4.1.1原电池 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　 第四章 化学反应与电能 第一节 原电池 1、以铜锌原电池为例，理解原电池的工作原理及形成条件。 2、学会判断原电池的正、负极，掌握原电池的电极反应式和电池反应方程式的书写。 3、认识带盐桥的原电池，理解盐桥的用途。 知识导航 1、什么是原电池？ 将化学能转化为电能的装置 2、构成原电池的条件有哪些？ 【知识回顾】 一、原电池的形成条件及工作原理 Cu Zn - - - Zn2+ Cu2+ Cu2+ Zn－2e－===Zn2+ Cu2++2e－===Cu 氧化反应 还原反应 负极 正极 阳离子 阴离子 发生溶解 有红色物质生成 原电池总反应：Zn+Cu2+===Zn2++Cu 电子流向：负极 沿导线 正极 电流方向：正极 沿导线 负极 外电路 内电路 阴离子 负极 阳离子 正极 外电路 内电路 e－ I 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 简记：电子不下水，离子不上岸。“阳正，阴负” Zn-Cu-CuSO4 原电池 3、工作原理 电极 负 极 正 极 定义: 电子流出(失电子)的一极 电极材料： 较活泼金属 定义: 电极材料： 电子流入(得电子)的一极 较不活泼金属或碳棒 电极 反应 负极: 正极: 电解质溶液中的阳离子得电子，发生还原反应 电极本身失电子，发生氧化反应 电池反应： 电子流动方向： 负极 导线 正极 阳离子移向正极 阴离子移向负极 溶液中离子 移动方向： 负极 正极 Zn － 2e- = Zn2+ Cu2+ + 2e- = Cu 一、原电池的工作原理及形成条件 Cu2+ 得失电子守恒后，两电极反应式相加 Zn＋Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu 观察并记录实验现象，其中哪些与预测一致，哪些与预测不同？ 再探原电池 锌铜原电池：Zn+Cu2+=Zn2++Cu 预测实验现象 锌片 Zn-2e-=Zn2+ 铜 Cu2++2e-=Cu 电流表 锌片腐蚀， 不断溶解 铜片上有红色物质析出 电流表指针发生偏转 一段时间实验现象 锌片被红色物质覆盖 电流表读数不断减小 ？ ？ 知识梳理 1.为什么锌片上有红色物质生成？ 因为锌与CuSO4溶液直接接触，发生氧化还原反应，所以锌片表面有铜析出。 2.为什么电流表读数不断减小？该电池能否长期保存？如何改进？ 【分析原因】 因为铜在锌表面析出后，与CuSO4溶液一起形成了原电池，产生的电流并没有经过电流表，所以电流表的读数不断减小。 锌与CuSO4溶液的接触面积逐渐减少，当锌片表面完全被铜覆盖后，相当于两个电极都是铜，已不能发生原电池反应，最后没有电流产生。（极化作用） 不能，Zn会和CuSO4 直接反应存在缺陷 知识梳理 7 改进原电池装置 -------氧化剂与还原剂不直接接触 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 Zn Cu A ？ 改进 方法：搭建盐桥（U型管、由饱和KCl溶液和琼脂制成的胶冻） 盐桥 K+和Cl-在盐桥中能移动 知识梳理 8 SO42－ Zn2+ e－ e－ SO42－ Cu2+ K+ Cu Zn K+ Cl－ K+ Cl－ K+ Cl－ K+ Cl－ K+ Cl－ Cl－ K+ K+ Cl－ K+ K+ K+ Cl－ Cl－ K+ Cl－ Cl－ Cl－ 盐桥（双液）原电池的工作原理 ★盐桥的作用 （1）离子通道，形成闭合回路。 （2）避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减。 （3）平衡电荷，使溶液保持电中性 （1）琼胶：防止管中溶液流出 ； （2）K+和Cl-能在琼胶内自由移动； （3）离子只出不进。 e- e- Cu Zn 负极： 氧化反应 正极： 还原反应 Zn - 2e- = Zn2+ Cu2+ + 2e- = Cu 总反应：Cu2+ + Zn= Cu+ Zn2+ Cl- K+ Zn2+ Cu2+ + - CuSO4溶液 ZnSO4溶液 1、双液原电池 一个原电池由两个半电池组成，一个发生氧化反应，一个发生还原反应，两个半电池用盐桥连接。半电池又叫电极 2、工作原理 锌半电池 铜半电池 知识梳理 3、优点 2、提高了能量转化率（化学能→电能）； 3、有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应， 能够防止装置中化学能的自动释放(自放电)，增加了原电池的使用寿命。 1、离子在盐桥中作定向移动，减少了离子的混乱，使离子移动更加有序，能够产生持续稳定的电流； 缺点：1.内阻大，电流弱 2.盐桥需要定期更换 双液原电池 知识梳理 银半电池 铜半电池 电极反应： 负极： 正极： 总反应： Cu － 2e- =