1.2.1 原电池的工作原理 课件 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第1课时：原电池的工作原理 第2节 化学能转化为电能—电池 1.通过对铜锌原电池的分析，了解原电池的原理及其构成条件。 2.正确判断原电池的正、负极，能书写简单原电池的电极反应式和总反应式。 3.能设计简单的原电池。 学习目标 银锌电池 干电池 铅酸电池 镍氢电池 燃料电池 锂离子电池 1.什么是原电池？ 化学能 电能 2.原电池的构成条件? （1）有能自发进行的氧化还原反应 （2）活动性不同的两导体作电极 （3）电解质溶液 （4）形成闭合回路 复习回顾 原电池 单液原电池 复习回顾 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 像这样的装置电解质溶液只有一种，称为单液原电池， Zn A Cu CuSO4溶液 总反应：Zn + Cu2+ =Zn2+ + Cu Zn失去电子 发生氧化反应 Zn－2e-=Zn2+ e- e- Zn2+ 负极 正极 e- e- 电子从锌片流出 经外电路 流入铜片 Cu2+在铜片得到电子发生还原反应 Cu2++2e- =Cu Cu2+ Cu2+ SO42- Cu 负极←SO42- Cu2+→正极 内电路 复习回顾 原电池 复习回顾 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 这样简单的单液原电池是否实用？你们认为实用性的电池，在性能方面需要满足哪些要求？ ①具有稳定的电流 ②能量转化效率高等 实验探究单液原电池——改进电池 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 【活动 2-2】学生交流讨论后回答：电流稳定，电流足够大，便于携带、绿色环保等。 【归纳 2-2】教师归纳总结满足的条件如下：①具有稳定的电流②能量转化效率高等。 【过渡】单液原电池是否满足上述两个条件？接下来我们开展数字实验进行探究 理论上的现象 锌片逐渐溶解 铜片上有气泡产生 电流表指针发生偏转 实验观察到的现象 锌片逐渐溶解，锌片表面有气泡生成 铜片上有气泡产生 电流表指针先发生偏转后，示数逐渐减小 H2SO4溶液 Zn极：Zn－2e－===Zn2＋ Cu极：2H＋＋2e－===H2 单液原电池有何不足之处： 能量转化效率低 实验探究单液原电池——改进电池 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 实验中我们都观察到哪些实验现象呢？除了（点）锌片溶解，铜片上有红色固体析出，电流表指针偏转这些现象外，还发现了一些意料之外的现象。比如：（点）锌片表面也附着大量的红色固体；电流表的指针发生了回偏；电流出现了衰减。（点）提问：应该如何改进该锌铜原电池？ 如何改进？ 将氧化剂和还原剂分开，锌片与硫酸铜不直接接触 实验探究单液原电池——改进电池 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 任务一 探究双液原电池 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 盐桥 装有琼胶琼脂凝胶，内含氯化钾或硝酸钾 盐桥中的离子能够定向移动。通过盐桥可将两个相互隔离的电解质溶液连接起来，传导电流。 任务一 探究双液原电池 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 请同学们结合上述实验现象，小组合作讨论完成学历案任务一的相关内容。 （1）加深对盐桥的认识 （2）进一步分析双液原电池的工作原理。 任务一 探究双液原电池 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 1.认识盐桥 （1）盐桥中有电子通过吗？ （2）两溶液中的离子能通过盐桥吗？ （3）盐桥中K+和Cl-的移动方向？ （4）盐桥的作用有哪些？ 盐桥 Zn2+ e- e- Zn Cu2+ Cu K+ Cl- Cl- K+ 沟通内电路，形成闭合回路 平衡电荷，使溶液呈电中性 避免电极与电解质溶液直接反应，提高能量转化率。 任务一 探究双液原电池 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 盐桥 Zn2+ e- e- Zn Cu2+ Cu K+ Cl- [电子运动方向] [电流流动方向] [离子运动方向] [电极反应式] [总反应] 负极→外电路→正极 正极→外电路→负极→溶液和盐桥→正极 盐桥：Cl-→负极 K+→正极 负：Zn - 2e- = Zn2+ 正：Cu2+ + 2e- = Cu Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu Cl- K+ 任务一 探究双液原电池 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 Zn+Cu2+=Zn2++Cu Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu 失电子氧化反应 得电子还原反应 电池反应 氧化还原反应 阴离子流向 阳离子移向 负极 正极 导 线 电极 反应式 电极反应 （半反应） 离 子 导 体 电子流出 电子流入 Zn Cu 原电池的工作原理分析 归纳总结 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 【练1】关于下图所示的原电池，下列说法正确的是（）     A．电子从锌电极通过电流表流向铜电极 B．盐桥中的阴离子向硫酸铜溶液中迁移 C．取出盐桥后，电流计的指针仍发生偏转 D．铜电极上发生的电极反应是2H+ + 2e- = H2↑ 随堂演练　知识落实 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 【思考1】稀H2SO4作电解质溶液，A、B作为两极材料的原电池反应时，A电极溶解，则A、B电极中哪个作负极，谁更活泼？ 1. 比较金属的活动性强弱 一般作负极的金属比正极的金属活泼 探究原电池的应用 任务二 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 如何判断原电池正负极？（小组合作） 判断依据 负极 正极 电子流向 电极反应 离子移向 电极材料 电极常见现象 电子流出 电子流入 氧化反应 还原反应 阴离子移向 阳离子移向 活泼金属 较不活泼金属或非金属 电极减轻 电极增重或产生气体 探究原电池的应用 任务二 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 探究原电池的应用 任务二 【思考2】在Mg-Al-NaOH溶液形成的原电池的中，负极是哪种金属？为什么？ 【思考3】在Cu-Al-浓HNO3溶液形成的原电池的中，负极是哪种金属？为什么？ 越活泼的金属一定作负极吗？ 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 【练2】有a、b、c、d四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下：由此可判断这四种金属的活动性顺序是(　　) 实验 装置 部分实验 现象 a极质量减小；b极质量增加 b极有气体产生；c极无变化 d极溶解；c极有气体产生 电流从a极流向d极 A．a＞b＞c＞d  B．b＞c＞d＞a  C．d＞a＞b＞c  D．a＞b＞d＞c 随堂演练　知识落实 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 2. 增大化学反应速率 对于一个氧化还原反应，反应速率：构成原电池＞直接接触 探究原电池的应用 任务二 【思考3】实验室制H2时，往往使用粗锌与稀H2SO4反应，其原理是什么？ 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 3. 设计原电池 利用反应 Cu2＋＋Fe=Cu＋Fe2＋ ，设计一个双液原电池，画出原电池装置图。（投影展示） 探究原电池的应用 任务二 【思路点拨】 （1）根据原电池总反应式确定正、负极反应式。 （2）根据正、负极反应式选择电极材料和电解质溶液。 （3）要形成闭合回路(可画出装置图)。 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 探究原电池的应用 任务二 归纳一般电极反应式的书写方法 ①分析化合价，确定正极、负极的反应物与产物。 正极反应：氧化剂→还原产物， 负极反应：还原剂→氧化产物。 ②在电极反应式的左边写出得失电子数，使得失电子守恒。 ③根据质量守恒配平电极反应式。 ④复杂电极反应式＝总反应式－简单的电极反应式(先写) 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 随堂演练　知识落实 1．下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是（　　） A．均发生了化学能转化为电能的过程 B．Zn和Cu既是电极材料又是反应物 C．工作过程中，电子均由Zn经导线流向Cu D．相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 随堂演练　知识落实 2．某原电池总反应为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，下列能实现该反应的原电池是（　　） 选项 A B C D 电极材料 Cu、C Cu、Ag Cu、Zn Fe、Zn 电解质溶液 Fe（NO3）3 FeSO4 FeCl3 CuSO4 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 随堂演练　知识落实 3．某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是（　　） A．Fe作正极，发生氧化反应 B．负极反应：2H＋＋2e－＝H2↑ C．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变 D．工作一段时间后，NaCl溶液中c（Cl－）增大 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 4．有A、B、D、E四种金属，当A、B组成原电池时（电解质溶液为稀硫酸，下同），电子流动方向为A→B；当A、D组成原电池时，A为正极；当B与E组成原电池时，电极反应式为E2＋＋2e－===E，B－2e－===B2＋。A、B、D、E四种金属的金属性由强到弱的顺序为（　　） A．A＞B＞E＞D B．A＞B＞D＞E C．D＞E＞A＞B D．D＞A＞B＞E 随堂演练　知识落实 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 5．实验发现，298 K时，在氯化铁酸性溶液中加入少量锌粒后，Fe3＋立即被还原成Fe2＋。某夏令营兴趣小组根据该实验事实设计了如图所示的原电池装置（锌少量）。下列正确的是（　　） A．该原电池的正极反应是Zn－2e－===Zn2＋ B．左侧烧杯中溶液的红色逐渐褪去 C．该原电池的铂电极上立即有气泡出现 D．该原电池总反应为3Zn＋2Fe3＋===2Fe＋3Zn2＋ 随堂演练　知识落实 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 课后作业 请同学们课下完成： 课时作业——原电池的工作原理（收） 预习第2课时化学电源 学习新知 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 $$