4.1.1原电池的工作原理上学期人教版（2019）选择性必修1

第一节原电池

第1课时原电池的工作原理

1、通过回顾锌-铜-硫酸原电池的工作过程形成原电池工作原理的初步认知模型。

2、应用原电池工作原理初步认知模型预测与分析锌-铜-硫酸铜原电池。素养目标3、通过改进单液电池的活动，认识双液电池的工作原理，并通过对装置中各个部分作用的认识形成对原电池构成要素的认识，完善原电池工作原理认知模型盖。

4、

通过设计双液电池，巩固对原电池工作原理认知模型和原电池构成要素的认识，体会原电池设计的一般思路。教学重点教学难点1、构建原电池工作原理的认知模型；2、知道原电池的构成要素，并能据此解决原电池的设计问题。理解双液电池的工作原理，设计简单的原电池。情境引入由于电动汽车绿色环保，对环境友好，近几年发展势头强劲，前景被广泛看好。电动汽车的动力是电池，那么原电池的工作原理是怎样的呢?知识回顾CuSO4ZnCu单液电池Zn－2e－=Zn2+氧化反应发生溶解Cu2++2e－=Cu还原反应红色固体附着现象：开始电流强度较大，随后减弱，锌片上也出现少量红色固体。1.为什么电流会逐渐减小？2.能否阻止Cu2+在锌片表面还原？一部分Cu2+直接在锌片表面得电子生成Cu，锌失去的电子没有完全经过导线，导致化学能转化成电能效率降低，电池寿命短。锌片不能伸入CuSO4溶液中

ZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCuA？改进

CuZnA硫酸铜如何改进原电池装置？盐桥：通常是将浸泡了饱和KCl溶液的琼脂装在U型管中。思考与讨论？硫酸铜

CuZnA改进现象：有盐桥存在时电流表指针偏移铜片表面有铜析出锌片逐渐溶解随着时间的延续，能产生持续稳定的电流取出盐桥无电流产生【实验4-1】新知学习一、双液电池1、工作原理ZnCuZnSO4溶液CuSO4溶液Zn－2e－=Zn2+氧化反应Cu2++2e－=Cu还原反应e-e-

Cl-K+Zn2+Cu2+负极正极

离子只出不进2、盐桥的作用连接内电路，形成闭合回路提供离子，保持两溶液电中性避免电极与电解质溶液直接反应，放电更持久。新知学习3、优点（1）离子在盐桥中作定向移动，减少了离子的混乱，使离子移动更加有序，能够产生持续稳定的电流；(2)提高了能量转化率（化学能→电能）；(3)有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应，能够防止装置中化学能的自动释放（自放电）,增加了原电池的使用寿命。【启示】氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应。双液原电池解决了电池自损耗的问题，能产生持续、稳定的电流。练习与应用Cu＋2FeCl3=CuCl2

+2FeCl2

依据实验4-1的原理，设计一个双液原电池装置，并画出装置图。

CuCACuCl2溶液FeCl3溶液负极：Cu－2e-＝Cu2+正极：2Fe3++2e-＝2Fe2+发生溶解溶液黄色变浅H2SO4溶液ZnCuAH2SO4溶液ZnACuZnSO4溶液整理与提升二、再探单液和双液电池现象：开始电流强度较大，随后减弱现象：电流弱，但是比较稳定思考与讨论电流较大，衰减快，转化效率低电流较小，电流稳定，转化效率高双液原电池电流弱的原因？离子运动的距离长离子运动的通道窄离子容量小阳离子交换膜：只允许阳离子通过质子交换膜：只允许H+通过阴离子交换膜：只允许阴离子通过改进?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？思考与讨论现象：电流强而且稳定整理与提升隔膜原电池Zn－2e－=Zn2+氧化反应发生溶解2H++2e－=H2↑

还原反应产生气泡外电路内电路e-e-阳离子交换膜Zn2+名称单液原电池双液原电池隔膜原电池优点缺点电流强1.能量转化率低2.氧化剂与还原剂直接接触，寿命短1.能量转化率高2.避免氧化剂与还原剂直接接触，寿命长1.内阻大，电流弱2.盐桥需要定期更换1.能量转化率高2.避免氧化剂与还原剂直接接触，寿命长3.内阻小，电流强整理与提升单液电池双液电池隔膜电池课堂小结

构成原电池的条件(1）自发进行的氧化还原反应。（前提）

(2)活动性不同的金属（或非金属导体如碳棒）做电极。

（3）电解质溶液（或熔融）。

（4）两电极要相形成闭合回路。Cu练习与应用1、某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是(

)A．Fe作正极，发生氧化反应B．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变C．负极反应：2H＋＋2e－===H2↑D．工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大D2、锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（