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

高中化学人教版选择性必修一 第四单元 第一节第一课时 《原电池》 我们来看一个小故事吧 电池在日常生活中的应用随处可见 课前引入 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 微信公众号：杨sir化学 水果电池的工作原理是什么呢？ 课前引入 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 微信公众号：杨sir化学 实验验证预测 预测的现象 实验观察到的现象 负极： 正极： 电流表： 锌片逐渐溶解 铜片上有红色固体析出 电流表指针发生偏转 CuSO4 Cu Cu2+ 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 meiyangyang8602 请大家认真观察实验现象： 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 实验验证预测 预测的现象 实验观察到的现象 负极： 正极： 锌片表面有少量红色固体生成 铜片上有红色固体析出 电流表： 电流表指针先发生偏转后，一段时间后示数逐渐减小 为什么负极锌片表面有红色固体，电流表指针示数逐渐减小？ 由于这种原电池中氧化反应与还原反应并没有完全隔开，如锌与其接触的硫酸铜发生反应，有铜析出，电流逐渐衰减 ( Zn+Cu2+=Cu+Zn2+ ) 锌片逐渐溶解 铜片上有红色固体析出 电流表指针发生偏转 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 如何优化这种电池呢？ CuSO4 Cu Cu2+ 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 7 解决问题的核心： 单液 探究：原电池装置的优化 CuSO4 Cu Cu2+ 两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。 双液 使还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 8 meiyangyang8602 学生实验 实验内容： 1. 动手搭建锌铜双液原电池 2. 连通电路，对比观察两种电池的实验现象。尤其关注电流表的读数，以及金属电极上的现象， 3. 完成实验后，拆除装置，还原器材，擦拭干净桌面 请大家分组完成实验，时间5min 知识精讲 小杨老师 15521324728 微信公众号：杨sir化学 1．概念： 2．本质： 3． 构成原电池的条件： 一、双液原电池的工作原理 （1）两个活泼性不同的电极； 原电池是将化学能转化为电能的装置。 自发进行的氧化还原反应。 （4）自发的氧化还原反应。 （2）电解质溶液（或熔融离子化合物）； （3）形成闭合回路（用盐桥）； 知识精讲 小杨老师 15521324728 微信公众号：杨sir化学 一种凝胶态的离子导体 盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼胶， K+和Cl-可在其中自由移动 盐桥 解决问题的核心：使还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 探究：原电池装置的优化 Cl- K+ Zn2+ Cu2+ e- e- e- e- 2、平衡电荷，使溶液保持电中性 3、避免电极与电解质溶液直接反应 盐桥作用 1、形成闭合回路 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 11 Zn－2e－=Zn2+ 氧化反应 负极 发生溶解（变细） Cu2++2e－=Cu 还原反应 正极 产生红色固体（变粗） 外电路 内电路 负极 沿导线 正极 正极 沿导线 负极 电子流向： 电流方向： 阳离子 正极 阴离子 负极 原电池总反应________________ 双液原电池——工作原理 注意：电子不下水，离子不上岸 Zn+Cu2+=Zn2++Cu 知识精讲 小杨老师 15521324728 微信公众号：杨sir化学 meiyangyang8602 双液原电池 知识精讲 小杨老师 15521324728 微信公众号：杨sir化学 数字化实验探究原电池 电流较小， 电流稳定， 电流较大， 衰减快， 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。 （1）写出能说明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的离子方程式：___________。 （2）若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是： ①负极：___________ ②正极：___________。 （3）画出双液电池装置图，指出电极材料和电解质溶液： 题型：根据原电池原理设计原电池 2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋ Cu- 2e- = Cu2＋ 2Fe3＋＋2e- = 2Fe2＋ 对点训练 电池工作时，装置中各物质或材料的作用是什么？ Cl- K+ Zn2+ Cu2+ e- e- e- e- 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 16 Cu片 Zn片 CuSO4溶液 ZnSO4溶液 盐桥 导线 Cl- K+ Zn2+ Cu2+ e- e- e- e- 双液原电池中各部分的作用 电极材料 电极反应物 电极材料 电极反应物 离子导体 离子导体 离子导体 电子导体 二、双液原电池的工作原理 氧化反应 还原反应 负极 正极 Zn +CuSO4 ZnSO4 + Cu 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 meiyangyang8602 原电池的构成要素 还原剂-氧化反应、氧化剂-还原反应 离子导体 电极材料 电极反应 电子导体 内电路，实现离子定向迁移 进行电子转移的场所 外电路，实现电子定向转移 基本要素 负极 正极 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 Zn－2e－=Zn2+ 氧化反应 负极 发生溶解 2H++2e－=H2↑ 还原反应 正极 产生气泡 外电路 内电路 负极 沿导线 正极 正极 沿导线 负极 电子流向： 电流方向： 阳离子 正极 阴离子 负极 原电池总反应________________ 原电池——工作原理 注意：电子不下水，离子不上岸 Zn+2H+=Zn2++H2↑ 如果将稀硫酸换成硫酸铜溶液，正负极现象会发生改变吗？ 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 (4)画出原电池装置图。 (1)根据总反应分析化合价变化，找出氧化反应和还原反应。 (2)根据负极发生氧化反应，正极发生还原反应确定原电池的正、负极。 (3)结合正、负极和电极反应确定电极材料和电解质溶液等，完成原电池装置的设计。 三、双液原电池的应用 应用一 根据原电池原理设计原电池 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 原因：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干扰减少，电子得以顺利从负极沿导线移向正极，使得反应速率增大。 三、双液原电池的应用 应用二 加快化学反应速率 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 应用三 比较金属活泼性强弱 原理：一般情况下，两种金属分别作原电池的两极时，作负极的金属比较活泼，发生氧化反应；作正极的金属的活泼性相对较差，发生还原反应。 举例：有两种金属A和B，用导线连接插入稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，根据原电池原理判断： 稀硫酸 A 发生溶解 产生气泡 B 三、双液原电池的应用 金属活泼性A大于B 知识精讲 小杨老师 15521324728 小杨老师 15521324728 双液原电池工作原理 锌-铜电池与盐桥组装过程 本动画展示双液原电池的组装过程和工作原理。双液原电池使用两个半电池：锌在硫酸锌溶液中，铜在硫酸铜溶液中，通过盐桥连接。 准备材料 放置烧杯 添加溶液 插入电极 连接盐桥 连接电路 工作原理 ⬅️ 上一步 ➡️ 下一步 ▶️ 开始动画 ⏸️ 暂停 🔄 重置 🐢 慢速 🚶 正常 🚀 快速 电子 (e⁻) 锌离子 (Zn²⁺) 铜离子 (Cu²⁺) 钾离子 (K⁺) 氯离子 (Cl⁻) 双液原电池工作原理说明 负极反应（锌片） Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ （氧化反应） 正极反应（铜片） Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu （还原反应） 总反应 Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu 盐桥作用 K⁺向正极移动，Cl⁻向负极移动，保持溶液电中性 能量转化 化学能 → 电能 双液原电池工作原理动画 | 化学教学演示 双液原电池工作原理 锌-铜电池与盐桥组装过程 本动画展示双液原电池的组装过程和工作原理。双液原电池使用两个半电池：锌在硫酸锌溶液中，铜在硫酸铜溶液中，通过盐桥连接。 准备材料 放置烧杯 添加溶液 插入电极 连接盐桥 连接电路 工作原理 ⬅️ 上一步 ➡️ 下一步 ▶️ 开始动画 ⏸️ 暂停 🔄 重置 🐢 慢速 🚶 正常 🚀 快速 电子 (e⁻) 锌离子 (Zn²⁺) 铜离子 (Cu²⁺) 钾离子 (K⁺) 氯离子 (Cl⁻) 双液原电池工作原理说明 负极反应（锌片） Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ （氧化反应） 正极反应（铜片） Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu （还原反应） 总反应 Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu 盐桥作用 K⁺向正极移动，Cl⁻向负极移动，保持溶液电中性 能量转化 化学能 → 电能 双液原电池工作原理动画 | 化学教学演示 Lavf59.16.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.78 双液原电池工作原理 锌-铜电池与盐桥组装过程 本动画展示双液原电池的组装过程和工作原理。双液原电池使用两个半电池：锌在硫酸锌溶液中，铜在硫酸铜溶液中，通过盐桥连接。 准备材料 放置烧杯 添加溶液 插入电极 连接盐桥 连接电路 工作原理 ⬅️ 上一步 ➡️ 下一步 ▶️ 开始动画 ⏸️ 暂停 🔄 重置 🐢 慢速 🚶 正常 🚀 快速 电子 (e⁻) 锌离子 (Zn²⁺) 铜离子 (Cu²⁺) 钾离子 (K⁺) 氯离子 (Cl⁻) 双液原电池工作原理说明 负极反应（锌片） Zn → Zn²⁺ + 2e⁻ （氧化反应） 正极反应（铜片） Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu （还原反应） 总反应 Zn + Cu²⁺ → Zn²⁺ + Cu 盐桥作用 K⁺向正极移动，Cl⁻向负极移动，保持溶液电中性 能量转化 化学能 → 电能 双液原电池工作原理动画 | 化学教学演示 $