1.2 课时1 原电池的工作原理课件--2026-2027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的工作原理，从“电池是怎样的装置”切入，通过构成条件、工作原理分析、盐桥改进等学习支架，构建“问题-解决-应用”的知识脉络，帮助学生逐步理解原电池的核心内容。 其亮点在于以问题驱动培养科学思维，如通过“电流强度减弱如何解决”引导探究盐桥作用，结合Al-Cu原电池设计实例落实科学探究与实践，电极反应式书写步骤清晰助力结构化学习。学生能提升分析应用能力，教师可获得逻辑清晰的教学方案。

原电池的工作原理 第1章 化学反应与能量转化 电池究竟是一种什么样的装置？它工作时，装置中发生了什么变化？ 一、原电池的工作原理 1.原电池的构成 1.有两种活动性不同的电极； 2.两电极插入电解质溶液或熔融态电解质中； 3.形成闭合回路； 4.氧化还原反应能自发进行。 2.原电池工作原理 G e- e- 电子由负极流向正极 负极 正极 氧化反应 还原反应 阳离子移动方向→ ←阴离子移动方向 电解质溶液 原理 电流由正极流向负极 外电路 内电路 虽然形成了原电池，但电流强度逐渐减弱，锌片表面也析出了铜单质，能量转化率并不高，应该如何解决？ 解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 通常是装有含琼脂的KCl饱和溶液。盐桥中的K＋、Cl－是可以自由移动，琼胶的固定作用可以防止KCl溶液直接流出来。 盐桥 盐桥中的Cl-移向ZnSO4溶液，K+移向CuSO4溶液，平衡电流，形成闭合回路，使氧化还原反应持续进行。 A ZnSO4溶液 CuSO4溶液 电子导体 离子导体 负极 正极 还原剂 氧化剂 Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu 3.原电池原理的应用 (2)比较金属活动性强弱 (1)加快氧化还原反应的速率 构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快，例如，在锌与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液，CuSO4与锌发生置换反应生成Cu，从而形成Cu－Zn微小原电池，加快产生H2的速率。 例如，有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有气泡产生。由此可判断出a是负极、b是正极，且金属活动性：a>b。 (3)设计原电池 理论上，任何一个 的氧化还原反应，都可以设计成原电池。 (a)外电路 负极——化合价升高的物质 正极——活泼性弱的物质，一般选碳棒 自发 (b)内电路：化合价降低的物质作电解质溶液。 [思考] 请利用2Al+3Cu2+===2Al3++3Cu，设计原电池： 如何判断正负极? 电子流出的一极 化合价升高的一极 发生氧化反应的一极 较活泼的一极（一般） 阴离子移向的一极 负极 CuSO4溶液 Al Cu Al2(SO4)3溶液 负极 正极 2Al+3Cu2+===2Al3++3Cu 负极：Al－3e－===Al3+ （还原反应） （氧化反应） 正极：Cu2++2e－===Cu [设计思路] a.有自发的氧化还原反应； b.把氧化还原反应分为氧化反应和还原反应两个半反应，由此确定电极反应； c.确定电极材料及其电解液，构成闭合回路； d.画出原电池装置示意图。 二、电极反应式的书写 1.电极反应式的书写原则 （1）遵循质量守恒、得失电子守恒及电荷守恒 （2）遵循离子方程式的书写规则 （3）两电极反应式相加得电池总化学(或离子)方程式 2.电极反应式的书写方法 (1)判电极，定产物 按照负极发生氧化反应，正极发生还原反应，判断出正负极，再结合已知信息及溶液的酸碱性，判断出电极反应的产物。 (2)标价态，算得失 标出变价元素的化合价，计算得失电子的数目。 (3)看环境，配守恒 酸性溶液中可补H＋和水，碱性溶液中可补OH－和水，再依据电荷守恒和质量守恒加以配平。 以碱性锌锰电池为例，已知电解质为KOH，总反应如下：Zn+2MnO2+2H2O=2MnO(OH)+Zn(OH)2 (2)标价态，算得失 (3)看环境，配守恒 (1)判电极，定产物 负极：Zn → Zn(OH)2 ；正极：MnO2 → MnO(OH) 负极：Zn-2e- → Zn(OH)2 ；正极：MnO2 + e- → MnO(OH) 负极：Zn-2e-+2OH- → Zn(OH)2 ；正极：MnO2 + e- +H2O → MnO(OH)+OH- 或2MnO2 + 2e- +2H2O → 2MnO(OH)+2OH- 3.书写电极反应式的基本类型 （1）类型一：题目给定原电池的装置图，未给总反应式 ①首先判断原电池的正、负极，分别找出氧化剂和还原剂。 ②结合已知条件及电解质，判断出还原产物和氧化产物。 ③遵循氧化还原反应离子方程式的配平原则，写出电极反应式。 3.书写电极反应式的基本类型 （2）类型二：题目给出原电池的总反应式 ①将总反应式改写为离子方程式，分析各元素的化合价变化情况： 找出氧化剂及其对应的还原产物，氧化剂发生的反应即为正极反应； 找出还原剂及其对应的氧化产物，还原剂发生的反应即为负极反应。 ②依照电极反应式的一般书写方法依次写出正、负极反应式。 ③若有一个电极反应式较难写出，可先写出较易的电极反应式，然后再用总反应式减去该电极反应式即得到另一电极反应式。 1.写出下列原电池中的电极反应和总反应 ③ Al︱NaOH溶液︱Mg ①Zn︱AgNO3溶液︱Cu 负极：Zn —2 e -=Zn2+ 正极： 2Ag++2e-=2Ag ② Al︱浓硝酸︱Cu 负极：Cu —2e -=Cu2+ 正极: 4H++2NO3- +2e-= 2H2O+2NO2↑ 总反应： Cu+4H++2NO3-=Cu2++2H2O+2NO2↑ 总反应： Zn +2Ag+= Zn2++2Ag 负极：Al — 3e- + 4OH- = [Al(OH)4] - 正极： 6H2O+6e- = 6OH-+3H2 ↑ 总反应： 2Al +2OH- +6H2O= 2[Al(OH)4]- +3H2 ↑ [特别提醒] 判断电极时，不能简单地依据金属的活动性顺序来判断，要看反应的具体情况。如： (1) Al在强碱溶液中比Mg更易失电子，Al作负极、Mg作正极。 (2) Fe、Al在浓HNO3中钝化后，比Cu更难失电子，Cu作负极、 Fe、Al作正极。 2．请选择适当的材料和试剂,将反应2Fe3++2I-=2Fe2++I2设计成一个原电池： 设计思路 负极 负极材料:　　　 负极反应物:　　　　　　　 正极 正极材料:　　　 正极反应物:　　　　　　　 电子导体:　　　 离子导体:　　　 石墨 KI溶液 石墨 FeCl3溶液 导线 盐桥 $