 2H+ + 2e- H2↑ Zn - 2e- Zn2+ (氧化反应) Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2↑ 知识梳理 4 稀硫酸 锌片 铜片 Zn－2e－=Zn2+ 氧化反应 负极 发生溶解 2H++2e－=H2↑ 还原反应 正极 产生气泡 外电路 内电路 负极 沿导线 正极 正极 沿导线 负极 电子流向： 电流方向： 阳离子 正极 阴离子 负极 原电池总反应：_____________________ 原电池——工作原理 化学反应与电能 注意：电子不下水，离子不上岸 Zn+2H+=Zn2++H2↑ 知识梳理 原电池的工作原理 通过必修二的学习，我们已经知道，将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连接起来组成原电池，可以获得电流。 锌铜原电池示意图 大鹿化学工作室 由于这种原电池中氧化反应与还原反应并没有完全隔开，如锌与其接触的稀硫酸发生反应，电流会逐渐衰减 ( Zn+2H+=Zn2++H2↑ ) 知识梳理 6 为什么没有直接利用该装置作为化学电源呢？ 装置携带不方便，能量转化不充分 产生氢气容易爆炸安全性 电池电流电压容易收到硫酸浓度的影响而不稳定 硫酸本身是强烈腐蚀性的，安全性差 反应本身不好控制，容易发热起火等等 化学反应与电能 知识梳理 7 单位质量或单位体积输出的能量多 化学反应与电能 理想的化学电源的特点 质量小 便于 携带 价格 便宜 体积小 反复 使用 内阻小 连续 工作 寿命长 知识梳理 8 如何优化这种电池呢？ 化学反应与电能 知识梳理 9 该装置能量转化率低的原因 化学反应与电能 探究：原电池装置的优化 由于这种原电池中氧化反应与还原反应并没有完全隔开，如锌与其接触的稀硫酸发生反应，电流会逐渐衰减 ( Zn+2H+=Zn2++H2↑ ) 知识梳理 10 化学反应与电能 探究：原电池装置的优化 解决问题的核心：使还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 单液 双液 知识梳理 11 知识梳理 12 化学反应与电能 探究：原电池装置的优化 两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路 为什么没有电流？该如何解决？ 解决问题的核心：使还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 知识梳理 13 一种凝胶态的离子导体 化学反应与电能 探究：原电池装置的优化 盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼胶， K+和Cl-可在其中自由移动 盐桥 解决问题的核心：使还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 知识梳理 14 化学反应与电能 探究：原电池装置的优化 Cl- K+ Zn2+ Cu2+ e- e- e- e- 解决问题的核心：使还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 知识梳理 15 知识梳理 化学反应与电能 探究：原电池装置的优化 双液原电池的工作原理 负极：Zn - 2e- Zn2+ 盐桥中的离子迁移进入两侧电解质溶液，联通了两侧电解质溶液，从而形成闭合回路 正极：Cu2+ + 2e- Cu Cl- K+ Zn2+ Cu2+ e- e- e- e- 知识梳理 17 双液电池 单液电池 知识梳理 18 化学反应与电能 剖析：双液原电池的工作原理 原电池的组成 负极 正极 知识梳理 19 氧化反应 还原反应 化学反应与电能 剖析：双液原电池的工作原理 标明氧化反应和还原反应发生的区域 负极 正极 知识梳理 20 随着反应的进行ZnSO4溶液中Zn2+离子浓度增大，为使ZnSO4溶液保持电中性，盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液 随着反应的进行CuSO4溶液中Cu2+离子浓度减小，为使CuSO4溶液保持电中性，盐桥中的K+会移向CuSO4溶液 化学反应与电能 剖析：双液原电池的工作原理 标明电子的运动方向和阴离子、阳离子的迁移方向 Cl- K+ Zn2+ Cu2+ e- e- e- e- Zn - 2e- Zn2+ Cu2+ + 2e- Cu 知识梳理 21 知识梳理 电池工作时，装置中各物质或材料的作用是什么？ Cl- K+ Zn2+ Cu2+ e- e- e- e- 知识梳理