第4章 第1节 第1课时 原电池的工作原理(课件PPT)-【金榜题名】2026-2027学年高二化学选择性必修1高中同步学案（人教版）

该高中化学课件聚焦原电池工作原理，涵盖电极反应、总反应及装置构成（电极、电解质、盐桥等）。课堂从化学能与电能转化切入，关联氧化还原反应，以锌铜原电池装置为学习支架，衔接前后知识脉络。 亮点在于融合科学探究与实践（装置示意图标注盐桥、电流表等细节）和科学思维（电极反应式的符号表征与逻辑推理），配套等级达标测试与课时作业。通过锌铜原电池实验分析，培养学生实验观察与证据推理能力，学生能直观构建认知，教师可高效开展教学。

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 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 目录 contents Part 01 知识整合 新知探究 Part 02 等级达标 过关测试 Part 03 课时作业 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 知识整合 新知探究 返回导航 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 化学能 电能 氧化还原 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 锌 铜 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 Zn－2e－===Zn2＋ Cu2＋＋2e－===Cu 氧化 还原 锌 铜 负极 正极 Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 电解质 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 负极 电解质 熔融 氧化还原 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 Cu－2e－===Cu2＋ 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋　 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 Cu FeCl3溶液 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 a＞c＞d＞b 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 等级达标 过关测试 返回导航 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 课时作业（二十） 点击进入 word 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 谢谢观看 第四章　化学反应与电能 返回导航 1 学习目标 课程标准 1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 2．了解原电池的工作原理。 3．能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池。 4．掌握原电池反应方程式和电极反应式的书写。 1．认识化学能转化为电能的实际意义及应用。 2．了解原电池的工作原理及电极反应式书写。 3．了解原电池原理的应用。 知识点一　原电池工作原理 1．原电池 2．原电池工作原理(以锌铜原电池为例) 装置图 电极名称 负极 正极 电极材料 ______片 ______片 电极反应 ______________________ ______________________ 反应类型 ________反应 ________反应 电子流向 由______片沿导线流向______片 离子迁 移方向 阴离子向________迁移；阳离子向________迁移 电池反应 方程式 ____________________________ 3．原电池形成的条件 (1)闭合回路： (2)两极有电势差——两个活性不同的电极，相对较活泼的金属作________。 (3)__________溶液或________电解质。 (4)自发的____________反应。 1．下列示意图中能构成原电池的是(　　) 【答案】　B 2．下图为一原电池装置，下列叙述中正确的是 (　　) A．铜离子在铜片表面被还原 B．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液 C．电流从锌片经导线流向铜片 D．铜是正极，铜片上有气泡产生 【解析】　A．右池中的铜离子会得电子变成铜，被还原，故A正确；B．盐桥中的钾离子应该移向正极附近，铜电极是正极，所以移向CuSO4溶液，故B错误；C．电流是从正极经导线流向负极，所以应是从铜片经导线流向锌片，故C错误；D．铜是正极，电解质溶液是CuSO4溶液，铜片上有铜析出，故D错误；故答案为：A 【答案】　A 1．在铜锌原电池的单池装置和双池装置中，能量利用率的高低如何？ 提示　电池装置中，还原剂Zn与氧化剂Cu2＋直接接触，既有化学能转化为电能，又有化学能转化为热能，造成能量损耗，故电池装置中能量利用率低。 2．在Cu­Zn­H2SO4原电池中，1 mol Zn完全反应，流经电解质溶液的电子数是多少？ 提示　0。电子只能沿着导线移动，不经过电解质溶液。 3．活泼性强的金属一定做负极吗？ 提示　不一定。例如Mg­Al­H2SO4溶液构成的原电池中，Mg为负极，而在Mg­Al­NaOH溶液构成的原电池中，Al为负极。 1．原电池的工作原理 2．含盐桥原电池的特点及优点 (1)特点： 两个烧杯中液体靠盐桥连接，且电极材料与相应容器中的电解质溶液的阳离子相同。 (2)盐桥的作用： 平衡电荷、构成闭合回路，若撤去盐桥或将盐桥换成导线，则不能构成闭合回路，形不成原电池。 (3)优点： 含盐桥的原电池与不含盐桥的原电池相比，效率高且电流平稳，放电时间长。 3．原电池正负极的判断 1．图1是铜锌原电池示意图。图2中，x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量，y轴表示(　　) 　 A．铜棒的质量　　　　　 B．c(Zn2＋) C．c(H＋) D．c(SOeq \o\al(2－,4)) 【解析】　在正极Cu上溶液中的H＋获得电子变为氢气，铜棒的质量不变，A项错误；由于Zn是负极，不断发生反应Zn－2e－===Zn2＋，所以溶液中c(Zn2＋)增大，B项错误；由于反应不断消耗H＋，所以溶液的c(H＋)逐渐降低，C项正确；SOeq \o\al(2－,4)不参加反应，其浓度不变，D项错误。 【答案】　C 2．某种酒驾检测仪具有吹气流量监测与控制的功能，其结构与工作原理如图所示。下列有关说法正确的是(　　) A．该装置将电能转化为化学能 B．电流由电极Ⅱ经显示屏、处理器流向电极Ⅰ C．在电解液中迁移的微粒X可能是电子 D．电极Ⅱ的电极反应式可能是：O2＋H2O＋4e－—→4OH－ 【解析】　从图中可以看出，电极Ⅰ中CH3CH2OH转化为CH3COOH，－CH2－中的C元素由－1价升高到＋3价，则其为负极；电极Ⅱ中O2得电子产物与电解质作用生成H2O，其为正极。负极反应为CH3CH2OH－4e－＋H2O—→CH3COOH＋4H＋，正极反应为O2＋4e－＋4H＋===2H2O。A．由分析可知，电极Ⅰ为负极，电极Ⅱ为正极，则该装置为原电池，将化学能转化为电能，A不正确； B．在原电池中，电流由正极沿导线流入负极，则该装置中，电流由电极Ⅱ经显示屏、处理器流向电极Ⅰ，B正确；C．在电解液中，负极产生H＋，电解质溶液中的H＋通过分隔膜迁移到正极，所以微粒X是H＋，电子不可能在溶液中迁移，C不正确；D．由分析知，电极Ⅱ的电极反应式为：O2＋4e－＋4H＋===2H2O，D不正确；故选B。 【答案】　B 3．根据原电池的工作原理，写出下列电池的电极反应式。 (1)将铁片、铜片用导线连接后，置于稀硫酸中，形成原电池： ①正极反应式是_________________________________________； ②负极反应式是_________________________________________； ③原电池总反应的离子方程式是__________________________。 (2)有人用原电池原理除去银器皿表面的黑色硫化银，其处理方法：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中，再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，有臭鸡蛋气味的气体放出，银表面的黑色会褪去而银不会损失。在此形成的原电池中： ①负极反应式是_________________________________________； ②正极反应式是_________________________________________； ③总反应方程式是_______________________________________。 【解析】　(2)要善于抓住题示信息。“黑色褪去而银不会损失”，必然发生变化：Ag2S—→Ag，显然这是原电池的正极反应：3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－，负极反应应为活泼金属发生氧化反应：2Al－6e－=== 2Al3＋，正极生成的S2－和负极生成的Al3＋在溶液中都能水解且相互促进：2Al3＋＋3S2－＋6H2O===2Al(OH)3↓＋3H2S↑，有臭鸡蛋气味的硫化氢气体产生。原电池的总反应为上述三个反应式的加合：3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑。 【答案】　(1)①2H＋＋2e－===H2↑　②Fe－2e－===Fe2＋　 ③Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑ (2)①2Al－6e－===2Al3＋　②3Ag2S＋6e－===6Ag＋3S2－　 ③3Ag2S＋2Al＋6H2O===6Ag＋2Al(OH)3＋3H2S↑ 4．根据下列原电池的总反应式，写出其电极反应式。 (1)利用反应2Cu＋O2＋2H2SO4===2CuSO4＋2H2O可制备硫酸铜，若将该反应设计为原电池，其负极反应式是_________________ __________________，正极反应式是___________________________。 (2)某原电池总反应为2FeOeq \o\al(2－,4)＋3H2===Fe2O3＋4OH－＋H2O，在该原电池中：负极反应式是_________________________________；正极反应式是________________________________________________。 【解析】　(1)将总方程式拆成氧化反应和还原反应两个半反应，还原剂在负极上发生氧化反应：2Cu－4e－===2Cu2＋；氧化剂在正极上发生还原反应：O2＋4e－＋4H＋===2H2O。 (2)将总方程式拆成氧化反应和还原反应两个半反应，还原剂在负极上发生氧化反应：3H2－6e－＋6OH－===6H2O；氧化剂在正极上发生还原反应：2FeOeq \o\al(2－,4)＋5H2O＋6e－===Fe2O3＋10OH－。 【答案】　(1)2Cu－4e－===2Cu2＋　O2＋4e－＋4H＋===2H2O　(2)3H2－6e－＋6OH－===6H2O　2FeOeq \o\al(2－,4)＋5H2O＋6e－===Fe2O3＋10OH－ 知识点二　原电池原理的应用 1．原电池的设计 设计思路 示例 以自发进行的氧化还原反应为基础 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应 氧化反应(负极)：_________________ 还原反应(正极)：_____________________ 以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液 负极材料：______ 正极材料：石墨或铂 电解质溶液：_______________ 画出示意图 2．把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极。c、d相连时，电流由d到c。a、c相连时，c极上产生大量气泡。b、d相连时，b极上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱为______________。 1．实验室常用粗锌和稀硫酸反应制备H2，请讨论为何不用纯锌？ 提示　粗锌中的锌、杂质和稀硫酸构成原电池，加快化学反应速率，而纯锌与稀硫酸反应比粗锌缓慢。 2．根据原电池原理如何比较Fe、Cu两种金属的活动性强弱？ 提示　将铁片和铜片用导线连接浸入稀硫酸中，发现铁片逐渐溶解，铜片表面有气泡产生，说明铁比铜活泼。 原电池原理的应用 1．加快氧化还原反应的速率 原理 原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大 实例 实验室用Zn和稀硫酸反应制取氢气时，可滴入几滴硫酸铜溶液，形成原电池，加快速率 2．比较金属活动性强弱 原理 一般原电池中，活泼金属作负极，发生氧化反应，不活泼金属作正极，发生还原反应 实例 有两种金属A和B，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，由原电池原理可知，金属活动性A>B 3．用于金属保护 原理 使被保护的金属作原电池的正极而得到保护 实例 要保护一个铁制的输水管道，可用导线将其与一块锌块相连，使锌作原电池的负极 4．设计原电池 设计思路 实例 以自发进行的氧化还原反应为基础 2FeCl3＋Cu===2FeCl2＋CuCl2 把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定电极反应 氧化反应(负极)：Cu－2e－===Cu2＋ 还原反应(正极)： 2Fe3＋＋2e－===2Fe2＋ 以两极反应为原理，确定电极材料及电解质溶液 负极铜和CuCl2溶液，正极碳(或铂)和FeCl3溶液 画出示意图 探究与创新 有甲、乙两位同学均想利用原电池反应验证金属的活动性顺序，并探究产物的有关性质，分别设计了如图所示的原电池，请完成下列问题： (1)甲池中正极上有什么现象？ 提示　当稀硫酸是电解质溶液时，Mg作负极(活泼性Mg＞Al)，Al作正极，电极上产生气泡。 (2)写出乙池中总反应的离子方程式。 提示　当NaOH是电解质溶液时，Al作负极(Mg不与NaOH溶液反应)，总反应为2Al＋2OH－＋2H2O===2AlOeq \o\al(－,2)＋3H2↑。 (3)上述实验证明了“利用金属活动性顺序表可直接判断原电池正负极”，这种做法是否可靠？如不可靠，请你提出另一种判断原电池正负极的可行的方案(若你认为可靠，此题可不作答)。 提示　原电池的两极与电解质溶液有关，电解质溶液不同，导致电池正、负极变化，所以直接根据金属活动性顺序表判断不可靠。将两种金属电极连上电流计而构成原电池，利用电流计检测电流的方向，从而判断电子流动方向，由此确定原电池正负极。 【思维建模】 1．构成原电池的两电极材料不一定都是金属，正极材料可以为导电的非金属，例如石墨。两极材料可能参与反应，也可能不参与反应。 2．两个活泼性不同的金属电极用导线连接，共同插入电解质溶液中不一定构成原电池，必须有一个能自发进行的氧化还原反应。 3．在判断原电池正负极时，既要考虑金属活泼性的强弱，也要考虑电解质溶液性质。如Mg­Al­HCl溶液构成的原电池中，负极为Mg；但是Mg­Al­NaOH溶液构成的原电池中，负极为Al，正极为Mg。 1．原电池的电极反应式不仅与电极材料的性质有关，也与电解质溶液有关。下列说法错误的是(　　) A．由Fe、Cu、FeCl3溶液组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ B．由金属Al、Cu和稀硫酸组成的原电池，负极反应式为Al－3e－===Al3＋ C．由Al、Mg、NaOH溶液组成的原电池，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlOeq \o\al(－,2)＋2H2O D．由金属Al、Cu和浓硝酸组成的原电池，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋ 【解析】　铁比铜活泼，铁作负极，负极反应式为Fe－2e－===Fe2＋，故A错误；铝比铜活泼，铝作负极，负极反应式为Al－3e－===Al3＋，故B正确；虽然镁比铝活泼，但镁不与氢氧化钠溶液反应，因此铝作负极，负极反应式为Al＋4OH－－3e－===AlOeq \o\al(－,2)＋2H2O，故C正确；Al与浓硝酸发生钝化反应，则铜作负极，负极反应式为Cu－2e－===Cu2＋，故D正确。 【答案】　A 2．某含有铝电极的原电池工作时，电子从铝电极上流出，下列有关该电池另一种电极的材料与电解质溶液的选择肯定不符合题意的是(　　) A．铜、稀盐酸 B．镁、NaOH溶液 C．铁、CuCl2溶液 D．锌、浓硝酸 【解析】　含有铝电极的原电池工作时，电子从铝电极上流出，则金属铝是负极，正极材料的活泼性比金属铝弱，电解质和金属铝之间可以发生自发的氧化还原反应。锌、铝、浓硝酸能形成原电池，常温下铝在浓硝酸中钝化，锌失去电子被氧化，则金属铝是正极。 【答案】　D 1．某小组以Zn和Cu为电极材料，制作如图水果电池(水果中含游离H＋)，电池放电时，下列正确的是(　　) A．水果中的H＋移动向锌极 B．铜片上发生氧化反应 C．电子由铜片通过导线流向锌 D．一段时间后，锌片质量会变小 【解析】　A．原电池中阳离子移向正极，故A错误；B．铜片作正极，发生还原反应，故B错误；C．Zn为负极，电子从负极流向正极，故电子由锌片通过导线流向铜，故C错误；D．锌电极是该电池的负极，负极逐渐溶解，锌质量减小，故D正确；答案为D。 【答案】　D 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、Zn Cu、C Fe、Zn Cu、Ag 电解液 FeCl3溶液 Fe(NO3)2溶液 CuSO4溶液 Fe2(SO4)3溶液 【解析】　锌比铜活泼，锌作负极，电池反应为Zn＋2Fe3＋=== Zn2＋＋2Fe2＋。A项错误；金属铜和亚铁盐不反应，没有自发发生的氧化还原反应，B项错误；锌比铁活泼，锌作负极，电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu，C项错误；铜比银活泼，金属铜作负极，电池反应为Cu＋2Fe3＋===Cu2＋＋2Fe2＋，D项正确。 【答案】　D 3．在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是(　　) A．正极附近的SOeq \o\al(2－,4)浓度逐渐增大 B．电子通过导线由铜片流向锌片 C．反应一段时间后，溶液中的c(H＋)增大 D．铜片上发生的反应为2H＋＋2e－===H2↑ 【解析】　A．阴离子向负极移动，因此负极附近的SOeq \o\al(2－,4)浓度逐渐增大，A错误；B．电子由负极流向正极，即通过导线由锌片流向铜片，B错误；C．H＋在正极得到电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，反应一段时间后，溶液中的c(H＋)减小，C错误；D．Cu作正极，H＋在正极得到电子发生还原反应，电极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，D正确；答案选D。 【答案】　D 4．由W、X、Y、Z四种金属按下列装置进行实验。下列说法不正确的是(　　) 装置 现象 金属W不断溶解 Y的质量增加 W上有气体产生 A．装置甲中X作原电池正极 B．装置乙中Y电极上的反应式为Cu2＋＋2e－===Cu C．装置丙中溶液的c(H＋)不变 D．四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>X>Y 【解析】　装置甲中金属W不断溶解，负极失电子逐渐溶解，则W作原电池负极，X为正极，氢离子得到电子生成氢气，故A正确；Y上铜离子得电子生成Cu，电极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu，故B正确；W上氢离子得电子生成氢气，溶液中氢离子浓度减小，故C错误；甲中W为负极，X为正极，则活动性：W>X；乙中X为负极，Y为正极，则活动性：X>Y；丙中Z为负极，W为正极，则活动性：Z>W，所以四种金属的活动性强弱顺序为Z>W>X>Y，故D正确。 【答案】　C 5．为验证反应Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋，利用如图电池装置进行实验。 (1)由Fe2(SO4)3固体配制500 mL 0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液，需要的仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、托盘天平、___________(填写名称)；在烧杯中溶解固体时，先加入一定体积的________稀溶液，搅拌后再加入一定体积的水。 (2)电流表显示电流由银电极流向石墨电极，可知石墨电极的电极反应式为___________，银电极的电极反应式为___________。 (3)电池装置中，盐桥连接两电极电解质溶液。如果盐桥中电解质为KNO3，反应一段时间后，可以观察到电流表指针反转，原因是_______________________________。 【解析】　(1)由Fe2(SO4)3固体配制500 mL 0.1 mol·L－1 Fe2(SO4)3溶液，需要的仪器有胶头滴管、量筒、烧杯、玻璃棒、药匙、托盘天平、500 mL容量瓶；Fe3＋易水解，配制Fe2(SO4)3溶液时，加入稀硫酸抑制Fe3＋的水解。 (2)电流由银电极流向石墨电极，可知电子由石墨电极流向银电极，可以判断流出电子的石墨电极为负极，银电极为正极，石墨电极的电极反应式为Fe2＋－e－===Fe3＋，银电极的电极反应式为Ag＋＋e－===Ag； (3)反应Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋属于可逆反应，原电池反应使 c(Fe3＋)增大，同时NOeq \o\al(－,3)离子进入石墨电极酸性溶液中，氧化亚铁离子，使c(Fe3＋)又增大，平衡Fe3＋＋AgFe2＋＋Ag＋正向移动，电流指针发生反转。 【答案】　(1)500 mL 容量瓶　硫酸 (2)Fe2＋－e－===Fe3＋　Ag＋＋e－===Ag (3)原电池反应使c(Fe3＋)增大，同时NOeq \o\al(－,3)进入石墨电极酸性溶液中，氧化亚铁离子，c(Fe3＋)又增大，致使平衡正向移动 $$