4.1.1原电池 课件 2025-2026学年高二上学期化学人教版选择性必修1

绿色生活 燃油车 内燃机 化学能→动能 电动车 电池 电能→动能 废气↓ 废热↓ 4.1原电池的原理和应用 主讲老师：黎桢会 年级：高二 人教版·选择性必修一 01 02 03 04 理解双液原电池的工作原理，建立守恒观念 掌握盐桥的作用，认识现代膜电池 建立原电池思维模型，能设计简单的原电池 通过原电池验证氧化还原反应，学会用联系和发展的观点分析问题 行业PPT模板http:///hangye/ 学习目标 实验分析 在电池工作的过程中，由于锌片与H2SO4溶液直接接触，很难避免锌片与H2SO4溶液直接反应，在锌片上生成H2，影响能量转化效率。 问题探究 如何避免锌片与电解液直接接触？ 锌棒 铜棒 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 盐桥 盐桥中通常装有琼脂凝胶，内含氣化钾或硝酸铵。 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。 两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。 实验探究 锌片溶解，铜片表面附着红色固体,电流表指针偏转，电流稳定。 A 双液原电池的工作原理 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 电子导体 离子导体 负极 正极 还原剂 氧化剂 Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu 学习理解 1.写出下列原电池装置中各部分的作用并分析其电极反应和离子移动方向 Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu Zn-2e-=Zn2+ 2H++2e-=H2 负极 负极 正极 正极 电解质溶液 负极电解质 正极电解质 离子导体 Zn2+ → Cu H+ → Zn Zn2+ → Cu Cu2+ → Zn 重点整理 电化学的基本要素功能 负极材料： 负极反应物： 失电子场所 失电子的物质 正极材料： 得电子场所 正极反应物： 得电子物质 电子导体： 传导电子 离子导体： 传导离子 电化学的基本要素： 电极反应、电极材料、离子导体、电子导体是电化学体系的基本要素 探究分析 优点： ①避免锌与硫酸铜直接反应，能量转化率高； ②能提供持续稳定的电流。 锌铜双液原电池 锌铜双液原电池电流检测 2.通过对锌铜双液原电池的电流进行动态监测，请分析锌铜双液原电池的优缺点。 缺点： 能够提供的电流较小。 学习理解 3.如何对双液原电池进行改进呢？ 缩短盐桥的长度 增大盐桥的横截面积 实验参数 盐桥原电池 琼脂块原电池 平均稳态电流 6.4mA 38.5mA 平均到达稳态时间 1.24s 0.41s 如果用一层薄薄的膜代替盐桥呢？ 知识拓展 阴离子交换膜： 只允许阴离子通过 阳离子交换膜： 只允许阳离子通过 质子交换膜： 只允许H+通过 带有交换膜的双液原电池 膜电池优点： 1.避免氧化剂与还原剂直接接触2.寿命长3.电阻小4.电流强。 电池离子交换膜是一种特殊的高分子膜，具有选择透过能力，允许特定离子通过而阻挡其他离子。 思考提升 4.依据反应2Fe3＋＋2I- = I2＋2Fe2＋，设计原电池，实现化学能转化为电能，并概括设计原电池的一般思路。 还原反应：2Fe3＋＋2e- = 2Fe2＋ 氧化反应：2I- - 2e- = I2 （负极） 分析 氧化反应和 还原反应 与电极反应相对应 选择电极材料 选择正极区、负极区的电解液 【思维建模】设计原电池的一般思路 （正极） 负极区 A 正极区 石墨 石墨 KI溶液 FeCl3溶液 思考提升 5.如何利用原电池验证氧化还原反应呢？请探究Ag+与I-能否发生反应？ ①复分解反应：Ag+ + I- = AgI↓ ②氧化还原反应：2Ag+ + 2I- = 2Ag + I2 实验结论：Ag+与I-可以反应生成AgI沉淀，但无法证明是否发生氧化还原反应。 思考提升 5.如何利用原电池验证氧化还原反应呢？请探究Ag+与I-能否发生反应？ 双液原电池的实验装置能有效避免Ag+与I-直接接触 还原反应：2Ag＋＋2e- = 2Ag 氧化反应：2I- - 2e- = I2 A 总反应： 2Ag+ + 2I- = 2Ag + I2 负极区 正极区 石墨 琼脂块 （负极） （正极） 石墨 KI溶液 AgNO3溶液 思考提升 5.如何利用原电池验证氧化还原反应呢？请探究Ag+与I-能否发生反应？ 重点整理 电化学的基本要素：电极反应、电极材料、离子导体、电子导体 离子交换膜的种类：阳离子交换膜、阴离子交换膜、质子交换膜 设计原电池的一般思路： 氧化还原反应 原电池 设计 验证 延伸思考 未来的电池技术会如何进一步影响环保、交通和能源结构呢？ 刀片电池 感谢观看 x264 0.128.2216+688+32 a17ff54 tMod [8-bit@4:2:0 X86] Lavf58.20.100 $$