6.1.2（1）化学能与电能——原电池 课件 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

该高中化学课件围绕“化学能与电能——原电池”展开，涵盖能源分类、火力发电原理及优缺点，通过实验探究原电池构成条件、工作原理及电极判断，最终延伸至原电池在化学电源、金属活动性比较等领域的应用。以能源多样性为导入，结合火力发电能量转化分析，通过“如何直接转化化学能为电能”等问题链搭建学习支架，衔接化学能与电能转化的核心知识。 其亮点在于以实验探究为核心，通过【实验6-3】观察锌铜与稀硫酸反应现象，引导学生分析电流产生原因，培养科学探究与实践能力。结合原电池构成条件判断（如不同电极材料、电解质溶液的装置分析），发展基于证据推理的科学思维，同时通过金属防护、化学电源设计等应用实例，深化物质性质决定用途的化学观念。学生能在宏微结合中理解原理，教师可依托清晰知识脉络提升教学效率。

6.1.2 化学能与电能——原电池 石油 天然气 原煤 水能 风能 电能 蒸汽能 能源的多样性 能源的多样性 1.一次能源 2.二次能源 直接从自然界取得的能源 一次能源经过加工、转换得到的能源 水能 风能 石油 天然气 原煤 蒸汽 电能 是现代社会中最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源， 又称为电力 电能 【思考】电能如何得来？ 能转化为电能 能源的多样性 火力发电 风力发电 水力发电 核能发电 火力发电 仍是我国电能的主要来源 能源的多样性 火力发电 1. 原理 火力发电是通过化石燃料燃烧时发生的氧化还原反应，使化学能转化为热能 加热水形成高温高压过热蒸汽 蒸汽沿管道进入汽轮机中，推动蒸汽轮机转子高速旋转 带动发电机转子(电磁场)旋转，定子线圈切割磁感线，发出电能 化学能（燃料） 燃烧 热能 蒸汽轮机 机械能 发电机 电能 火力发电 2. 火力发电的优点 煤炭我国资源丰富，廉价方便；电能清洁安全，又快捷方便 3. 火力发电的缺点 ①使用的化石燃料属于不可再生资源 ②化石燃料的燃烧会产生大量污染性气体及粉尘 ③能量经过多次转化，能量利用率低 火力发电 【思考1】火力发电原理中，哪一步是提供能量的关键？ 化学能（燃料） 燃烧 热能 蒸汽轮机 机械能 发电机 电能 【思考2】如何将化学能直接转化为电能？ 燃烧（氧化还原反应）是关键 1.电流是怎样产生的？ 2.哪些化学反应中有电子的转移？ 3.什么样的化学反应可以设计成电池？ 原电池 【实验6-3】(1) 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯，观察现象 (2)用导线连接锌片和铜片，观察、比较导线导线连接前后的现象 (3)如图6-6所示，用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表，观察电流表的指针是否偏转 实验装置 现象 结论 Cu Zn 稀H2SO4 Cu Zn 稀H2SO4 Cu Zn 稀H2SO4 锌片上有气泡， 铜片上无气泡 锌片逐渐溶解， 铜片表面有气泡 锌片逐渐溶解， 铜片表面有气泡， 电流表指针发生偏转 Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑ 铜与稀硫酸不反应 产生H2(还原反应)的位置发生了改变 有电流产生，装置中化学能转变为电能 【思考】1、铜片没有参与反应，为什么铜片表面会产生氢气？ 2、为什么会有电流产生？ 原电池 稀硫酸 锌片 铜片 锌片溶解 铜片上产生气泡 原电池 【工作原理】 电池总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ Zn - 2e- == Zn2+ 2H+ + 2e- == H2↑ 氧化反应 还原反应 整个装置构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流 反应物的化学能转化为电能 原电池 1. 定义 将化学能转化为电能的一种装置 2. 本质 通过装置使氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行， 反应中转移的电子通过导体发生定向移动，形成电流 原电池的反应本质是氧化还原反应 【思考】如何确定原电池的正负极？ 物理电学上规定：正电荷定向流动的方向 为电流方向，从正极流向负极 3. 电极名称 负极：电子流出，失去电子，发生氧化反应； 正极：电子流入，得到电子，发生还原反应。 稀硫酸 锌片 铜片 锌片溶解 铜片上产生气泡 原电池 4. 工作原理 电池总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑ Zn - 2e- == Zn2+ 2H+ + 2e- == H2↑ 氧化反应 还原反应 负极 正极 外电路： 电子流向：负极→沿导线→正极 电流方向：正极→沿导线→负极 内电路： 阳离子 → 正极 阴离子 → 负极 电子不下水 离子不上岸 课堂练习 【课本】P41 5. 下列关于右图所示装置，错误的是（ ） A、锌是负极，其质量逐渐减小 B、氢离子在铜表面被还原，产生气泡 C、电流从锌片经导线流向铜片 D、电子从锌片经导线流向铜片 C 原电池 5. 原电池的构成条件 【思考】判断以下装置能否形成原电池？ A Zn 石墨 H2SO4 A Zn Zn H2SO4 A Zn 木棍 H2SO4 A Zn Cu H2SO4 → ①电极材料： 有两种活泼性不同的金属(或金属与非金属导体)作电极 负极：一般为较活泼的金属 正极：一般为较不活泼的金属或非金属导体（如石墨等） × √ × 原电池 5. 原电池的构成条件 【思考】判断以下装置能否形成原电池？ A Zn Cu H2SO4 A Zn Cu CuSO4 A Zn Cu 蔗糖溶液 → × √ ②电解质： 电极材料均浸入的是电解质溶液或熔融电解质 原电池 5. 原电池的构成条件 【思考】判断以下装置能否形成原电池？ A Zn Cu H2SO4 → Zn H2SO4 A Cu H2SO4 × ③闭合回路： 两极之间相连形成闭合回路 形成闭合回路的方式有多种，可以是导线连接两个电极，也可以是两电极接触。 原电池 5. 原电池的构成条件 【思考】判断以下装置能否形成原电池？ A Zn Cu H2SO4 → A 石墨 Cu H2SO4 × 原电池的反应实质是要有一个自发进行的氧化还原反应 ④自发的氧化还原反应： 大多数放热反应为自发反应 原电池 5. 原电池的构成条件 两极、一液、一线、一反应 (1) 两种活泼性不同的金属作电极 （或其中一种为非金属导体） 一般较活泼金属为负极，较不活泼金属（或非金属）为正极 正极一般不参与电极反应，只起导电作用 (2) 电解质溶液(或熔融电解质) (3) 装置构成闭合回路 (4) 能自发进行的氧化还原反应 一般负极与电解质溶液发生氧化还原反应 即原电池的总反应 【思考】右图组成的装置是否构成原电池？ A Fe 石墨 NaCl溶液 完善原电池基本模型 原电池中在正极参与反应的物质可以是氧气 原电池 负极 正极 失e-,沿导线传递 电解质溶液 阴离子 阳离子 氧化反应 还原剂-ne- = 氧化产物 还原反应 氧化剂+ne- = 还原产物 原电池 电流 电极反应式 课堂练习 1、在下图装置中，可以构成原电池的是________ ④⑥⑦ 【导学案】P54 随堂检测 1.下列各组材料中，不能组成原电池的是( ) 。 选项 A B C D 两极材料 片，石墨 片， 片 片， 片 片， 片 插入溶液 稀硫酸 溶液 蔗糖溶液 稀盐酸 C 课堂练习 - + - + - + 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 23 ② 电子流向 ① 电极材料 ③ 反应类型 ④ 离子流向 ⑤ 电极现象 较活泼金属 较不活泼金属、非金属导体(石墨) 负极 正极 电子流出、失电子 电子流入、得电子 氧化反应 还原反应 阳离子移向 阴离子移向 溶解、质量减小 电极增重或有气体产生 原电池 6. 原电池电极类型的判断方法 1．根据Fe＋2H＋===Fe2＋＋H2↑的反应原理设计一个原电池，当Fe为负极时，正极可以选用的金属材料是(　　) A．镁　　　B．石墨　　C．铝　　　D．铅 D 2、下列装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是(　　) C 课堂练习 【导学案】P55 随堂检测 5.根据原电池工作原理，结合装置图，按要求解答问题： （1） 若为，为，为氢氧化钠溶液， 则为______（填电极名称）， 电极可能观察到的现象是__________________， 电池总反应为__________________________________。 正极 电极材料逐渐溶解 课堂练习 （2） 若为，为，为浓硝酸，则 为______（填电极名称），铜电极区域可 能观察到的现象是____________________________，电极反应为_________________。 负极 电极材料逐渐溶解，溶液变蓝 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 26 原电池的应用 1. 制作化学电源 心脏起搏器是一种植入于体内的电子治疗仪器， 通过脉冲发生器发放由电池提供能量的电脉冲， 通过导线电极的传导，刺激电极所接触的心肌， 使心脏激动和收缩，从而达到治疗由于某些心律失常所致的心脏功能障碍的目的 理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池 原电池的应用 设计原电池的一般思路 1. 制作化学电源 (1) 拆反应：将已知氧化还原反应拆分成氧化反应和还原反应两个半反应，分别作为原电池的负极和正极 负极 氧化反应：还原剂－ne－== 氧化产物 正极 还原反应：氧化剂＋ne－== 还原产物 正极反应式＋负极反应式 → 电池总反应式 (2)确定正、负极材料及电解质溶液 a、电极材料的选择：选活泼性较强的金属作负极，活泼性较弱的金属或能导电的惰性材料（如石墨）作正极。 b、电解质溶液的选择：电解质溶液一般要能与负极发生反应，可参照总反应式选择电解质溶液。 原电池的应用 【导学案】P53 例4 铁及铁的化合物应用广泛，如 可用作催化剂、 印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。 1. 制作化学电源 （1） 写出 溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式：__________________________。 （2） 若将（1）中的反应设计成原电池，请在 方框内画出原电池的装置图，标出正、负极， 并写出电极反应。 正极反应：____________________________； 负极反应：____________________________。 （或 ） 原电池的应用 2. 比较金属的活动性顺序 原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性较弱的金属为正极 【导学案】P52 活动1 有、、、 四个金属电极，有关的实验装置及部分实验现象如下： 实验装置 ______________ _______________ ____________ _____________ 部分实验现 象 极质量减小， 极 质量增大 极有气泡产生， 极无明显变化 极有气泡产 生， 极溶解 电流从 极流向 极 由此判断这四种金属的活动性顺序 [答案] 。 原电池的应用 2. 比较金属的活动性顺序 原电池中，一般活动性强的金属为负极，活动性较弱的金属为正极 A Cu Fe 浓硝酸 【注意】比较金属活泼性时，还要考虑电解质溶液的类型 A Al Mg NaOH溶液 - + - + Al - NaOH - Mg Al - 稀H2SO4- Mg Fe - 浓HNO3- Cu Fe - 稀HNO3- Cu - + - + + - + - 原电池的应用 3. 加快氧化还原反应速率 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】 (1)实验室常用粗锌和稀硫酸反应制取H2，产生H2的速率比纯锌快。 原因是粗锌中的杂质和锌、稀硫酸形成原电池，加快了锌的反应，使产生H2的速率增大。 (2)实验室利用稀硫酸和锌粒制H2时，可加入少量CuSO4以加快反应速率。 锌与CuSO4反应置换出Cu，锌、铜在稀硫酸溶液中形成原电池，加快锌与酸的反应速率 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 32 当金属作为原电池的负极时，腐蚀加快； 而作为原电池的正极时被保护，腐蚀速率减慢 原电池的应用 4. 金属防护 钢铁中含有碳，当接触电解质溶液时， 可组成Fe-C原电池，钢铁因发生原电池反应而使钢铁遭到腐蚀 保护原理——将被保护的金属作为原电池的正极 例如：用牺牲锌块（作负极）的方法来保护船身（作正极） 船身上装锌块 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 33 【导学案】P53 例3 有甲、乙两个装置，下列说法错误的是( ) 。 B A.甲、乙装置中， 的质量均减小 B.甲、乙装置中， 上均有气泡产生 C.化学反应速率:乙 甲 D.甲中移向，乙中移向 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 34 【导学案】P54 随堂检测 3.有A、B、C、D四块金属，进行如下实验： 将A、B用导线相连，浸入稀硫酸中，A极为负极 、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸中，电流由 导线 、C相连金属后，同时浸入稀硫酸中，C极产生大量气泡 、D相连后，金属同时浸入稀硫酸中，D极发生氧化反应 据此判断它们的金属活动性由强到弱的顺序是( ) 。 B A. B. C. D. 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 35 【导学案】P54 随堂检测 2.某实验小组设计如图装置探究化学能与电能的转化关系，下列说法正确的是 ( ) 。 B A.只有装置Ⅰ中电流表指针发生偏转 B.只有装置Ⅱ中电流表指针发生偏转 C.两个装置中电流表指针都发生偏转 D.两个装置中电流表指针都不发生偏转 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 36 【导学案】P51 例1 某课外活动小组设计的用化学电源使 灯发光的装置如图 所示。下列说法错误的是( ) 。 C A.铜片表面有气泡生成 B.装置中存在“化学能 电能 光能”的转换 C.如果将稀硫酸换成柠檬汁，导线中不会有电子流动 D.如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 37 【导学案】P51 例2 某同学按如图所示的装置做实验，并把实验情况记录于下面， 其中叙述合理的是( ) 。 C ①锌为正极，铜为负极 ②电解质溶液中 浓度不变 ③电流表的指针发生偏转 ④铜极上有气泡产生 ⑤溶液逐渐变蓝 ⑥溶液中的阳离子向正极移动 A.①②③ B.③④⑤ C.③④⑥ D.②③④ 课堂练习 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 38 课堂练习 【课本】P41 2. 原电池是一种可将_________直接转化为_________的装置，其中发生的反应属于__________________，原电池必要的的组成部分有_______________________________________________________________ 7. 化学能 电能 氧化还原反应 电极材料、氧化还原反应、电解质溶液、闭合回路 (1) 电极间距离 化学能 (2) 锌片 (3) 2 3 (4) 电极材料、电极材料的横截面积、电极插入水果的深度、同种水果的成熟度、水果的个数等 课堂练习 【课本】P54 5. 6. A (1) 不相同，实验1 中Al作正极，实验2 中Al作负极 (2)负，正， 2Al + 6H+ == 2Al3+ + 3H2↑ (3)负 Al能与NaOH溶液反应而Mg不能 Al - 3e- +4OH- == [Al(OH)4]- (4)在原电池中，相对活泼的金属做正极还是负极，除了与金属本身的还原性有关，还与电解质溶液有关 课堂练习 1、如图所示，电流计指针发生偏转，同时A极质量减少，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是(　　) A. B极为原电池的正极 B. A、B、C可能分别为Zn、Cu、稀盐酸 C. C中阳离子向A极移动 D. A极发生氧化反应 C 课堂练习 2.根据原电池原理，结合装置图，按要求解答问题： (1)若X为Zn，Y为硫酸铜溶液，则X为______(填电极名称)，判断依据：______________________________ ________；铜电极的名称是______，溶液中的Cu2＋移向____(填“Cu”或“X”)电极。 负极 锌的活泼性比铜强(或Zn的还原性 比Cu强) 正极 Cu (2)若X为银，Y为硝酸银溶液，则X为______(填电极名称)，判断依据：______________________________________；铜电极的名称是______，溶液中的Ag＋移向____(填“Cu”或“X”)电极。 正极 铜的活泼性比银强(或Cu的还原性比Ag强) 负极 X 课堂练习 3.如图所示电流表的指针发生偏转，同时A极的质量减小，B极上有气泡产生，C为电解质溶液，下列说法错误的是（　　） A. B极为原电池的正极 B. A、B、C分别为Zn、Cu和稀盐酸 C. C中阳离子向A极移动 D. A极发生氧化反应 C 课堂练习 4.如图所示，a的金属活动性在氢之前，b为碳棒。下列关于该装置的说法中，正确的是( ) A.a极上发生还原反应，b极上发生氧化反应 B.碳棒上有气体逸出，溶液中c(H＋)增大 C.导线上有电流，电流方向a→b D.反应后a极质量减小 B 负极材料：_____________ 电极反应：_____________ 反应类型：_____________ 电极现象：_____________ 正极材料：_____________ 电极反应：_____________ 反应类型：_____________ 电极现象：_____________ 电解质溶液：_____________ 【书面作业】参照以下格式，设计原电池 1、2Ag+ + Cu= 2Ag + Cu2+ 2、Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑ 3、Fe + 2Fe3+ = 3Fe2+ 4、3Cu +8HNO3 =3Cu(NO3)2+ 2NO↑+4H2O 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 46 Lavf59.6.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.3.72 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.57(gap_fixed:False) Lavf58.20.100 $