原电池工作原理课件高二上学期化学人教版选择性必修

人教版选择性必修1

第四章

化学反应与电能

第一节

原电池

第一课时

原电池工作原理情景导入无化学不生活【实验】：盐水风扇风扇为什么能转起来？构成原电池的条件旧知回顾（1）自发进行的氧化还原反应；（2）两个活动性不同的电极；（3）电解质溶液（或熔融电解质）；（4）形成闭合回路外电路：导线作电子导体内电路：电解质溶液作离子导体负极正极外电路内电路

负极(

Zn):

Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)

正极(

Cu):

2H++2e-=H2↑(还原反应)

总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑锌铜硫酸原电池工作原理离子的移动方向：阳

离

子→

正

极电子的移动方向：负

极→正

极阴

离

子→

负

极Zn2+SO42-H+知识回顾硫酸铜锌片铜片Zn－2e－=Zn2+氧化反应负极发生溶解Cu2＋＋2e－==Cu

还原反应正极产生红色物质外电路内电路负极

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：_____________________电子不下水，离子不上岸Zn＋Cu2＋==Zn2＋＋Cu任务一单液电池的工作原理锌铜原电池

CuSO4溶液ZnCuAZn+CuSO4=ZnSO4+Cu任务一：单液电池的工作原理【实验现象分析】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铜片上有红色物质析出电流表指针发生偏转电流表指针先发生偏转后，示数逐渐减小锌片也表面有红色物质生成“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减”的原因？任务一单液电池的工作原理“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减”的原因？现象原因后果锌片表面附着红色固体电流逐渐衰减Zn与Cu2+直接接触发生反应；

锌与CuSO4溶液的接触面积减少，同时随着反应进行电解液中离子浓度明显降低，电流逐渐衰减明显【现象分析】（1）能量转换角度：化学能仍有部分以热能形式散失，从而能量转化效率较低（2）对用电器工作的影响：电流不断衰减，从而电能输出不稳定，用电器无法正常工作任务一单液电池的工作原理单液原电池的缺点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。解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触如何改进实验装置，获得持续稳定的电流呢？A原电池装置的改进①

还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触CuZnCuSO4溶液AZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCu没有电流②

加一个合适的“桥梁”沟通两种电解质溶液AZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCu有电流盐桥盐桥：一种凝胶态的离子导体，通常是将浸泡了KCl饱和溶液的琼胶装在U型管中；离子可在其中自由移动。(1)特点：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溶液流出来。③离子只出不进。Ae-ZnSO4溶液CuSO4溶液+ZnCu电流表盐桥图4-1锌铜原电池示意图双液原电池及其工作原理任务二

(2)作用：①连接两个半电池，形成闭合回路；

②传导离子，平衡电荷，保持溶液的电中性；③避免还原剂与氧化剂直接接触，减少电流衰减，

放电更持久，提高电池的工作效率。CuCuSO4溶液ZnAZnSO4溶液

【实验4-1】

一、原电池的工作原理有盐桥存在时，电流计指针_____，取出盐桥时，电流计指针________实验现象：CuCuSO4溶液ZnAZnSO4溶液

【实验4-1】

偏转不偏转实验结论：锌片与CuSO4溶液在没有直接接触，有盐桥连接的情况下也能构成原电池。一、原电池的工作原理K＋Cl-e-Zn2+ZnCu2＋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+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双液原电池及其工作原理二【任务3】请同学们结合图4-1绘制原电池工作原理的示意图，并与同学交流。1、注明原电池的组成。2、标明氧化反应和还原反应发生区域。3、标明电子的运动方向和阴阳离子的迁移方向。【模型深化】双液原电池的工作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。内电路：阳（正）离子移向正极，阴（负）离子移向负极。电子不下水离子不上岸原电池正、负极的判断方法课堂延伸注意：在判断原电池正负极时，不要只根据金属活动性的相对强弱还要考虑电解质溶液的特点。课堂小结建构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请回答下列问题：(1)电极X的材料是____，电解质溶液Y是_____________。(2)银电极的电极反应式是_________________；X电极的电极反应式是________________。(3)外电路中的电子是从___________极流向___________极。(4)该原电池的正极是____，还可以选用____________等材料。铜AgNO3溶液2Ag+＋2e−＝2AgCu

−

2e−＝Cu2+负(或铜)正(或银)银铂、石墨1.依据氧化还原反应：Cu＋2Ag+＝Cu2+＋2Ag设计的原电池如图所示。随堂练习2、用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有含KCl饱和溶液的琼胶）构成一个原电池（如下图）。以下有关该原电池的叙述正确的是(

)①在外电路中，电子由铜电极流向银电极②