1.2.1原电池的工作原理 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

原电池的工作原理 第一章第2节第一课时 1 你知道吗？ 石墨烯手机充电5分钟，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 该电池为何有如此长的待机时间和如此大的续航能力呢？ 学习目标 1、掌握原电池的工作原理和构成要素； 2、能够根据原电池原理设计原电池. DIY动手实验 风扇会转起来吗？ 4 电极反应 电极材料 离子导体 电子导体 原电池构成的基本要素 知识回顾 活泼性不同 电解质 熔融电解质 闭合 5 实验活动1 【实验仪器】：铜片一条，锌片一条，连接线，小水杯，电流表，小风扇 【实验药品】CuSO4 溶液 利用所提供仪器及药品组装成原电池 1.观察锌片和铜片的表面变化 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:试验结束后，将电极从电解质溶液里取出用水清洗后放入空烧杯中） 锌与硫酸铜的反应也是一个自发的氧化还原反应，请同学们设计装置，将该反应产生的化学能转化为电能。同学们设计的装置是这样的吗？（点）这个装置能产生电流吗？我们用实验进行验证（点） A CuSO4 锌片 铜片 e- e- Cu2+ 原电池工作原理示意图 负极：Zn－2e－===Zn2+ 正极：Cu2++2e－===Cu 负极 正极 Zn+CuSO4===ZnSO4+Cu 单液原电池 原电池工作原理示意图 电极材料：锌片，铜片 负极：锌失去电子 正极：Cu2+得电子 电极反应： 离子导体：CuSO4溶液 电子导体：外电路导线 A CuSO4 锌片 铜片 e- e- Cu2+ 实验探究 你观察到了哪些现象？ 1.锌片表面附着大量红色固体 2.电流表指针偏转 3.电流迅速衰减 单液原电池不足 ①能量转化效率低 ②不能提供持续稳定的电流 9 活动2 一探究竟？ 问1：锌片表面附着的大量红色固体是什么？如何产生的？ 问2：电流为什么出现衰减？ 根源：锌与硫酸铜溶液直接接触，在锌表面与Cu2+ 直接发生了氧化还原反应。 10 活动3 如何改进？画出改进装置图。 关键 Zn与CuSO4溶液 不直接接触 11 盐桥中通常装有含琼胶的KCl饱和溶液 资料卡片 盐桥 一种叫盐桥的装置可以起到这个作用。盐桥中通常装有含琼胶的氯化钾饱和溶液; 琼胶的作用是防止U型管中溶液流出；钾离子和氯离子能在内部自由移动。它是一种离子导体。通过盐桥可以将两个相互隔离的电解质溶液连接起来，构成离子移动的“通道”。（点） 改进原电池装置 单液原电池 双液原电池 通常，我们称未改进前的装置为单液原电池，改进后的装置为双液原电池。双液原电池具有能量转化效率高，并能提供持续、稳定电流的优点。（点） 双液原电池装置的工作原理 Zn - 2e- Zn2+ 负极 Cu2+ + 2e- Cu 正极 电极反应式： Zn＋Cu2+ Zn2+＋Cu 总反应 e- - 盐桥的作用： ①平衡电荷，可使由它连接的两溶液保持电中性。 ②做离子导体，连通内电路，保障整个电路闭合 两个电极反应如下：负极反应为：锌原子失去电子被氧化成锌离子 。正极反应：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。这个总反应也叫作电池反应（点） 双液原电池装置的工作原理 e- - 锌半电池 铜半电池 双液原电池优点 ①能量转化效率高 ②能提供持续稳定的电流 两个电极反应如下：负极反应为：锌原子失去电子被氧化成锌离子 。正极反应：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。这个总反应也叫作电池反应（点） a、b两个烧杯中均盛有100 mL等浓度的稀H2SO4，将足量的两份锌粉分别加入两个烧杯中，同时向a中加入少量CuSO4溶液，下列产生氢气的体积(V)与时间(t)的关系正确的是 √ 1.加快化学反应速率 原电池的应用 有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验，据此判断四种金属的活动性顺序是 ①A、B用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，A极为负极； ②C、D用导线相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，电流由D→导线→C； ③A、C相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，C极产生大量气泡； ④B、D相连后，同时浸入稀H2SO4溶液中，D极发生氧化反应。 A.A＞C＞D＞B B.A＞B＞C＞D C.C＞A＞B＞D D.B＞D＞C＞A √ 2.比较金属活动性强弱 原电池的应用 A>B C>D A>C D>B 请将以下反应设计成原电池 2Fe3++Cu =2Fe2+ + Cu2+ 3.设计原电池 理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电