1.2.1 原电池工作原理 课件 2025-2026学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

该高中化学课件聚焦原电池工作原理，涵盖单液原电池、双液原电池、盐桥作用及电极反应等核心内容。通过“温故知新”设问导入，如稀硫酸换硫酸铜能否形成原电池，从单液电池电流衰减问题过渡到双液电池改进，构建“问题-改进-原理”的学习支架。 其亮点在于以问题驱动培养科学思维，通过分析双液电池缺陷、盐桥作用等引导推理，结合实验现象（锌片溶解、铜片析铜）与数据对比（电流、效率表）深化科学探究，离子迁移率表格阐释微观原理。助力学生构建知识逻辑，教师可高效开展教学。

第2节 化学能转化为电能——电池 第1课时 原 电池工作原理 授课教师： 孙 榕 第一章 化学反应与能量转化 选 择 性 必 修 一 稀硫酸换成硫酸铜溶液还能产生电流， 形成原电池吗？ ml 温故知新： 重新认识单液原电池 稀硫酸 1 、 定义： 将化学能直接转化成电能的装置。 2 、 构成条件： (1) 自 发的氧化还原反应 （2） 电极反应物 （得失电子能力不同的物质） （3） 电极材料 （能导电的物质） (4) 构成闭合回路 ①外电路： 电子导体——导线 两个电极直接或间接接触 ②内电路： 离子导体——电解质溶液/熔融电解质 ml 一、 原 电池的工作原理 总反应方程式 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 正负极反应物 (+)Cu2+(-)Zn-能构成 自 发进行的氧还反应 正负极材料 Zn， Cu-导电的金属或碳棒， 通常活性不同 离子导体 CuSO4 溶液-电解质溶液、 固态熔融电解质 电子导体 导线 实验现象 锌片溶解， 铜上析出红色物质， 电流表发生偏转 离子运动方向 Zn2+ 、 Cu2+往正极移动； SO42-往负极移动 电子运动方向 电子从负极往正极移动 ml 温故知新： 重新认识单液原电池 er沿导线传递 外电路 电子导体 内 电路 离子导体 氧化反应 zn-2e=zn2+ 正极： 不活泼金属或导电非金属 ml 一、 原 电池的工作原理 负极： 活泼金属 Cu2++2er=cu 还原反应 电子流入 电子流出 正极 负极 阴 离 子 阳 离 子 Cu2+ 4 3 、 单液原电池 你观察到怎样的实验现象？ 电流表示数如何变化？ 锌片表面析出铜， 电流逐渐衰减较快 ml 一、 原 电池的工作原理 锌与硫酸铜溶液直接接触发生反应， 析出铜形成微型原电池， 这部分转移的电子没有经过导线， 电池性能降低。 单液原电池缺点： 电极与电解质溶液直接接触， 电能利用效率低。 如何优化电池， 提高能量利用率？ 为什么锌片上也析出了单质铜？ 为什么电流表衰减严重， 这将对电池性能产生怎样的影响？ 还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 ml 一、 原 电池的工作原理 3 、 单液原电池 4 、 双液原电池 分析下列电池能否正常工作？ 为什么？ 你的依据是？ 两个溶液间缺少离子导体， 无法形成闭合回路 ml 一、 原 电池的工作原理 ZnSO4 溶液 CuSO4 溶液 CuSO4 溶液 改进 实验现象： 锌片逐渐溶解， 铜片上红色固体质量增加， 硫酸铜溶液颜色 变浅 ，检流计指针发生偏转 ， 取出装置中的盐桥， 检流计指针回到 原点 。 ml 一、 原 电池的工作原理 4 、 双液原电池 盐桥 阳离子 er沿导线传递 外电路 电子导体 氧化反应 zn-2e-=zn2+ 电子流出 电子流入 还原反应 Cu2++2er=cu 4 、 双液原电池（1） 工作原理 ml 一、 原 电池的工作原理 正极液 负极液 阴离子 阳离子 盐桥 正极 阳离子 负极 能。 ①概念： 一种凝胶态的离子导体， 里面通常装有含饱和KCl或KNO3溶液的琼胶。 （琼胶的作用是防止U形管中溶液流出） ②作用： a. 形成闭合回路 b. 盐桥中的阴、 阳离子定向迁移， 平 衡两侧的电荷， 使溶液保持电中性； c. 避免电极与电解质溶液的直接接触， 有利于最大程度地将化学能转化为电 4 、 双液原电池（2） 盐桥 ml 一、 原 电池的工作原理 Cl- K+ 选择盐桥的原则： 高浓度， 正负离子迁移数接近相等， 且不与电池中溶液发生化学反应。 溶液的导电能力与离子的迁移速率有关 阴阳离子的迁移速率接近可以提高导电能力 ml 一、 原 电池的工作原理 电流更稳定 热效应更微弱 电压更稳定 ml 一、 原 电池的工作原理 双液原电池可以真正实现氧化反应与还原反应在不同的区域内进行， 避免了氧化剂与还原剂直接接触造成的物质损失和能量损失， 为原 电池持续、 稳定地产生电流创造了必要的条件。 也是将原电池应用于真正的化学电源的一大进步标志 ml 一、 原 电池的工作原理 “ 负氧正还 ” “正正负负 ” “ 电子不下水， 离子不上岸 ” 电解质溶液没有电子的移动离子的定向移动产生电流 内 电路{③离子流向： ①电子流向： ②电流方向： 外电路中电子的定向移动产生电流 原电池中的三个“ 流向 ” 负极→正极 正极→ 负极 ml 一、 原 电池的工作原理 阳离子→正极； 阴离子→ 负极 5 、 原 电池各参数变化 外电路 1 、 电极方程式： 在电极上进行的半反应。 2 、 电池方程式： 电池的两个电极反应组成的总反应。 ml 二、 电极方程式的书写 Mg(A)-Al(B)-NaOH溶液(C) 负极： 2Al－6e－ ＋8OH－===2_[Al(OH_)4]－__； 正极： 6H2O ＋6e－===3H2 ↑_＋6OH－ __； 总反应： 2Al ＋2OH－_＋6H2O===2_[Al_(OH)4] － ＋3H2 ↑__。 1 、 制作干电池、 蓄电池、 燃料电池 2 、 加快化学反应速率 （1） 原理： 原电池中， 氧化反应和还原反应分别在两个电极上发生，溶液中的离子运动时相互干扰减小， 电解质溶液中离子的运动更快，使化学反应速率加快。 （2） 例：实验室制取氢气时， 粗锌比纯锌与稀硫酸反应速率 快 ；或向溶液中滴入几滴硫酸铜溶液， 产生氢气的速率 加快 。 CuSO4 溶液与锌发生置换反应生成Cu， 从而 形成微小锌铜原电池， 加快产生H2 的速率 ml 三、 原 电池工作原理的应用 将两种不同金属在电解质溶液里构成原电池后， 根据电极的活泼性、 电极上的反应现象、 电流方向、 电子流向、 离子移动方向等确定正负极进行判断。 （判断正负极的方法） 3 、 比较金属的活动性强弱 在电解质溶液中表现的更加活泼的金属做负极， 更不活泼的是正极。 正极(Al): 2H+ +2e- = H2 ↑ 正极(Mg): 2H2O+2e- = H2 ↑+2OH- 负极(Al): Al -3e- +4OH-= [Al(OH)4]- ml 三、 原 电池工作原理的应用 负极(Mg): Mg -2e- = Mg2+ 【例题】 根据反应2FeCl3+Cu ＝2FeCl2+CuCl2设计原电池。 根据电池反应式确定正、 负极反应式？ 负极： Cu - 2e- = Cu2+ 正极： Fe3+ + e- = Fe2+ 如何形成闭合回路(画出装置图)？ 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。 负极材料： Cu 电解质溶液： CuCl2 正极材料： 碳棒 电解质溶液： FeCl3 根据正、 负极反应式选择电极材料和电解质溶液？ ml 三、 原 电池工作原理的应用 CuCl2 溶液 FeCl3 溶液 4 、 设计原电池 Cu C ? ? A.①②中Mg作负极， ③④中Fe作负极 B.②中Mg作负极， 电极反应式为Mg－2e－===Mg2 + .③中Cu作负极， 电极反应式为Cu－2e－===Cu2 + D.④中Cu作正极， 电极反应式为2H＋ ＋2e－===H ↑ 1 、 分析如图所示的四个原电池装置， 结论正确的是 2 √ 2 、 等质量的两份锌粉a 、b ， 分别加入过量的稀 H2SO4 中 ， 同时向a 中滴入少量的CuSO4 溶液 ，如图表示产生H2 的体积(V)与时间(t)的关系，其中正确的是( ） 。 b 、 c 、 d 四个金属电极， 有关的实验装置及部分实验现象 a>b b>c d>c d>a 由此可判断这四种金属的活泼性顺序是 d＞a＞b＞c 。 3 、 有 a 、如下： $