6.1.2原电池 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

1 发现用丝绸摩擦过的琥珀具有吸引灰尘、绒毛等轻小物体的能力。他把这种不可理解的力量叫做“electrica” 图1 泰勒斯 (前625年-前547年?) 图2 格雷的电传导实验 格雷通过实验发现不仅摩擦可以使物体带电，传递也可以使物体带电。他的实验突破了原来“静电”的 认识，认为电是一种流体。 图3 伏打在皇家科学院展示电堆 1800年3月20日意大利物理学教授伏打发明了世界上第一个发电器，也就是电池组，伏打电堆开创了电学发展的新时代。 2 实验一 得失电子场所 Zn + H2SO4== ZnSO4 + H2↑ 锌片表面产生气泡 溶液温度升高 Zn -2e- ==Zn2+ (氧化反应) 2H++2e- ==H2↑ (还原反应) 该装置能量主要转化形式 化学能→______ 热能 得失电子均在锌片表面 氧化还原反应的重要价值：可实现电子与离子两种不同带电微粒之间电荷转移。 2e- ∆U = Q + W 请分析如何将这些能量转化为高品质的能量形式？ 现象1： 现象2： 3 Zn -2e- ==Zn2+ 2H++2e- == H2↑ 请你总结要设计一个这样的起电装置需要哪些要素？ 失去电子，发生氧化反应 得到电子，发生还原反应 电流表指针 向铜一侧偏转 该装置能量主要转化形式 化学能→电能 铜片上的电子从何而来？ 溶液中的导电微粒是？ 现象1： 铜片表面 产生气泡 得失电子场所 锌片表面失电子，铜片表面得电子 铜片上的电子和溶液中的H+如何交换电荷？ 现象2： 实验二 4 利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置称为原电池 负极 导线(外电路) 电解质溶液(内电路) 正极 四要素 还原剂 氧化剂 电子导体 离子导体 失 电 子 场 所 得 电 子 场 所 一原理 氧化、还原分开进行 氧化反应 还原反应 e- + - 5 图1 最原始的电池——伏打电堆 负极(____):还原剂是____ Zn Zn 正极(____):氧化剂是____ Ag O2 电解质溶液：______ 盐水 “蛙腿论战” 6 图1 通电电解水1分钟 图2 最有潜力的电池——氢氧燃料电池 负极(____):________________ 碳棒 H2-2e- == 2H+ 正极(____):______________________ 碳棒 O2+4H++4e- ==2H2O 电解质溶液：______ 稀硫酸 总反应：________________ 25℃、101kPa，2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) ∆H=-571.6 kJ/mol 实验三 2H2+O2==2H2O 7 Zn + CuSO4== Cu + ZnSO4 Zn -2e- ==Zn2+ Cu2++2e- ==Cu 产生电流 电荷的定向移动 电势差 8 利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置称为原电池 一原理 氧化、还原分开进行 一本质 电势差 (与电极材料、反应物、电解质溶液等均有关系) 负极 导线(外电路) 电解质溶液(内电路) 正极 四要素 还原剂 氧化剂 电子导体 离子导体 失 电 子 场 所 得 电 子 场 所 氧化反应 还原反应 e- + - 9 【思考讨论】 1.根据以上实验,说明原电池的工作原理和构成要素,以及组装原电池的操作注意事项。 提示:(1)原电池的工作原理是将自发氧化还原反应中的两个半反应(氧化反应、还原反应)分别在两个不同的区域进行。(2)原电池的构成要素:①自发的氧化还原反应;②两个活泼性不同的电极;③电解质溶液或熔融状态;④形成闭合回路。(3)组装原电池的操作需注意:①Cu片面积要大些,锌片面积可小些;②锌片纯度要高;③正负极间的距离小于5 cm;④稀硫酸的浓度为3%～5%;⑤电流表的量程及连接方式;⑥更换实验组之前要冲洗电极;⑦锌片不要一直插在稀硫酸中。 2.能否用铁片作电极代替铜锌原电池中的锌片,为什么? 提示:能。铁也能与稀硫酸反应,仍然具备构成原电池的条件。 类 型 干电池(一次电池) 充电电池(二次电池) 燃料电池 具有能量转换效率高、能长时间提供电能等 优点而主要应用于航天和军事领域 化学电池 新知授课 原电池的构成 电解质 导线 电极 电极反应物 导体 离子导体 电子导体 负极材料 正极材料 负极反应物 正极反应物 新知授课 1.如图所示是Zn和Cu形成的原电池，某实验兴趣小组做完实验后， 在读书卡上的记录如下。实验后的记录： ①Cu为负极，Zn为正极 ②Cu极上有气泡产生，发生还原反应 ③向Cu极移动 ④若有0.5 mol电子流经导线，则可产生0.25 mol气体 ⑤电子的流向是Cu→Zn ⑥正极反应式：Cu－2e－===Cu2＋，发生氧化反应 则卡片上的描述合理的是(　　) A．①②③ B．②④ C．②③④ D．③④⑤ × √ × √ × B × 反馈训练 C 2.某原电池的离子方程式是Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，该原电池正确的组成是（ ） 选项 正极 负极 电解质溶液 A Cu Zn HCl B Zn Cu CuSO4 C Cu Zn CuSO4 D Cu Zn ZnCl2 反馈训练 3.氢氧燃料电池已用于航天飞机，其工作原理如图所示。关于该燃料电池的说法不正确的是(　　) A．H2在负极发生氧化反应 B．电子从a电极经外电路流向b电极 C．供电时的总反应为2H2＋O2 ===2H2O D．燃料电池的能量转化率可达100% D 反馈训练 17 $$