4.1.1原电池和化学电源 课件2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修一

第一节 原电池 第一课时 原电池的工作原理 第四章 化学反应与电能 张爷爷自从镶了两颗假牙（一颗金牙、一颗钢牙）后，经常头痛失眠，这是为什么？ 新课导入 [复习回顾] 1、什么是原电池？ 借助于氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。 一、原电池原理 知识回顾：判断下列装置哪些属于原电池？为什么？ H2SO4 Zn Zn （1） 石墨 石墨 H2SO4 （2） H2SO4 Zn 石墨 （3） Zn Cu H2SO4 （4） CuSO4 Zn Cu （5） C2H5OH Zn Cu （6） Zn Cu ZnSO4 CuSO4 （7） √ √ √ 一、原电池——将化学能转化成电能的装置 1、原电池的形成条件： 负极 正极 外电路 内电路 ①必须有自发进行氧化还原反应 ③必须两个电极必须插入电解质溶液中或熔融的电解质中； ④必须两个电极必须相连并形成闭合回路。 ②必须有两种活泼性不同的导电材料作电极； 两种活泼不同的金属。 一种金属与一种非金属（如石墨）。 两电极都是其它材料。 电极材料 两极一液成回路，氧化还原是中心 ④ CuSO4溶液 ③ ⑤ ① ② √ √ 要有两个活性不同的电极(电子导体) 要有电解质溶液(离子导体) 必须形成闭合回路 [复习回顾] 6 原电池的工作原理 e- e- 正极 负极 外电路 内电路 H+ H+ 锌片： Zn－2e- = Zn2+ 铜片： 2H+＋2e- = H2↑ 氧化反应 还原反应 负极 正极 电子流向： 负极 → 正极 离子移动： 阳离子(+)：向正极， 阴离子(-) : 向负极。 电子不下水，离子不上岸 总反应： Zn＋2H+ = Zn2+＋H2↑ 01 活泼金属 不活泼金属或非金属 电子流出 电子流入 电流流入 电流流出 氧化反应 还原反应 电极减轻 电极增重或产生气体 阴离子移向 阳离子移向 meiyangyang8602 请你设计！ 用铜片、锌片，CuSO4溶液设计原电池， 写出总反应方程式、电极反应式，并预测能观察到的现象。 e- Zn2+ Cu Zn CuSO4溶液 Cu2+ 现象：铜片表面附着红色固体，电流表指针偏转。 预测观察到的现象 原电池的工作原理 01 原电池的工作原理 铜片、锌片表面均附着红色固体， 电流表指针偏转，但电流逐渐衰减。 【实验现象】 Zn片 【原因分析】 现象 原因 锌片表面附着红色固体 电流逐渐衰减 Zn与Cu2+直接接触发生反应； 锌与CuSO4溶液的接触面积减少，电流逐渐衰减 Cu片 01 应避免Zn与CuSO4 溶液反应！ 思考与交流 把Zn与CuSO4 溶液分开 如何才能得到持续稳定的电流？ 将Zn放在另一个烧杯中 CuSO4溶液 A 二、对原电池工作原理的进一步探究 [疑问]为什么没有电流？该如何解决？ 烧杯中加什么溶液？ 不与锌反应的溶液， 一般加金属对应的盐溶液。 问题： Cu Zn ZnSO4溶液 CuSO4溶液 Zn2+ SO42- A 内电路中离子无法定向移动，而破坏了溶液的电中性，所以没有电流。 SO42- Zn2+ 思考与交流 二、对原电池工作原理的进一步探究 A Cu Zn ZnSO4溶液 CuSO4溶液 Zn2+ SO42- 实验4-1 那如何改进以增强电流呢？ 盐桥: 含琼脂的KCl饱和溶液 二、对原电池工作原理的进一步探究 A Cu Zn ZnSO4溶液 CuSO4溶液 Zn2+ SO42- 实验4-1 那如何改进以增强电流呢？ 现象： 原电池能持续稳定的产生电流 问题：改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？ 盐桥: 含琼脂的KCl饱和溶液 二、对原电池工作原理的进一步探究 Zn Cu ZnSO4 CuSO4   3、双液原电池： 【实验4-1】双液铜锌原电池 H2SO4溶液 Zn A Cu ZnSO4溶液 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－ ZnSO4溶液 导线的作用是传递电子，沟通外电路。 盐桥工作示意图 CuSO4溶液 盐桥的作用则是沟通内电路 盐桥的作用： Cl—移向 极 K+移向 极 正 负 盐桥的优点： 盐桥工作原理： 使原电池氧化反应和还原反应在隔绝的区域间实现了电子的定向移动，使原电池持续稳定的产生电流。 ①使装置形成闭合回路 ②平衡电荷，使溶液保持电中性 盐桥制法： 将热的琼胶溶液倒入U形管中，将冷却后的U形管浸泡在KCl的饱和溶液中即可