6.1.2 原电池基本原理 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 第二课时 化学反应与电能 我们的生活很难离开电能 那么电是从哪里来的呢？ 化学反应与电能（自学） 1.火力发电——燃煤发电的能量转化过程 化学能（燃料） 燃烧 热能 蒸汽 轮机 机械能 发电机 电能 关键反应——燃烧(氧化还原反应)。 (1) 3 火力发电是我国主要的发电方式。简单的说就是利用燃料发热,加热水,形成高温高压过热蒸汽,然后蒸汽沿管道进入汽轮机中不断膨胀做功,冲击汽轮机转子高速旋转,带动发电机转子(电磁场)旋转,定子线圈切割磁感线,发出电能。 ①使用的化石燃料属于不可再生资源; ②化石燃料的燃烧会产生大量的有害气体(如SO2、CO等)及粉尘,污染环境; ③能量经过多次转化，能量利用率低。 思考：火力发电有什么缺点？ 讨论 如何解决能量转化问题，电流产生的问题，哪种反应才能产生电子移动，从而形成电流呢？ [实验6-3 P36] (1)将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。 Cu Zn 稀H2SO4 锌片溶解，表面有气泡，铜片表面没有气泡 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2 2.描述此过程能量变化？ 结论： 1.写出锌与稀硫酸反应的离子方程式，并用单线桥表示出电子转移方向。 3.如果单线桥用一根导线代替，你觉得导线上会有电流吗？ (2)用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线连接前后的现象。 Cu Zn 稀H2SO4 锌片溶解，铜片表面出现气泡。 结论： 产生气体的位置发生了改变 [实验6-3 P36] (3) 如图6-6所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转。 Cu Zn 稀H2SO4 锌片溶解，铜片表面出现气泡。电流计指针偏转 结论： 有电流产生，装置中化学能转变为电能。 通过特定的装置使氧化反应与还原反应分别在两个不同的区域进行，可以使氧化还原反应中转移的电子通过导体发生定向移动，形成电流，从而实现化学能向电能的转化。这种把化学能转化为电能的装置叫做原电池。 【交流与讨论】 （2）H+ 得电子产生H2 , 结合双线桥思考：Cu电极上自由移动的电子从何而来？ （4）写出两电极的电极方程式（离子反应方程式）；判断电极反应类型 (3) 如何判断该电池的正负极 （1）铜片上产生的气体是什么？如何检验 9 【交流与讨论】 (5) 导线中电子的运动方向、电流方向 电子流动方向：锌→ 导线→铜 电流方向：铜→ 导线→锌 (6) 溶液中离子的运动方向，为什么？ 离子移动方向：Zn2+ →铜电极 SO42-→锌电极 离子不上岸，正正负负（外电路） 电子不下水（外电路） 10 原电池工作原理 1、原电池的工作原理： （1）原电池反应的本质是_____________反应。 （2）正负极判断： 电极反应，总反应，及电极反应类型： （3）电子移动方向： （5）电流方向： （4）离子移动方向 负极：电子流出的电极（失去电子的电极）； 正极：电子流入的电极（得到电子的电极） 负极： 正极： 负极流出-导线-正极。电子不下水（外电路） 离子不上岸，正正负负（内电路）。 原电池是一个将氧化反应，还原反应分区进行的装置；是一个通过导线让氧化还原反应得失的电子产生定向移动，从而产生电流的装置。 2、原电池是将化学能转化为电能的装置。 正负极相加得总反应。 电子线上走，离子水中游 11 【探究 P37】简易电池的设计与制作 电极和电解质共同决定了电势。电极差异或者电解质差异才能构成原电池。（1）水果电池中，金属活泼性差异越大，电流越大。（2）更换水果（电解质），电流改变 4. 构成原电池需要哪些条件？ 反应 自发的氧化还原反应 电极材料 离子导体 电子导体 活泼性不同、能导电的电极、 电解质溶液或熔融电解质 导线、电极等 四个基本要素 下列所示装置是否能构成原电池将化学能转化为电能？ √ √ √ 二、原电池的应用 1. 比较金属的活动性强弱 特例：Mg-Al NaOH溶液 负极为Al Cu-Fe(Al) 浓硝酸 负极为Cu 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 1.有M、N、P、E四种金属，已知：①M＋N2＋=N＋M2＋； ②M、P 用导线连接后放入硫酸氢钠溶液中，M表面有大量气泡产生；③N、E 用导线连接后放入E的硫酸盐溶液中， 电极反应为E2＋＋2e－=E， N－2e－=N2＋。则四种金属的还原性由强到弱的顺序是( ) A.P、M、N、E B.E、N、M、P C.P、N、M、E D.E、P、M、N 【课堂练习】 A 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 2. 构成原电池可加快氧化还原反应的速率 【例】在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置 换反应生成Cu，从而形成Cu－Zn微小原电池，加快产生H2的速率。 对于一个氧化还原反应，反应速率：构成原电池＞直接接触 二、原电池的应用 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 1.将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间， 以下叙述正确的是( ) A.两烧杯中铜片表面均无气泡产生 B.甲中铜片是正极，乙中铜片是负极 C.两烧杯中溶液的pH均增大 D.产生气泡的速率甲比乙慢 【课堂练习】 C 复习回顾 学习新知 本课总结 原电池的工作原理 3. 保护金属 二、原电池的应用 小结、单液原电池原理 Cu-H2SO4(aq)-Zn原电池（必修） e- e- 正极 负极 外电路 内电路 H+ H+ 锌片： Zn－2e- = Zn2+ 铜片： 2H+＋2e- = H2↑ 氧化反应 还原反应 电子流向： 负极 → 正极 离子移动： 阳离子(+)：向正极，阴离子(-) : 向负极。 电子不下水 离子不上岸 总反应： Zn＋2H+ = Zn2+＋H2↑ 电流方向： 正极 → 负极 $$