4.1原电池（共4课时新授课）课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 化学反应与电能 第一节 原电池 第1课时 原电池的工作原理 硫酸铜溶液 锌片 铜片 Zn－2e－=Zn2+ 氧化反应 负极 发生溶解 Cu2++2e－=Cu 还原反应 正极 析出红色固体 外电路 内电路 负极 沿导线 正极 正极 沿导线 负极 电子流向： 电流方向： 阳离子 正极 阴离子 负极 原电池总反应：_____________________ 注意：电子不下水， 离子不上岸。 Zn+Cu2+=Zn2++Cu 1.原电池的工作原理 Cu2+ Zn2+ SO42- Cu2+ SO42- 电子导体 离子导体 由于这种原电池中氧化反应与还原反应并没有完全隔开，锌与其接触的CuSO4溶液发生反应，电流会逐渐衰减 ( CuSO4＋Zn===ZnSO4＋Cu ) 如何优化这种电池呢？ 【交流讨论】 请分析“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减” 的原因。 解决问题的核心：使还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 双液 两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路 为什么没有电流？该如何解决？ 单液 4 一种凝胶态的离子导体 盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼胶， K+和Cl-可在其中自由移动 盐桥 5 随着反应的进行ZnSO4溶液中Zn2+离子浓度增大，为使ZnSO4溶液保持电中性，盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液 随着反应的进行CuSO4溶液中Cu2+离子浓度减小，为使CuSO4溶液保持电中性，盐桥中的K+会移向CuSO4溶液 盐桥的作用？请标明电子的运动方向和阴离子、阳离子的迁移方向 Cl- K+ Zn2+ Cu2+ e- e- e- e- Zn - 2e- Zn2+ Cu2+ + 2e- Cu （1）形成闭合回路 （2）平衡电荷 （3）避免反应物直接接触 Zn+Cu2+ = Zn2++Cu 7 化合价升高→ 氧化产物 失e-→ 还原剂→ 被氧化 → 氧化反应→ 化合价降低→ 还原产物 得e-→ 氧化剂→ 被还原→ 还原反应→ 氧化还原概念之间的相互关系 2.原电池的构成要素 负极 正极 电极反应 电极材料 离子导体 电子导体 Zn+Cu2+ = Zn2++Cu 电极材料 ：反应场所 应用一 加快化学反应速率 应用二 比较金属活动性强弱 稀硫酸 A 发生溶解 产生气泡 B 3.原电池的应用 设计思路及依据 实验装置 确定负极 负极材料 负极反应物 确定正极 正极材料 正极反应物 构成 闭合回路 离子导体 电子导体 2Fe3+ + 2I- 2Fe2+ + I2 只允许K+或Cl-通过的隔膜 根据原电池工作原理，设计成原电池： 应用三 设计原电池 第四章 化学反应与电能 第一节 原电池 第2-3课时 化学电源 结构简单 一次电池 反复使用 二次电池 连续工作 燃料电池 新型电池 铅酸电池 干电池 银锌电池 镍氢电池 锂电池 新课导入 单位质量或单位体积输出的能量（比能量）或输出功率（比功率） 判断电池的优劣 质量小 便于 携带 价格 便宜 体积小 反复 使用 内阻小 连续 工作 寿命长 拓展延伸 14 构造示意图 负极材料：____ 负极反应物：_____ 正极材料：____ 正极反应物：_________ NH4Cl糊的作用：____________ Zn Zn 石墨 MnO2 电解质溶液 1.一次电池 （1）普通锌锰干电池 总反应：Zn + 2MnO2 + 2NH4Cl ＝ Zn(NH3)2Cl2 + 2MnO(OH) 普通锌锰干电池是最早进入市场的实用干电池。因其电解质溶液用淀粉糊固定化，称为干电池。 单液电池 普通锌锰干电池曾一度长期占据市场，但现在却逐渐被替代，为什么呢？ 原因1：会发生自放电 原因2：电解质氯化氨为酸性，会腐蚀电池的锌筒且反应有氢气生成，易造成电池膨胀及漏液现象 普通锌锰干电池内部结构 Zn 石墨棒 NH4Cl MnO2 NH4Cl ZnCl2 A 放置不同时间后的普通锌锰干电池 1.一次电池 （2）碱性锌锰干电池 Zn－2e－+ 2OH －= Zn(OH)2 电解质溶液 2MnO2 + 2H2O + 2e- = 2MnO(OH) + 2OH- 总反应：Zn + 2MnO2 + 2H2O = 2MnO(OH) + Zn(OH