1.2.1化学能转化为电能--电池 课件 2023-2024学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第一课时 原电池 第2节 化学能转化为电能——电池 1.通过理论分析与实验验证深入理解原电池的工作原理，建立原电池构成的认知模型，并能设计简单的原电池。 2.认识从简单原电池发展到带有盐桥的双液电池的过程变化，并能理解带有盐桥的双液电池的实用性。 学习目标 生活中的电池 思考：原电池工作时装置中会发生哪些变化?如何去设计一个简单的原电池？ 3 利用__________反应，把________转化为______的装置 一、原电池的工作原理 氧化还原 化学能 电能 【温故知新】 2.原电池的构成条件： 1.原电池： 原电池 的构成 a.电极反应物 b.两个电极 c.电子导体 d.离子导体 闭合回路 【任务一】设计原电池 2.实验验证：依据装置图利用桌面实验用品组装简单铜锌原电池 实验注意：（1）正负极与电流表的接线柱一致 （2）将铜片锌片固定好浸没在CuSO4溶液中 （3）观察电流表以及锌片铜片的变化，记录实验现象 1.请将氧化还原反应：Zn+ CuSO4= Cu + ZnSO4，设计成一个 原电池,并画出装置图 两极所发生的反应为：负极反应：锌原子失去电子被氧化成锌离子 。正极反应为：铜离子得到电子被还原成铜单质。总反应为，锌单质与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜单质。至此，我们分析了原电池的构成要素和工作原理。接下来我们对原电池的相关知识进行总结。（点） 电流表指针偏转； 锌片溶解； 铜片上有红色固体析出； 思考：此原电池的工作原理是怎样的？ 3.实验现象： 氧化 还原 4.分析原电池的构成及工作原理，写出电极反应式。 Zn - 2e- == Zn2+ 负极： Cu2+ + 2e- == Cu 正极： Zn＋Cu2+ == Zn2+＋Cu 总反应： 负极 正极 e- e- Zn2+ SO4 2- 【任务一】设计原电池 两极所发生的反应为：负极反应：锌原子失去电子被氧化成锌离子 。正极反应为：铜离子得到电子被还原成铜单质。总反应为，锌单质与硫酸铜反应生成硫酸锌和铜单质。至此，我们分析了原电池的构成要素和工作原理。接下来我们对原电池的相关知识进行总结。（点） 锌片表面附着了红色固体； 电流表指针发生回偏，电流迅速衰减 请再次观察锌片及电流表，你是否有新发现？ 发现问题： 实验中我们都观察到哪些实验现象呢？除了（点）锌片溶解，铜片上有红色固体析出，电流表指针偏转这些现象外，还发现了一些意料之外的现象。比如：（点）锌片表面也附着大量的红色固体；电流表的指针发生了回偏；电流出现了衰减。（点） 问题2：电流为什么出现衰减？ 问题1：锌片表面附着的红色固体是什么？如何产生的？ 铜单质 锌片和溶液中的铜离子直接反应 当锌片表面析出大量的铜之后，减小了锌片与溶液的接触面积，进而减缓了原电池反应的速率，电流出现衰减。 交流思考 思考：如何能避免这些缺陷？ 锌片表面附着的红色固体是什么？它是如何产生的呢？基于以往的学习，我们分析可知锌片表面附着的红色固体是（点）铜单质，（点）是锌片和溶液中的铜离子直接反应得到的；2、电流为什么会出现衰减？（点）当锌片表面析出大量的铜之后，减小了锌片与溶液的接触面积，进而减缓了原电池反应的速率，电流出现衰减。（点） Zn与CuSO4溶液 不直接接触 关键 如何改进？ 【任务二】优化原电池设计 通过刚才的分析我们了解到要想提高电池的能量转化效率，关键在于：（点）锌片与硫酸铜溶液不直接接触。将锌片放到另外一种不与锌片反应的电解质溶液中，比如，（点）硫酸锌溶液。这样的装置能产生电流吗？ 显然不能产生电流，因为没有形成闭合回路。我们需要一种装置帮助沟通电解质溶液，什么样的装置可以起到这个作用呢？（点） 盐桥 氯化钾或硝酸铵饱和溶液的琼脂凝胶 琼胶的作用是防止U管中溶液流出。 盐桥中的离子能够定向移动。 盐桥将两个相互隔离的电解质溶液连接起来，传导电流。 【知识支持】 1.改进原电池装置 【任务二】优化原电池设计 双液原电池 单液原电池 将盐桥放入两个烧杯中，使两个烧杯中的溶液连成一个通路。这样的装置能产生电流吗？我们一起观察实验 （点） 2. 实验验证：依据装置图利用桌面实验用品组装铜锌双液原电池 实验注意：使用盐桥时先拔下两端的塞子 【任务二】优化原电池设计 3. 实验现象： 未插入盐桥前无明显现象；插入盐桥后，电流表指针发生偏转，锌片溶解，铜片表面有红色固体析出 思考：双液盐桥原电池的工作原理是怎样的？ 将盐桥放入两个烧杯中，使两个烧杯中的溶液连成一个通路。这样的装置能产生电流吗？我们一起观察实验 （点） 负极：Zn-2e-=Zn2+（氧化反