4.1原电池（第一课时 ）课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

探“电”奇旅 --发展变迁的原电池 人教版选择性必修1化学反应原理第四章第一节《原电池》 教材的地位与作用 本节课选自人教版选择性必修1第四章《化学反应与电能》第一节《原电池》第一课时，授课对象为分科时选择了化学学科的高二年级学生。 启后：与本章的后续内容“电解池”形成对立统一的关系，为“金属电化学腐蚀与防护”等知识提供理论基础。总体而言，本章内容的教育、教学价值主要体现在理解物质变化、理解能量转化、促进学发展和促进社会发展这四个方面。 承前在必修第二册第六章化学反应与能量的基础上，与本册教材第一章化学反应的热效应相呼应，本章主要讨论化学反应与电能的有关问题，从而完整、全面地落实课程标准中选择性必修一的主题1“化学反应与能量”的教学内容和要求。原电池是电化学的基础知识，与氧化还原反应、化学反应与能量等知识紧密联系。 1.通过分析单液原电池存在的问题的不足，提出改进假设，提升发现与探究问题的能力； 03 2.能从宏观和微观相结合的视角，总结双液原电池的工作原理，建立双液原电池认知模型； 3.通过探究实验，比较单液电池和双液电池，体会科学研究对于人类社会可持续发展的重要意义 一、教学目标 1、教学目标 01 重点 1.单液原电池装置的改进实验探究； 2.双液原电池的工作原理学习与模型建立； 3.盐桥概念引入与学习。 02 难点 1.发掘与总结单液原电池的不足； 2.设计双液原电池； 3.盐桥的概念与具体作用； 2.教学重点和难点 目录 1.回顾知识，发现问题 3.探索原电池的改进创新 5.原电池的应用 2.实验探索 4.建立双液原电池认知模型 丹尼尔电池 膜电池 伏特电池 电池的发展史 伽伐尼 青蛙实验 A 燃料电池 海洋电池 浓差电池 微生物电池 铝离子电池 …… 6 Zn Cu CuSO4 A 一、原电池构成 1、定义 将化学能转化为电能的装置 2、原电池的构成条件 两极一液一回路一反应 知识回顾——原电池 e- e- 正极 负极 外电路 内电路 H+ H+ 锌片： Zn－2e- = Zn2+ 铜片： 2H+＋2e- = H2↑ 失电子， 发生氧化反应 得电子， 发生还原反应 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↑ 电流方向： 正极 → 负极 口诀：阳正阴负/+正-负 【环节一：原电池的工作原理】 总结归纳：原电池正、负极的判断 1、看电子流向 2、看电流方向 3、看离子移向 4、看电极反应类型 5、看总反应式 6、看两极现象 7、看电极材料 特别提醒：不要简单地依据金属的活泼性来判断，要看自发进行的氧化还原反应。 氧化还原反应是原电池的理论基础。 实验现象： ①电流表指针偏转。 ②锌片和铜片上均有红色物质生成。 ③溶液温度升高。 ④一段时间后，电流会逐渐减小。 ？ ？ ？ 单液铜锌原电池数字实验探究结果 思考1.锌片上的红色物质是什么？为什么锌片上有红色物质生成？ 思考2.为什么电流表读数不断减小？ 思考3：如何改进原电池装置，避免Cu2+在锌片上得电子，提高原电池能量转化效率? 思考与讨论 11 CuSO4溶液 Zn A Cu 浸有NaCl溶液的滤纸条 ZnSO4溶液 解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 改进方法：将锌与硫酸铜溶液分开，形成双液原电池 有无电流产生？ 该如何解决？ 硫酸铜 Cu Zn A 改进后 CuSO4溶液 ZnSO4溶液 Zn Cu A 【环节二 ：原电池的改进创新】 CuSO4溶液 Zn A Cu 浸有NaCl溶液的滤纸条 ZnSO4溶液 盐桥 一种凝胶态的离子导体 盐桥的作用： ①沟通内电路,形成闭合回路； ②平衡电荷，使溶液保持电中性，使电流持续传导。 ③避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减，提高原电池的工作效率。 通常是装有含琼胶的KCl 饱和溶液。盐桥中的K＋、Cl－是可以自由移动，琼胶的固定作用可以防止KCl溶液直接流出来。 思考3：盐桥中K+和Cl-的移动方向？ 思考1：盐桥中有电子流过吗？ 不能，两溶液中SO42-浓度不变 Zn片 Cu片 ZnSO4 CuSO4 Zn2＋ Cu2＋ Cl－ K＋ 没有（电子不下水） 思考2：两溶液中的离子能通过盐桥吗？ 溶液中SO42-浓度怎么变？ K+向正极移动，Cl-向负极移动； K＋ Cl－ 只出不进 【打破思维定势】氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应。 正正负负 单液 温度 电流 17.3 ℃ 0.126A 25 ℃ 0.026A 双液 温度 电流 17.3 ℃ 0.007A 现象：能量转化率高，电流弱，但是比较稳定 通过数字化实