4.1.1 原电池的工作原理 课件-2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

该高中化学课件聚焦原电池核心知识，涵盖工作原理、构成条件、盐桥作用及应用，通过“思考交流”从生活化学电源导入，结合“旧知回顾”复习定义与条件，再以实验现象对比搭建学习支架，衔接新旧知识。 其亮点是以实验探究为核心，通过“再探原电池”现象差异分析和盐桥实验，培养科学探究与实践能力，结合电极反应书写口诀强化科学思维，体现能量转化与变化守恒的化学观念。学生能提升实验分析能力，教师可借助实验设计和练习资源优化教学。

第四章 化学反应与电能 第一节 原电池 第1课时 原电池的工作原理 现代生活离不开方便实用的化学电源。各种各样的化学电源都是依据原电池的原理制造的。 思考交流 定义：把 转变为 的装置叫做原电池 构成条件： 1、自发进行的氧化还原反应 2、活动性不同的两极 3、两极插入电解质溶液 4、形成闭合回路 化学能 电能 知识回顾 1.原电池定义： 将化学能直接转变成电能的装置，称为原电池。 2.正负极的认知： 负极： *较不活泼的电极; *得电子(电子流进，电流流出）; *元素价降低，发生还原反应; *多数析出气体或固体。 *阳离子流入的一极 正极： *较活泼的电极； *失电子（电子流出，电流流进）； *元素价升高，发生氧化反应； *多数溶解，质量减轻。 *阴离子流入的一极 一、原电池的工作原理 负极还原剂 失高氧 正极氧化剂 得低还 负极 正极 Cu Zn A e- CuSO4溶液 氧化反应 Zn -2e- = Zn2+ 还原反应 2Cu2++2e- = Cu 总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu Cu2+ SO42- e- 电解质溶液 阳离子移向正极 阴离子移向负极 Zn2+ 旧知回顾 再探原电池 Cu Zn A e- e- CuSO4溶液 Cu2+ SO42- Zn2+ 预期现象：锌片溶解；铜片表面有红色物质析出；电流表指针偏转 负极：Zn -2e- = Zn2+ 正极：2Cu2++2e- = Cu 观察并记录实验现象，其中哪些与预测一致，哪些与预测不同？ 再探原电池 实验现象：铜片、锌片表面均附着红色物质； 电流表指针偏转；但电流逐渐衰减 预期现象：锌片溶解；铜片表面有红色物质析出； 电流表指针偏转 相同：铜片表面附着红色物质，电流表指针偏转。 不同：锌片表面附着红色物质；电流逐渐衰减。 什么原因造成的不同呢？ 交流讨论： 除了预测现象外，还有： （1）Zn片表面也析出红色固体， （2）电流不稳定，且电流衰减快。 原因分析：由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，难免直接置换出Cu并附着在锌片表面或者锌片本身含杂质，在锌表面也构成了微小原电池，进一步加速Cu在锌表面析出，导致向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。 【思考】：上述装置作怎样改进，才能使Zn和CuSO4不直接反应，并得到持续稳定的电流呢？ Cu Zn A e- e- CuSO4溶液 Cu2+ SO42- Zn2+ （1）成分：含饱和 KCl 溶液的琼胶。 （2）作用： ①连接正、负极区的溶液，构成闭合回路。 ②平衡电荷，使正、负极区的溶液呈电中性(Cl-向负极区的溶液移动，K+向正极区的溶液移动)。 （3）优点：电极材料与电解质溶液不直接反应，电池能持续、稳定地产生电流，能量转化效率更高。 盐桥简介 3.工作原理： 【实验4—1】现象： ①Zn溶解变轻； ②Cu片上有红色固体析出而增重,溶液蓝色变浅； ③电流计指针偏转。 ④将盐桥取出，电流计指针归零。 （1）电子、电流、离子流向 外电路（电子不下水）：电子负移正。 内电路（离子不上岸）：阳移正，阴移负。 锌半电池 铜半电池 电极反应： 负极： 正极： 总反应： Cu2++2e- =Cu Zn－2e- =Zn2+ Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu 锌铜原电池（盐桥） ZnSO4溶液 Cu Zn CuSO4溶液 盐桥 （2）电极反应和电池反应： Zn Cu ZnSO4溶液 CuSO4溶液 A 盐桥：含有KCl的饱和琼脂，离子可在其中移动 盐桥的作用：形成闭合回路 平衡电荷，保持溶液成电中性 负极：Zn -2e- = Zn2+(氧化反应） 正极：2Cu2++2e- = Cu（还原反应） Zn2+ e- e- Cu2+ Cl- K+ 。 总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu 实验4-1原电池工作示意图 　　　 SO42－ Zn2+ e－ e－ SO42－ Cu2+ K+ 盐桥工作示意图 Cu Zn K+ Cl－ K+ Cl－ K+ Cl－ K+ Cl－ K+ Cl－ Cl－ K+ K+ Cl－ K+ K+ K+ Cl－ Cl－ K+ Cl－ Cl－ Cl－ 盐桥的作用： 形成闭合回路。 平衡电荷，保持溶液成电中性。 4.原电池的形成条件： 简记为：两极一液一回路一反应 （2）要有两种活性不同的导体作电极； （3）要有电解质溶液或熔融体等； （4）两电极用导线连接或相互接触，并同时插入电解质溶液中，形成闭合回路。 （1）要有一个自发的氧化还原反应； 注意： 一般能放热的自发氧化还原反应才能设计成原电池。 A A A A A Fe C(石墨) Zn Cu Zn Zn Fe Cu Si C(石墨) 稀H2SO 酒精 稀H2SO4 √ √ × × × × 【练习】哪些是原电池？哪些不是？ 稀H2SO4 稀H2SO4 （1）加快反应速率： 5.原电池原理的应用： 通常：将A、B两金属用导线连接，插入稀硫酸中（或硫酸铜溶液中），若A溶解，B上有气泡（或析出红色固体），则A比B活泼。 如：实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4（或者用粗锌代替纯锌）以加快反应速率。 因置换出铜附着在锌表面（或者粗锌）作为原电池的两极，浸在稀硫酸中构成无数微电池，发生原电池反应，使产生氢气的速率加快。 （2）比较金属活动性的强弱： 设计盐桥原电池的思路： 还原剂和氧化产物为负极的半电池 氧化剂和还原产物为正极的半电池 Zn+2Ag+=Zn2++2Ag 根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液 外电路用导线连通，可以接用电器 内电路是将电极浸入电解质溶液中，并通过盐桥沟通内电路 画出装置示意图 （3）设计原电池 电池反应： 负极： 正极： 2Al + 2OH- + 6H2O = 2[Al(OH)4]- + 3H2↑ 2Al - 6e- + 8OH- = 2[Al(OH)4]- + 4H2O 6H2O + 6e- = 3H2↑ + 6OH- 6、电池总反应、电极反应的书写方法： Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑ Mg - 2e-= Mg2+ 2H+ + 2e- = H2↑ 电池反应写“离子方程式” 负极还剂失高氧 正极氧剂得低还 两剂两产先找准 求价变定得失 补微粒平电荷 观察法平原子 注： ①酸中补H2O和H+，不能生成OH-; ②碱中补H2O和OH-，不能生成H+。 活泼金属不一定做负极 1、如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪一组（ ） A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4 B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸 C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液 D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液 A C A B D 小试牛刀： 2、把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为( ) A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b > d D．b > d > c > a B