化学能转化为电能-电池+【知识精讲+拓展提升】 高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

化学能转化为电能——电池

选择性必修1《化学反应与能量变化》素养目标重点难点课标要求核心素养1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。2．理解原电池的工作原理,认识从单液原电池发展到双液原电池、隔膜电池的过程变化，并能理解原电池设计的实用性。1.宏观辨识与微观探析

以锌铜原电池为例，从宏观和微观相结合的角度讨论分析，理解原电池的工作原理。2.证据推理与模型认知通过单液、双液电池、膜电池进行证据推理与模型构建。3.科学探究与创新意识在实验过程、学习过程中发现问题、敢于质疑、勇于创新。4.科学态度与社会责任培养严谨求实的科学态度，体会化学来源于生活、服务于生活。理解原电池的工作原理，认识从单液原电池发展到双液原电池、隔膜电池、实用电池的变化

。普通干电池手机电池钮扣电池新能源车载电池

航空用太阳能电池化学与生活密切相关电池究竟是一种什么样的装置？工作时，装置中发生了什么反应？工作原理是什么？1.什么样的反应可以设计为原电池？任务1：原电池模型构建2.如何将反应中的电子引出？氧化反应、还原反应两端分开进行，导线引出3.如何形成闭合回路？氧化反应和还原反应两端之间应有导电微粒（离子）的定向移动。氧化还原反应；放热反应√√HCl+NaOH==NaCl+H2OZn＋CuSO4

==ZnSO4＋CuH2+CuO==Cu+H2O2H2+O2==2H2O∆小组讨论还原剂氧化剂e-失电子得电子e-2.构建原电池理论模型：e-还原剂氧化剂电子导体失电子得电子电解质溶液/熔融离子导体阳离子阴离子负极正极负极反应物正极反应物氧化反应还原反应1.原电池：利用反应将化学能直接转化成电能的装置。氧化还原3.原电池构成条件：理论预测两个电极，电子导体和离子导体，闭合回路I实验材料：

铜片、锌片、1mol·L-1CuSO4溶液、烧杯、导线、检流计

设计装置，将反应Zn＋CuSO4

==ZnSO4＋Cu产生的化学能转化为电能※资料卡片原电池中电流强度的大小与电极材料、两极距离、电解质浓度、电极与溶液的接触面积等因素有关实验验证ZnACuCu2＋Zn2+e-ZnCu2＋CuSO42－SO42－内电路：阴（负）离子移向负极,阳（正）离子移向正极。外电路：电子由负极经导线流向正极Cu2＋SO42－e-负极正极Zn-2e-=Zn2+发生氧化反应Cu2++2e-=Cu发生还原反应CuSO4溶液Zn电子不下水离子不上岸一、单液原电池原理实验验证归纳总结阅读课本15页

寻找答案追根寻源深度思考负极正极e-e-Zn2+SO42-电势差为什么电子由Zn沿导线向Cu传递？Zn2++2e-⇋Zn

-0.76v

Cu2++2e-⇋Cu

+0.34v电子从低电势到高电势传递理论上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为什么？发现问题解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触解决问题

任务2：双液原电池模型构建--实验探究实验材料：铜片、锌片、1mol·L-1CuSO4溶液、1mol·L-1ZnSO4溶液、烧杯、导线、检流计、滤纸条、脱脂棉条、KCl溶液K＋Cl-e-Zn2+ZnCu2＋Cu二、双液原电池原理Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu发生氧化反应发生还原反应负极正极盐桥的作用：1、使整个装置构成通路。(离子通路）2、平衡电荷。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。归纳总结转化效率：电流稳定性：电流大小：高转化效率：电流稳定性：电流大小：较小较大低传感器实验对比稳定衰减快发现问题改进?增大电流呢？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？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CuCuSO4溶液CuSO4溶液解决问题

任务3：隔膜电池模型构建--实验探究实验材料：

铜片、锌片、桔子（瓣）、导线、检流计隔膜电池离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。

任务4：实用电池模型构建实验材料：

一毛硬币(镀镍）若干枚、五毛硬币(镀铜）若干枚、滤纸片、1mol·L-1NaCl溶液、培养皿、玻璃片、镊子、导线、检流计、发光二极管意大利博物馆的伏打电堆