4.1.1寻求稳定高效的化学电源 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

原电池 石墨烯手机充电5秒钟，可以使用一周；石墨烯新能源汽 车，充电10分钟，可以续航1000公里。 该电池为何能有如此长的待机时间和如此大的续航能力呢？ 你知道吗？ 寻求稳定高效的化学电源 人教版 · 选择性必修1 化学反应原理 第四章第一节原电池第一课时 陈磊 安徽全椒中学 效 Zn-2e- = Zn2+ 氧化反应 Zn片不断溶解 外电路：电子导体 内电路：离子导体 A e- e- 2H+ +2e- =H2 ↑ 还原反应 电解质溶液 (H2SO4 ) 知识回顾 单液原电池模型 Zn 阳离子 阴离子 - (负极) 正极 有气泡产生 定 源 高 求 稳 学 化 寻 的 电 Cu e I 实验活动一 【实验仪器】 ：铜片1条、锌片1条、连接线、 小 水槽、 电流表、小风扇 【实验药品】 稀 H2SO4 利用所提供仪器及药品组装成铜锌单液电池。 1.观察锌片和铜片表面变化； 2.电流表是否偏转； 3.再看看该电池能不能使风扇转动，注意观察风扇 的转速。 (温馨提示：实验结束后，将电极从电解质溶液中 寻 求 稳 定 高 效 的 化 学 电 源 取出后用水清洗并放入空烧杯中。 ) H2SO4溶液 Cu Zn A 1.锌片铜片表面有何变化？锌电极上为何也有气泡？ 2.电流表是否偏转？小风扇是否转动？这说明什么？ 3.小风扇转速是否有变化？逐渐变慢说明什么？ 4.你认为电流减弱的可能原因是什么？ 效 思考与交流 定 源 高 求 稳 学 化 寻 的 电 【实验仪器】铜片1条、锌片1条、连接线、数据采 集器、温度传感器 【实验药品】稀H2SO4 利用温度传感器测量单液原电池的温度随时间的变 化情况。 效 A 演示实验一 H2SO4溶液 Cu 定 源 高 求 稳 学 化 寻 的 电 Zn 温度 1.在刚刚的实验中你看到了什么？ 2.这说明了什么？ 3.针对该问题，你认为该如何 改进呢？ 效 思考与交流 铜锌单液原电池 定 源 高 求 稳 学 化 寻 的 电 我们需要连通内电路 ，让阴阳离子自由移动。有没有这样一种东西 可以帮助我们实现以上要求呢？ -----盐桥 效 ZnSO4溶液 H2SO4溶液 未构成闭合回路 H2SO4溶液 未插入电解质溶液 Cu Cu Zn Zn 定 源 高 求 稳 学 化 寻 的 电 A A 实验活动二 【实验仪器】铜片1条、锌片1条、连接线、电流 表、灵敏电流计、 小风扇、 装有饱和KCl溶液琼脂 的U型管 【实验药品】 稀H2SO4、 ZnSO4溶液 利用所给药品和仪器按照如图所示装置连接电路： 1. 观察锌片表面是否还有气泡? 2.观察电流表指针是否偏转? 3.试试能否让小风扇偏转？ (温馨提示：实验结束后，将电极从电解质溶液 中取出后用水清洗并放入空烧杯中。 ) 效 A Zn ZnSO4 H2SO4 溶液 溶液 Cu 定 源 高 求 稳 学 化 寻 的 电 1.锌片表面是否还有气泡？锌片表面怎么没有气泡了呢？ 2.电流表是否偏转？ 这说明了什么？ 3.你认为盐桥起了什么作用 ？ 效 思考与交流 定 源 高 求 稳 学 化 寻 的 电 盐桥： 通常是将饱和KCl溶液的琼胶 装在U型管中。 Zn片 特点： 1.盐桥中的K+、Cl-可以自由移动。 K＋ 2.琼胶起到固定作用 ，防止KCl K＋ 溶液直接流出来。 Zn2＋ 3. K+移向正极， Cl-移向负极， ZnSO4 可使两极溶液保持电中性。 寻 求 稳 定 高 效 的 化 学 电 源 Cl－ Cl－ H＋ H2SO4 Cu片 寻 求 稳 定 高 效 的 化 学 电 源 A e- e- e- 电解质溶液 (H2SO4 ) 电解质溶液 (ZnSO4 ) K+ Zn-2e- = Zn 氧化反应 Zn片不断溶解 + = 还原反应 有气泡产生 双液原电池模型 模型构建 2H+ 2e- H ↑ Zn 阴离子 Cu 阳离子 (负极) 正极 Cl- 2+ 2 4.小风扇转动了吗？这说明什么呢？ 5.你觉得该双液原