【化学】《原电池的工作原理》课件 2023-2024学年高二上学期人教版（2019）选择性必修1.pptx

选择性必修选择性必修1 1(人人教教版版2019)2019)第四章第四章 化学反应与化学反应与电能电能第一节第一节 原电池原电池第第1 1课时课时 原电池的工作原电池的工作原理原理普通干电池充电干电池钮扣电池 手机电池太阳能电池新能源汽车电池课标要求课标要求1、认识能量转换的基本方式，知道原电池的工作原理，掌握构成原电池的条件。2、能够正确书写电极方程式和电池总方程式。3、运用原电池理论的模型认知，能设计简单的原电池。4、通过对实验现象的证据推理，培养科学探究和创新意识。1 1、概念、概念：把：把化学能化学能转化为转化为电能电能的装置。的装置。3 3、构成要素、构成要素：有两个活泼性不同的电极。有两个活泼性不同的电极。有电解质溶液或熔融电解质。有电解质溶液或熔融电解质。能形成闭合回路。能形成闭合回路。A2 2、本质、本质：自发进行的自发进行的氧化还原氧化还原反应。反应。两极一液一连线两极一液一连线原原 电电 池池【知识回顾】【知识回顾】下列能形成原电池的下列能形成原电池的装置有装置有？ZnZnH2SO4AZnCu酒精AZnCuZnSO4AZnCuH2SO4A A B C D守守恒恒观观失失e-负极负极失电子场所失电子场所导线导线电解质溶液）电解质溶液）正极正极得电子场所得电子场所电极反应物电极反应物电极产物电极产物过程过程现象现象装置维度装置维度原理维度原理维度还原剂还原剂氧化产物氧化产物氧化剂氧化剂得得e-还原产物还原产物e-移动方向移动方向阴离子阴离子阳离子阳离子原电池基本认识模型原电池基本认识模型原电池基本认识模型原电池基本认识模型建模建模电子守恒电子守恒电荷守恒电荷守恒外电路外电路内电路内电路原电池原理示意图H2AH+Zn2+ZnCue-e-e-e-e-e-SO42-H+硫酸溶液SO42-1、实验药品和仪器：铜片、锌片、硫酸铜溶液；灵敏电流计、导线、烧杯、原电池实验器。2、实验要求：1）、设计原电池2）、画出实验装置图3）、写出电极方程式4）、预测现象实践新知实践新知一一 单液原电池单液原电池实验装置图实验装置图 电极反应式书写电极反应式书写预测实验现象预测实验现象负极负极 Zn-2e=Zn2+正极正极 Cu2+2e=Cu1、电流表示数发生偏转2、铜片表面有铜析出3、锌片逐渐溶解注意事项：注意事项：1 1、实验前用砂纸打磨锌片，烧杯中倒入、实验前用砂纸打磨锌片，烧杯中倒入2/32/3的硫的硫酸铜溶液。酸铜溶液。2 2、实验至少半分钟以上，观察实验现象和电流表、实验至少半分钟以上，观察实验现象和电流表的指针偏转。的指针偏转。3 3、使用后再用砂纸打磨锌片，以待之后的实验。、使用后再用砂纸打磨锌片，以待之后的实验。理论上的现象理论上的现象实验观察到的现象实验观察到的现象锌片逐渐溶解锌片逐渐溶解铜片上有红色物质析出铜片上有红色物质析出电流表指针发生偏转电流表指针发生偏转锌片表面有锌片表面有红色物质红色物质生成生成铜片上有红色物质析出铜片上有红色物质析出电流表指针先发生偏电流表指针先发生偏转后，示数逐渐转后，示数逐渐减小减小分析分析“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减”的原因。的原因。现象现象原因原因锌片表面附着锌片表面附着红色固体红色固体电流逐渐衰减电流逐渐衰减ZnZn与与CuCu2+2+直接接触发生反应，直接接触发生反应，ZnZn片、附着在片、附着在ZnZn上上的的CuCu以及以及CuSOCuSO4 4溶液局部形成了原电池，促进了溶液局部形成了原电池，促进了CuCu在锌片表面析出。在锌片表面析出。转移的电子没有经过导线，电流逐渐衰减转移的电子没有经过导线，电流逐渐衰减实验结果思考实验结果思考两个溶液间缺少离子导两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。体，无法形成闭合回路。为什么没有电流？该如何为什么没有电流？该如何解决？解决？盐桥盐桥资料卡片盐桥：装有含KCl饱和溶液的琼胶，Cl-、K+可在其中自由移动。原电池装置的改造硫酸锌溶液硫酸铜溶液1、实验药品和仪器：铜片、锌片、硫酸铜溶液、硫酸锌溶液、盐桥；灵敏电流计、导线、烧杯。2、实验要求：1）、画出实验装置图2）、观察实验现象3）、分析原理，写出电极方程式问题探究问题探究二二 双液原电池双液原电池有盐桥存在时，电流表指针偏转有盐桥存在时，电流表指针偏转取出盐桥，电流表指针不再偏转取出盐桥，电流表指针不再偏转ZnZnSOSO4 4溶液溶液CuSOCuSO4 4溶液溶液ZnZnCuCuA随着时间的延续，能产生持续稳定的电流随着时间的延续，能产生持续稳定的电流有盐桥存在为什么有盐桥存在为什么能产生持续稳定的能产生持续稳定的电流？电流？KClCl-e-ZnZn2+2+ZnZnCu2Cu双液双液原电池工作原理原电池工作原理Zn-2e-=Zn2+Cu+2e-=Cu发生发生氧化氧化反应反应发生发生还原还原反应反应负极负极正极正极盐桥盐桥的作用：的作用：1 1、使、使整个装置整个装置构成通路构成通路，代替两溶液直接接触。，代替两溶液直接接触。(离子通路离子通路）2 2、平衡电荷平衡电荷。（离子库，可以源源不断的供给需要的离子（离子库，可以源源不断的供给需要的离子）电流大小：电流稳定性：转化效率：较小稳定高电流大小：电流稳定性：转化效率：较大衰减快低1 1、阳离子交换膜：、阳离子交换膜：只允许阳离子通过只允许阳离子通过3 3、质、质 子子 交交 换换 膜：膜：只允许只允许H H+通过通过2 2、阴离子交换膜：、阴离子交换膜：只允许阴离子通过只允许阴离子通过改进改进?增大电流呢？增大电流呢？缩短盐桥的缩短盐桥的长度，增大长度，增大盐桥的横截盐桥的横截面积面积能否用一张薄能否用一张薄薄的隔膜代替薄的隔膜代替盐桥呢？盐桥呢？双液原电池电流弱的原因？双液原电池电流弱的原因？1.1.离子运动的距离长离子运动的距离长 2.2.离子运动的通道窄离子运动的通道窄3 3.离子容量小离子容量小Cu生活中膜电池生活中膜电池原原 电电 池池一一、原电池工作原理、原电池工作原理盐桥盐桥作用作用：1 1、连通电路、连通电路 2 2、平衡、平衡电荷电荷缺点缺点：电流电流不稳定不稳定优点：优点：电流稳定电流稳定缺点：缺点：电流小电流小优点优点：电流电流大且稳定大且稳定二、二、应用思维模型分析或设计原电池应用思维模型分析或设计原电池【知识总结】【知识总结】练习练习1 1、如如下下图所示的原电池装置，图所示的原电池装置，X X、Y Y为两电极，电解为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是置的下列说法正确的是()A.A.外电路的电流方向为：外电路的电流方向为：XX外电路外电路YYB.B.若两电极分别为若两电极分别为ZnZn和碳棒，则和碳棒，则X X为碳棒，为碳棒，Y Y为为ZnZnC.C.若两电极都是金属，则它们的活动性为若两电极都是金属，则它们的活动性为XYXYD.XD.X极上发生的是还原反应，极上发生的是还原反应，Y Y极上发生的是氧化反应极上发生的是氧化反应C【课堂小练】【课堂小练】练习练习2 2、用用铜片、银片、铜片、银片、Cu(NOCu(NO3 3)2 2溶液、溶液、AgNOAgNO3 3溶液、导线和溶液、导线和盐桥盐桥（装有装有含含KClKCl饱和溶液的琼饱和溶液的琼胶胶）构成构成一个一个原电池原电池（如如下下图图）。以下有以下有关该原电池的叙述正确的是关该原电池的叙述正确的是()在外电路中在外电路中,电子由铜电极流向银电极电子由铜电极流向银电极正极反应为正极反应为AgAg+e e-=AgAg实验过程中取出实验过程中取出盐桥盐桥，原电池原电池仍继续仍继续工作工作将铜片浸入将铜片浸入AgNOAgNO3 3溶液中发生的溶液中发生的化学反应化学反应 与与该原电池反应该原电池反应相同相同A A.只有只有 B B.C C.只有只有 D D.B【课堂小练】【课堂小练】练练习习3 3、根根据据下下列列氧氧化化还还原原反反应应设设计计一一个个原原电电池池：2FeCl2FeCl3 3Fe Fe=3FeCl3FeCl2 2，要求：要求：(1)(1)画出此原电池的装置图，装置采用烧杯和盐桥画出此原电池的装置图，装置采用烧杯和盐桥。(2)2)注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。【课堂小练】【课堂小练】