4.1.1原电池课件-2026-2027学年上学期高二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，从火力发电能量转换及缺点切入，通过思考电子转移、实验探究Zn-Cu与稀硫酸不同连接现象，逐步引出原电池定义、本质和构成条件，构建从实际到理论的学习支架。 其亮点是以实验探究为主线，通过单液与双液原电池对比、盐桥作用分析培养科学探究与实践能力，结合电极判断、反应式书写训练落实科学思维和化学观念，助力学生深化理解，教师可提升教学效率。

第六章 化学反应与能量 第一节 化学反应与能量变化 第2课时——化学反应与电能 原电池 必修2：P36 我国目前电能主要来自火力发电，其次是水力发电。 缺 点： ①煤炭是不可再生资源，会造成能源危机 ②煤炭燃烧会产生污染性气体 ③经多次转换，能量损耗大，燃料的利用率低 直接？ 电子定向移动 氧化还原反应 【思考1】电流是怎样产生的？ 【思考2】哪类化学反应中有电子的转移？ 探究把化学能直接转变为电能的装置 化学能 电能 ？ 3 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的位置发生了改变 有电流产生，装置中化学能转变为电能 原电池 1. 定义：将化学能转化为电能的一种装置 2. 本质：原电池的反应本质是氧化还原反应 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 3. 电极名称 负极：电子流出的一极 正极：电子流进的一极 稀硫酸 锌片 铜片 锌片溶解 铜片上产生气泡 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： 电子方向： 电流方向： 内电路： 阳离子→正极 阴离子→负极 口诀：负失氧、正得还，正正负负， 电子不下水，离子不上岸，电流均可 负极→沿导线→正极 正极→沿导线→负极 要有两个活性不同的电极 要有电解质溶液 必须形成闭合回路 155①1①①①1 ① ② ③ 实验探究：将一个能自发进行的氧化还原反应设计成一个原电池，构成这个原电池的必要条件还有哪些？ 5. 原电池的构成条件 (1) 两种活泼性不同的金属作电极（或其中一种为能导电的非金属） 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) 构成闭合回路（导线连接或直接接触） (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 课堂练习 1、在下图装置中，可以构成原电池的是________ ④⑥⑦ 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 6. 原电池电极的判断方法 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 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可以为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 FeCl3溶液 Pt Cu ① AgNO3溶液 Zn Cu ② NaOH溶液 Al Mg ③ 请指出下列原电池正负极名称，并写出电极反应式和总反应。 7.电极反应式的书写方法 规则：①电子→电荷→原子 ②生成气体打“↑”，生成固体不打“↓” ③若某半反应较难写出，可用总反应减另一个半反应 第四章 化学反应与电能 第一节 原电池 原电池的工作原理 选择性必修1：P96 原电池 1. 定义：将化学能转化为电能的一种装置 2. 本质：原电池的反应本质是氧化还原反应 3. 原电池的构成条件 (1) 两种活泼性不同的金属作电极（或其中一种为能导电的非金属） (2) 电解质溶液(或熔融电解质) (3) 构成闭合回路（导线连接或直接接触） (4) 能自发进行的氧化还原反应 稀硫酸 锌片 铜片 锌片溶解 铜片上产生气泡 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： 电子方向： 电流方向： 内电路： 阳离子→正极 阴离子→负极 口诀：负失氧、正得还，正正负负， 电子不下水，离子不上岸，电流均可 负极→沿导线→正极 正极→沿导线→负极 预测的现象 实验观察到的现象 锌片逐渐溶解 铜片上有红色物质析出 电流表指针发生偏转 锌片表面有红色物质生成 铜片上有红色物质析出 电流表指针先发生偏转后，示数逐渐减小 探究单液原电池的不足？ “锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减” 的原因。 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，阻止Zn2+进入溶液，导致电子不能完全输送到铜片上，使电流减小 解决问题的关键： Zn与CuSO4不直接接触 如何改进实验装置，获得持续稳定的电流呢？ 探究单液原电池的不足？ A Cu Zn CuSO4溶液 A ZnSO4溶液 CuSO4溶液 Zn Cu A ZnSO4溶液 CuSO4溶液 Zn Cu 有电流 盐桥 没有形成闭合回路 没有电流 需“桥梁”沟通两种电解质溶液 单液原电池 双液原电池 成分：装有含饱和盐溶液的琼脂（如KCl） 特点：盐桥中的K+、Cl− 可以自由移动； 作用： ①形成闭合回路； ②平衡电荷，使溶液呈电中性； ③避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减，提高原电池的工作效率。 盐桥： K＋ Cl- e- Zn2+ Zn Cu2＋ Cu 负极 正极 含负极对应金属离子的盐溶液 含正极对应金属离子的盐溶液 总反应：Zn + Cu2+＝Cu + Zn2+ 盐桥中： 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 双液原电池的原理 把氧化反应和还原反应完全分开在不同区域进行，通过盐桥连接，从而提高能量转化效率，获得持续的电流，原电池可对外输出电能。 口诀：负失氧、正得还，正正负负， 电子不下水，离子不上岸，电流均可 利用反应Cu+2Ag+ ══2Ag+ Cu2+设计了如图所示的原电池。回答下列问题。 (1)该原电池的负极材料是　　　　　　, 发生　　　　　(填“氧化”或“还原”)反应;  (2)X是　　 　 　　, Y是　　　　　;  (3)正极上出现的现象是　　　　　　　　　　　;  (4)在外电路中,电子从　　　极流向　　　极。  铜 氧化 CuSO4、CuCl2、Cu(NO3)2可溶性铜盐溶液 银棒上有银白色物质析出 AgNO3溶液 Cu　 Ag 6、（安徽高考题）高密度储能电池锌溴电池如图所示，总反应为 Zn + Br2＝ZnBr2 。下列说法错误的是（ ） A．电极M为正极 B．负极的电极反应式为 Zn − 2e− ＝Zn2+ C．随着放电的进行，ZnBr2溶液的浓度减小 C 原电池原理的应用 1. 设计化学电源 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 设计原电池的一般思路 (1) 拆反应 (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。 1. 设计化学电源 【小本】P176 6.现有如下两个反应： A.NaOH + HCl = NaCl + H2O B.Cu + 2Ag+ = 2Ag + Cu2+ （1）根据以上两个反应的本质，判断能否用于设计原电池？ 。 若不能，请说明原因 。 （2）请利用能设计为原电池的反应设计一个原电池，写出正、负极材料，电极反应式，点击反应类型以及电解质溶液 负极： ， ， 。 正极： ， ， 。 电解质溶液： 。 2. 加快反应速率 原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，溶液中离子的相互干扰减小，反应速率增大。 【实例】 (1)实验室用粗锌和稀硫酸反应制取H2，产生H2的速率比纯锌快。 (2)实验室利用稀硫酸和锌制H2时，加入少量CuSO4 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 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。 28 金属作为原电池的负极时，腐蚀加快； 作为原电池的正极时被保护，腐蚀减慢 3. 金属防护 船身钢铁中含有碳，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 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 29 4. 比较金属的活动性顺序 一般活动性强的金属为负极，活动性较弱的金属为正极 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] 】 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 A Al Mg 稀H2SO4 A Cu Fe 稀HNO3 判断下列原电池的正负极？并写出相应的电极反应式 ① ② ③ ④ 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 32 Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder r0.2.61(gap_fixed:False) $