1.2.1原电池的工作 (课件） 2025-2026学年高二上学期化学苏教版选择性必修1

1.2.1原电池的工作原理 知识导图 小杨老师 15521324728 知识导航 课前引入 小杨老师 15521324728 你看过传说中的“水果电池”吗？ 电池在日常生活中的应用随处可见 小杨老师 15521324728 课前引入 电池的原理是什么呢？先来看个探究实验 书本P15 锌铜原电池（单液原电池）——工作原理 单液锌铜原电池的缺点 热效应 明显衰减 单液原电池的能量转化效率低，为什么？如何优化？ 单液锌铜原电池的缺点 同时异地（加快速率） 同时同地（有点挤） 对比总结 1 单液原电池中，锌片上负电荷聚集，并与Cu2+直接接触。同时同地发生电子转移，Cu单质附着，阻止Zn2+进入溶液，从而导致电子不能顺畅输送到铜片上，使电流减小。 3 电流呈波浪状变化是由于锌片表面附着的铜比较疏松，随着反应进行，铜的质量不断增大，导致锌片表面铜脱落，锌片又与硫酸铜直接接触，使得电流回升。如此反复，呈现不规则的波浪状变化。 2 液接电势对电压的影响。由于离子的迁移速率不同，由此产生的液接电势差与两电极间的电势差正负极相反，使原电池电压减小，电流逐渐减弱。 锌铜原电池（双液原电池）——工作原理 学习原电池最困惑的一个问题 锌的电子到铜表面的动力是什么？ 早期认知：电解质溶液是锌失去电子的动力 认知冲突：为什么锌电极在ZnSO4溶液中也可以失去电子呢？ 电极电势 锌铜原电池（双液原电池）——工作原理 注：盐桥中通常是装有含KCl饱和溶液的琼脂， 离子在盐桥中能移动。 盐桥的作用 （1）形成闭合回路； （2）平衡电荷，使溶液呈电中性； （3）避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的 衰减，提高原电池的工作效率。 单液电池 VS 双液电池——能量转化效率 锌铜原电池（双液原电池）——优缺点 优点：能量转化效率高，电流稳定 缺点：电流相对较小，为什么呢？ 原电池——带离子交换膜 离子交换膜是一种含离子基团、对溶液中的离子具有选择透过功能的膜，通常由特殊高分子材料制成。 盐桥电阻很大，导致电流相对较小，如何改进？ 原电池——带离子交换膜 离子交换膜分为 (1)阳离子交换膜：只允许阳离子通过，不允许阴离子通过。 (2)阴离子交换膜：只允许阴离子通过，不允许阳离子通过。 (3)质子交换膜：只允许H＋通过，不允许其他阳离子或阴离子通过。 (4)双极隔膜：是一种新型离子交换膜，其膜主体可分为阴离子交换层、阳离子交换层和中间界面层，水解离催化剂被夹在中间的离子交换聚合物中，水电离的产物H＋和OH－可在电场力的作用下快速迁移到两侧溶液中，为膜两侧的半反应提供各自理想的pH条件。 选择哪种离子交换膜？ 小本P128 小本P128 知识精讲 判断下列原电池的负极材料是什么？ a极 b极 电解质溶液 负极 Al Fe 稀盐酸 Al Mg 稀H2SO4 Al Mg 浓HNO3 Al Cu 浓HNO3 Al Mg NaOH溶液 Fe C CuSO4 Al Mg Mg Cu Al Fe 如何判断原电池的负极？ ①一般较活泼的金属作负极。 ②失去电子，发生氧化反应的是负极。 ③电子流出（电流流入）的是负极。 ④阴离子移向的一极是负极。 ⑤电极溶解（质量减少）的为负极。 知识精讲 小杨老师 15521324728 原电池的应用 1．比较金属活动性 两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比正极的金属活泼。 大本P13 知识精讲 小杨老师 15521324728 原电池的应用 2．加快氧化还原反应的速率 一个氧化还原反应，构成原电池时的反应速率比直接接触的反应速率快。 铁和稀 H2SO4 反应时，若加入少量 CuSO4溶液，Fe 与 CuSO4 反应生成 Cu，形成 Fe | 稀硫酸 | Cu 原电池，加快产生H2的速率。 举个例子 单液锌铜原电池的缺点 同时异地（加快速率） 同时同地（有点挤） 知识精讲 小杨老师 15521324728 原电池的应用 3．设计原电池 理论上，任何一个自发的氧化还原反应，都可以设计成原电池。利用原电池原理设计和制造原电池，可以将化学能直接转化为电能。 举个例子 大本P13 大本P13 大本P14 大本P14 大本P14 小本P127 D $