6.1电化学 课件-2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

该高中化学课件系统涵盖原电池原理及化学电源知识，从单液原电池工作原理入手，分析其缺点后引入双液原电池改进，再延伸至一次电池、二次电池、燃料电池及新型化学电源，构建从基础原理到实际应用的学习支架。 其亮点在于通过模型建构（如双液原电池盐桥作用分析）培养科学思维，结合练习（如不同电解质燃料电池电极反应书写）和实例（锌锰干电池、铅蓄电池）落实科学探究与实践，强化化学观念。学生能系统掌握知识提升能力，教师可直接用结构化内容和实例提高教学效率。

人教版 必修2 第六章 化学反应与电能 选修1 第四章 原电池 综合讲评 1 Cu Zn - - - Zn2+ H+ H+ Zn－2e－=Zn2+ 电子流出（失电子）氧化反应 电子流入（得电子）还原反应 负极 正极 阳离子 阴离子 SO42- 锌片溶解 产生气泡 原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑ 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：电子不下水，离子迁移 阴离子 负极 阳离子 正极 外电路 内电路 2H++2e－=H2↑ 一、单液原电池工作原理分析 1．定义：原电池是将 的装置。 2．本质： 3．电极： 一、单液原电池工作原理 化学能转化为电能 自发的氧化还原反应 氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。 （1）负极：电子流出的一极 失去电子 发生氧化反应 （2）正极：电子流入的一极 得到电子 发生还原反应 一、单液原电池工作原理 （1）自发进行的氧化还原反应； （2）两个活动性不同的电极； （3）电解质溶液（或熔融电解质）； （4）形成闭合回路。 构成原电池的条件 4 【练习】以下装置中,属于原电池的是　　　　。  ③⑤ 单液原电池的缺点： 锌与CuSO4溶液直接接触发生置换反应，锌片上也有Cu析出，电子不能完全经过导线输送到铜片上，电池效率慢慢降低。 解决问题的关键： 还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 A ① 让Zn与CuSO4不接触 Cu Zn CuSO4溶液 A ZnSO4溶液 CuSO4溶液 Zn Cu ② 加一个合适的“桥梁” A ZnSO4溶液 CuSO4溶液 Zn Cu 有电流 盐桥 双液原电池 【原电池装置的改进】 二、双液电池的工作原理 双液原电池工作原理 K＋ Cl- e- Zn2+ Zn Cu2＋ Cu 负极 正极 盐桥作用： ①形成闭合回路； ②平衡电荷，保持溶液的电中性； ③避免还原剂与氧化剂直接接触， 减少电流衰减，放电更持久， 提高电池的工作效率。 梳理双液原电池工作原理（判断正负极、电极反应式、离子移动方向） K＋ Cl- e- Zn2+ Zn Cu2＋ Cu 负极 正极 双液原电池工作原理 K＋ Cl- e- Zn2+ Zn Cu2＋ Cu 负极 正极 总反应：Zn + Cu2+＝Cu + Zn2+ K+ 向正极移动 Cl− 向负极移动 负极(氧化反应)： Zn − 2e− = Zn2+ 正极(还原反应)： Cu2+ + 2e− = Cu 外电路： 电子导电 e− e− e− Am+ Bn− 内电路： 离子导电 发生氧化反应 发生还原反应 负极(电势低) 正极 电解质 (溶液或熔融态) 盐桥 双液原电池的工作原理 【模型建构】 负极： 正极： 总反应： 2I- - 2e- = I2 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ 2Fe3+ + 2I− == 2Fe2+ + I2 【练习】 双液原电池很好解决了电压电流不稳定的问题，但实际研究中发现，双液原电池电流较小，电池效率仍然不高——盐桥电阻大。 使用薄薄的隔膜代替盐桥。 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 五、含膜电池 【练习】锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（ ） A. 电子从锌极经过导线移向铜极 B. 铜电极上发生反应Cu − 2e− ＝Cu2+ C. 电池工作一段时间后，乙池的c(SO42−)减小 D. 电池工作一段时间后，甲池的c(Zn²+)增加 A ZnSO₄(aq) 阳离子交换膜 CuSO₄(aq) 正极(石墨棒)： 电池总反应： 负极(锌筒)： Zn–2e- == Zn2+ 2MnO2+ 2 +2e- == 2MnO(OH)+2NH3 1．普通锌锰干电池（一次电池） 电子由锌筒流向石墨棒 Zn+2MnO2+2NH4Cl == 2MnOOH+Zn(NH3)2Cl2 锌锰干电池构造示意图 一次性电池放电之后不能充电，内部的氧化还原反应是不可逆的 一次电池 三、化学电源 缺陷 锌锰干电池电量小，而且在放电过程中容易发生气胀或漏液，会导致电器设备的腐蚀。 改进 ①在外壳套上防腐金属筒或塑料筒制成防漏电池； ②将电池内的电解质NH4Cl换成湿的KOH，并在构造上进行改进， 制成碱性锌锰电池。 碱性锌锰电池 正极(MnO2)： 电池总反应： 负极(锌粉)： Zn–2e- + 2OH- == Zn(OH)2 2MnO2 +2e- +2H2O== 2MnO(OH) + 2OH- 2．碱性锌锰干电池（一次电池） Zn+2MnO2+2H2O == Zn(OH)2+2MnO(OH) 碱性锌锰电池 （1）电池材料： （2）工作原理： 总反应为：Zn +Ag2O + H2O === 2Ag + Zn(OH)2 银锌扣电池 负极：Zn－2e－+ 2OH－==Zn(OH)2 正极：Ag2O + H2O +2e－==2Ag + 2OH－ 3．银锌纽扣电池（一次电池） 负极：Zn 正极：Ag2O 电解质：KOH溶液 18 2. 能量转化：二次电池放电时化学能转化为电能（原电池原理），充电时电能转化为化学能。 1. 可否充电后继续使用：可以 放电时所进行的氧化还原反应，在充电时可以逆向进行，使电池恢复到放电前的状态，从而实现放电与充电的循环。 二次电池 19 (1)电池材料 正极：PbO2 负极：Pb 电解质：H2SO4溶液 1．铅蓄电池（二次电池） (2)放电工作原理 总反应： Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O Pb+ -2e- == PbSO4 正极： PbO2 + 4H+++2e- == PbSO4 +2H2O 负极： 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 电极反应(KOH为电解液)： 用途： 2NiO(OH) + 2H2O + Cd 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放电 充电 广泛用于轨道交通与铁路、航空航天、工业设备、备用电源等 2．镍镉电池（二次电池） 镉为重毒金属，且镍镉电池存在“记忆效应”等问题，有被镍氢电池取代的趋势 H2+2NiO(OH) 2Ni(OH)2 放电 充电 电池材料：贮氢合金、泡沫氧化镍、氢氧化钾溶液。 NiO(OH)+MH NiO+M+H2O 3．镍氢电池（二次电池，镍镉电池的改良） 负极： MH－e－+ OH－==M + H2O 正极： NiO(OH)+e－==NiO+ OH－ 用途： 广泛用于混合动力电车、工业储能系统、电子设备等。优势是环保、记忆效应极轻微 4．锂离子电池（选修1 P99） (1) 定义 将燃料和氧气中的化学能转化为电能的装置，更像是“发电机”。不是燃烧，而是电化学反应。 燃料电池 (2) 组成： 燃料(H2、CH4、CH3OH等 )、O2、电解质、电极（正负极材料可以完全相同） 24 1. 氢氧燃料电池（选修1 P101） (1) 碱性环境工作原理（电解质为KOH溶液） 2H2 - 4e- + 4OH- == 4H2O 负极： 正极： O2 +4e- + 2H2O == 4OH- 总反应： 2H2 + O2 == 2H2O (2) 酸性工作原理（电解质为H2SO4溶液） 负极： 正极： 总反应： 2H2 + O2 == 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2+ 4H++ 4e- = 2H2O 25 (3) 熔融电解质工作原理（电解质为熔融K2CO3） 负极： 正极： 总反应： 2H2 + O2 == 2H2O 2H2 - 4e-+2CO32- = 2H2O+2CO2 O2+ 4e- + 2CO2 = 2CO32- (4) 熔融电解质工作原理（电解质为熔融K2O） 负极： 正极： 总反应： 2H2 + O2 == 2H2O 2H2 - 4e- +2O2- = 2H2O O2+ 4e- = 2O2- 总反应：CH4＋2O2===CO2＋2H2O （1）酸性： 负极：CH4 - 8e-+2H2O =CO2 + 8H+ 正极：2O2 + 8e-+ 8H+ = 4H2O 2. 甲烷燃料电池（电解质分别为H2SO4、KOH） 总反应：CH4＋2O2＋2OH_===CO32-＋3H2O （2）碱性： 负极：CH4 - 8e- + 10 OH- =CO32- + 7H2O 正极：2O2 + 8e-+ 4H2O = 8OH- 蓝本同步辅导（P44） 27 (3) 熔融电解质工作原理（电解质为熔融K2CO3） 负极： 正极： 总反应： (4) 熔融电解质工作原理（电解质为熔融K2O） 负极： 正极： 总反应： 用CO32- 配平 用O2- 配平 甲醇燃料电池（酸性、碱性环境） 四、新型化学电源 D $