4.1.1原电池工作原理 课件 2024-2025学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第四章 第1节原电池 第1课时：原电池的工作原理 原电池的工作原理 极氪001 三元锂电池,充电1小时，续航1000公里，动力足，跑得远。 一、创设情境，提出问题 电流稳定？ 电流大？ 换电池照片 原电池的工作原理 一、创设情境，提出问题 电流输出大而稳定 问题1：高效原电池具备哪些性能特征？ 问题2：简单原电池是高效原电池吗 ？ 换电池照片 知识回顾 二、回顾单液，发现问题 (1)定义： (2)构成条件： 两极 一液 一回路 一反应 能把化学能转化为电能的装置。 自发的氧化还原反应 电解质溶液 两个活泼性不同的金属 形成闭合回路 Cu Zn CuSO4溶液 A - + Zn A Cu Cu2＋ Zn2+ e- Zn Cu2＋ Cu SO42－ SO42－ 内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极。 外电路：电子由负极经导线流向正极 Cu2＋ SO42－ e- 负极 正极 Zn - 2e- = Zn2+ Cu2+ + 2e- = Cu 氧化反应 还原反应 CuSO4溶液 Zn 电子不下水 离子不上岸 三、小组合作，分析问题 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 环节2、知识精讲 写出下面原电池的电极反应式、总反应方程式，标出电子流向和离子迁移方向，并预测能观察到的现象。 知识回顾 二、 二、回顾单液，发现问题 【实验1】 电极 预测现象 正极 负极 锌片质量减少 红色固体析出 电流表 发生偏转 知识回顾 二、 二、回顾单液，发现问题 【实验探究1】 知识回顾 二、 二、回顾单液，发现问题 电极 正极 负极 无明显现象 红色固体析出 电流表 发生偏转 红色固体析出 电流表指针偏转，但电流逐渐衰减。 附着红色固体 预测现象 实际现象 三、小组合作、分析问题 电流较大，衰减快，能量转化效率低 追问，放温度计，应该怎样变化呢？ 三、小组合作、分析问题 【分析原因】 问题 原因 Zn与Cu²+直接接触，发生置换反应，导致部分化学能转为热能。 锌与CuSO4溶液的接触面积减少，电流逐渐衰减不稳定。 电流逐渐衰减 锌片表面附着红色固体 追问，放温度计，应该怎样变化呢？ 还原剂Zn 与氧化剂CuSO₄不直接接触 三、小组合作、分析问题 问题3：如何改进实验装置，获得稳定的电流？ Cu Zn CuSO4溶液 A ZnSO4溶液 CuSO4溶液 Zn Cu A 三、小组合作、分析问题 原因：两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。 问题4：为什么没有电流? 该如何解决？ 换电池照片 三、小组合作、分析问题 通常是将浸泡了饱和KCl溶液的琼胶，盐桥中的K＋、Cl－是可以自由移动。 盐桥 换电池照片 三、小组合作、分析问题 【实验2】探究双液原电池 药品以及仪器： 锌片、铜片 CuSO4溶液ZnSO4溶液 多量程电流 换电池照片 三、小组合作、分析问题 【实验3】数字化实验探究原电池 药品以及仪器： 锌片、铜片 CuSO4溶液ZnSO4溶液 数字采集器 多量程电流 温度传感器 换电池照片 三、小组合作、分析问题 电流较小，电流稳定，能量转化效率高 换电池照片 任务二：探究双液原电池 K＋ Cl- e- Zn2+ Zn Cu2＋ Cu Zn - 2e- = Zn2+ Cu2+ + 2e- = Cu 氧化反应 还原反应 负极 正极 三、小组合作、分析问题 【任务1】分析双液电池的工作原理。 ACID-BASE TITRATION 任务三：完善原电池模型 原电池工作原理示意图 阳离子迁移方向 阴离子迁移方向 发生氧化反应 发生还原反应 ＋ － 电流表 盐桥 负极 正极 A e- e- 电子导体 离子导体 负极 发生氧化反应 还原剂 正极 发生还原反应 氧化剂 四、信息共享、解决问题 ACID-BASE TITRATION 三、小组合作、分析问题 不能，导线不能传递离子，无电子通过。 不能，两溶液中SO42-浓度不变。 只出不进 问题5：盐桥能用导线替代吗？是否有电子通过？ 问题7：盐桥的作用是什么？ 问题6：两溶液中的离子能通过盐桥吗？ (1)形成闭合回路； (2)平衡电荷，使溶液呈电中性； 换电池照片 五、总结归纳，评价方案 （1）活动性不同的两块金属材料。 （2）电极均与电解质溶液接触 （3）形成闭合回路 （4）能自发进行的氧化还原反应 Cu CuSO4溶液 问题8：你能总结出双液原电池的组成条件吗？ 换电池照片 五、总结归纳，评价方案 电极材料 电极反应 电子流向 电极现象 离子移向 活泼金属 氧化反应 质量减少 阴离子移向 不活泼金属或导电非金属 还原反应 电子流向（得） 电极增重 阳离子移向 负极 正极 问题9：你能归纳出判断原电池“正负极”的方法吗？ 电子流出（失） 换电池照片 六、反思自评，巩固提升 ①离子运动的距离长 ②离子运动的通道窄 ③离子容量小 增大电流？ 缩短盐桥的长度，增大盐桥的横截面积 能否用一张薄薄的隔膜代替盐桥呢？ 改进? 问题10：双液原电池电流弱的原因？ 换电池照片 六、反思自评，巩固提升 隔膜原电池 ①阳离子交换膜：只允许阳离子通过 ③质子 交 换 膜：只允许H+通过 ②阴离子交换膜：只允许阴离子通过 SO42-向负极移动，ZnSO4(aq)中c(SO42-)增大，CuSO4(aq)中c(SO42-)减小 CuSO4溶液 问题10：隔膜原电池中离子是如何移动？离子浓度怎样变化？ 六、反思自评，巩固提升 练习1、用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有含KCl饱和溶液的琼胶）构成一个原电池（如下图）。以下有关该原电池的叙述正确的是(　　) ①在外电路中,电子由铜电极流向银电极 ②正极反应为Ag++e- = Ag ③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应 与该原电池反应相同 A.只有①② B.①②④ C.只有②③ D.①③④ B 六、反思自评，巩固提升 练习2、锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是( ) A. 电子从锌极经过导线移向铜极 B. 铜电极上发生反应Cu-2e+=Cu²+ C. 电池工作一段时间后，乙池的c(SO42-)减小 D. 电池工作一段时间后，甲池的c(Zn²+)增加 A ZnSO₄(aq) CuSO₄(aq) 阳离子交换膜 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 环节4、本节检测 名称 单液原电池 双液原电池 隔膜原电池 缺点 1.电流弱 2.盐桥需 定期更换 1.能量转化率高 2.避免氧化剂与还原剂直接接触，寿命长。 1.能量转化率高。 2.避免氧化剂与还原剂直接接触，寿命长 3.电流强。 1.能量转化率低。 2.氧化剂与还原剂直接接触，寿命短。 电流强 CuSO4溶液 CuSO4溶液 CuSO4溶液 优点 缺点 换电池照片 七、自制原电池 课后任务： 根据下列氧化还原反应设计一个原电池：2FeCl3＋Fe = 3FeCl2， 要求： (1)画出此原电池的装置图，装置采用烧杯和盐桥。 (2)注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。 小杨老师 15521324728 版权归属于微信公众号：杨sir化学 侵权必究 环节4、本节检测 Lavf57.83.100 $$