4.1.1 原电池的工作原理 课件 2026-2027学年人教版高二上学期化学选择性必修一

该高中化学课件聚焦原电池的工作原理，涵盖定义、构成条件、电极反应等核心知识，延伸至单液、双液及隔膜原电池的发展。课堂导入以伏达电堆历史案例和2019诺贝尔化学奖现代成果为切入点，搭建从基础原理到技术应用的学习支架。 其亮点在于通过问题驱动（分析单液原电池效率低的原因）和实验改进（盐桥、离子交换膜的引入）培养科学思维，课堂总结从原理、微观、装置维度构建原电池认知模型。这帮助学生系统掌握知识，也为教师提供清晰教学逻辑，提升教学效果。

第1节 原电池 第四章 第1课时 原电池的工作原理 1799年伏达用锌片、浸盐水的湿布、银片依次重叠起来，创制了最早的获得连续电流的伏达电堆。 伏达电堆模型 【课堂导入】 北京时间10月9日下午5点45分，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2019年度诺贝尔化学奖授予美国得州大学奥斯汀分校John B. Goodenough教授、纽约州立大学宾汉姆顿分校M.stanley Whittlingham教授和日本化学家Akira Yoshino，以表彰其在锂离子电池的发展方面作出的贡献。 从伏打电池到锂电池，钠电池等各种新型电池的发展，建构原电池的思维模型。 【课堂导入】 一、原电池的工作原理 1.定义 2.本质 3.构成条件 把化学能转化成电能的装置，称为原电池。 原电池反应的本质是自发的氧化还原反应。 活泼性不同 ①一般为金属与金属、金属与非金属 （石墨、碳棒） ②一般较活泼的作负极，不活泼的作正极 电解质溶液或熔融电解质 闭合回路（导线连接、直接接触） 氧化还原 （一般负极与电解质溶液发生氧化还原反应） 4.原电池的工作原理 稀硫酸 锌片 铜片 Zn－2e－=Zn2+ 氧化反应 负极 锌片溶解 2H++2e－=H2↑ 还原反应 正极 铜片上产生气泡 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： Zn+2H+=Zn2++H2↑ 离子移向：阴负阳正 一、原电池的工作原理 电子不下水，离子不上岸 5.正负极判断 电极材料 一般活泼金属 氧化反应 一般质量减少 阴离子移向 一般不活泼金属或导电非金属 还原反应 电子流向（得） 一般电极增重或有气体产生 阳离子移向 负极 正极 电子流出（失） 电极反应 电子流向 电极现象 离子移向 注：电流由正极移向负极。正极电势高于负极电势 一、原电池的工作原理 Al—Mg—NaOH Fe—Cu—浓HNO3 二、原电池的工作原理 练习：写出以下原电池的总反应方程式、电极反应式，标出电子流向和离子迁移方向，并预测能观察到的现象。 e- Zn2+ Cu2+ Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ 电极反应 负极：Zn - 2e- = Zn2+ 正极：Cu2+ + 2e- = Cu 总反应 一、原电池的工作原理 按此方法设计的原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？ 思考——单液原电池的缺点 解决问题的核心：使还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 ① 锌与CuSO4溶液直接接触，可发生置换反应，导致部分化学能转为热能。 ② 工作时，锌片上也有Cu析出，原电池的电动势很快降低，电压不稳定；电子不能完全经过导线输送到铜片上，电流衰减明显。 单液 CuSO4 二、双液原电池 双液原电池 两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路 改进 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 二、双液原电池 1、双液原电池的工作原理 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 二、双液原电池 2、盐桥： 盐桥的注意事项： 1.盐桥中的K+、Cl-可以自由移动 2.琼胶起到固定作用，防止KCl溶液直接流出来。 3.离子只出不进。 盐桥的作用： 连通内电路，形成闭合回路； 平衡电荷，使溶液保持电中性； 避免电极与电解质溶液直接反应，放电更持久。 二、双液原电池 一种凝胶态的离子导体 二、双液原电池 二、双液原电池 改进? 缩短盐桥的长度，增大盐桥的横截面积 能否用一张薄薄的隔膜代替盐桥呢？ 【思考】双液原电池电流弱的原因？ 1.离子运动的距离长 2.离子运动的通道窄 3.离子容量小 Cu 三、隔膜原电池 2.隔膜作用 将电池的正负极材料隔开，防止两极接触发生短路 （不同的膜形成不同的离子通道）。 3.常见的三种离子交换膜 Cu Zn ZnSO4溶液 CuSO4溶液 交换膜 ①阳离子交换膜：只允许阳 离子通过 ③质 子 交 换 膜：只允许H+通过 ②阴离子交换膜：只允许阴离子通过 离子交换膜是一种特殊的高分子膜，具有选择透过能力，允许特定离子通过而阻挡其他离子。 1.离子交换膜 课堂总结 原电池认知模型 失电子场所 （负极） 电子导体 离子导体 得电子场所 （正极） 装置维度 电极 反应物 微观过程 电极产物 锌片 导线 电解质溶液 铜片 还原剂 氧化产物 氧化剂 还原产物 失电子 得电子 阳离子移向 阴离子移向 电子移动方向 电流移动方向 原理维度 $