人教版选修一 4.1.1原电池的工作原理 课件（19张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版选修一 4.1.1原电池的工作原理 课件（19张PPT） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 3.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-11-27 15:51:01 | ||
图片预览
文档简介
(共19张PPT)
POWERPOINT
原电池的工作原理
第一课时
目录
CONTENT
01
基础知识回顾
02
单液原电池
03
双液原电池
04
隔膜原电池
01
知识回顾
（一）定义：将化学能直接转化为电能的装置。
（二）构成条件：
①两极：一般为两种活泼性不同的金属（或一种金属与非金属导体，石墨）
②一液：电解质溶液，或熔融电解质（酒精、蔗糖、CCl4不是电解质）
③一线：用导线相连（或直接接触）
④一反应：自发的氧化还原反应
01
知识回顾
（三）原电池工作原理：
Zn+2H+=Zn2++H2↑
外电路(电子迁移：负→正)
内电路(离子迁移：阳移正、阴移负)
负极
正极
铜锌原电池
电解质溶液（H2SO4）
阴离子
阳离子
氧化反应
Zn-2e- = Zn2+
还原反应
2H++2e-=H2↑
锌
铜
电子不下水，离子不上岸
正负极的判断
背景内容一
请在此输入实验背景正文内容，建议正文字号为14-18。请在此输入实验背景正文内容，建议正文字号为14-18。
背景内容三
请在此输入实验背景正文内容，建议正文字号为14-18。请在此输入实验背景正文内容，建议正文字号为14-18。
背景内容五
正极
负极
电极材料 不活泼 活泼
电子流向 电子流入 电子流出
电子得失 得电子 失电子
反应类型 还原反应 氧化反应
离子移向 阳离子移向 阴离子移向
电极现象 有气泡/增重 溶解/减重
特例：
Mg-Al-NaOH
Al做负极
Mg-Al-HCl
Mg做负极
Fe-Cu-浓HNO3
（1）该原电池在工作中有何缺点？
（2）如何改进缺点？
【深入探讨】
锌与硫酸铜溶液直接接触发生反应，化学能转化
为电能效率低(部分化学能直接转化为热能),不能
持续产生电流。
还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触
两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。
为什么没有电流？该如何解决？
原电池装置的改造
二、双液-盐桥原电池
（1）盐桥：装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的琼胶
离子只出不进。
①沟通内电路，形成闭合回路
②提供离子，保持两溶液电中性
③避免电极与电解质溶液直接反应，放电更持久。
（2）盐桥的作用
一个原电池由两个半电池组成，一个发生氧化反应，一个发生还原反应，两个半电池用盐桥连接。
导线的作用：传递电子，沟通外电路；
负极半电池
正极半电池
e-
e-
Cu
Zn
负极：
氧化反应
正极：
还原反应
Zn - 2e- Zn2+
Cu2+ + 2e- Cu
总反应：Cu2+ + Zn Cu+ Zn2+
Cl-
K+
Zn2+
Cu2+
+
-
CuSO4溶液
ZnSO4溶液
（3）双液电池的工作原理
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。
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；
【启示】氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应。
（4）优点
优点：
原电池 双液电池 单液电池
电极反应
电极材料
离子导体
电子导体
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。
负极：Zn -2e- Zn2+
正极：Cu2++2e- Cu
正极：铜片;负极：锌片
正极：铜片;负极：锌片
ZnSO4溶液、盐桥、CuSO4溶液
CuSO4 溶液
导线
导线
负极：Zn -2e- Zn2+
正极：Cu2++2e- Cu
锌铜原电池
总反应：Cu2+ + Zn Cu+ Zn2+
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
1、阳离子交换膜：只允许阳离子通过
3、质 子 交 换 膜：只允许H+通过
2、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？
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
归纳总结
单液原电池
双液原电池
隔膜原电池
隔膜原电池微型化
1.两极
2.电解质溶液
3.导线
4.自发进行的氧化还原反应
电池四要素
—离子导体
—电子导体
1．（广东高考题）用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U形管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（ ）
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
C
课堂检测
2、下图所示原电池的盐桥中装有饱和K2SO4溶液，电池工作一段时间后，甲烧杯中溶液颜色不断变浅。下列叙述中正确的是（ ）
b极是电池的正极
B. 甲烧杯中K＋经盐桥流向乙烧杯
C. 甲烧杯中溶液的pH逐渐减小
D. 电池的总反应离子方程式为：
MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
D
3、（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+
D．每转移2mole-，理论上有1mol Zn2+通过离子交换膜
C．随着放电的进行，ZnBr2溶液的浓度减小
C
4.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( )
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后，甲池的c 减小
C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
C
POWERPOINT
谢谢您的观看
THANKS FOR WATCHING
POWERPOINT
原电池的工作原理
第一课时
目录
CONTENT
01
基础知识回顾
02
单液原电池
03
双液原电池
04
隔膜原电池
01
知识回顾
（一）定义：将化学能直接转化为电能的装置。
（二）构成条件：
①两极：一般为两种活泼性不同的金属（或一种金属与非金属导体，石墨）
②一液：电解质溶液，或熔融电解质（酒精、蔗糖、CCl4不是电解质）
③一线：用导线相连（或直接接触）
④一反应：自发的氧化还原反应
01
知识回顾
（三）原电池工作原理：
Zn+2H+=Zn2++H2↑
外电路(电子迁移：负→正)
内电路(离子迁移：阳移正、阴移负)
负极
正极
铜锌原电池
电解质溶液（H2SO4）
阴离子
阳离子
氧化反应
Zn-2e- = Zn2+
还原反应
2H++2e-=H2↑
锌
铜
电子不下水，离子不上岸
正负极的判断
背景内容一
请在此输入实验背景正文内容，建议正文字号为14-18。请在此输入实验背景正文内容，建议正文字号为14-18。
背景内容三
请在此输入实验背景正文内容，建议正文字号为14-18。请在此输入实验背景正文内容，建议正文字号为14-18。
背景内容五
正极
负极
电极材料 不活泼 活泼
电子流向 电子流入 电子流出
电子得失 得电子 失电子
反应类型 还原反应 氧化反应
离子移向 阳离子移向 阴离子移向
电极现象 有气泡/增重 溶解/减重
特例：
Mg-Al-NaOH
Al做负极
Mg-Al-HCl
Mg做负极
Fe-Cu-浓HNO3
（1）该原电池在工作中有何缺点？
（2）如何改进缺点？
【深入探讨】
锌与硫酸铜溶液直接接触发生反应，化学能转化
为电能效率低(部分化学能直接转化为热能),不能
持续产生电流。
还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触
两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。
为什么没有电流？该如何解决？
原电池装置的改造
二、双液-盐桥原电池
（1）盐桥：装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的琼胶
离子只出不进。
①沟通内电路，形成闭合回路
②提供离子，保持两溶液电中性
③避免电极与电解质溶液直接反应，放电更持久。
（2）盐桥的作用
一个原电池由两个半电池组成，一个发生氧化反应，一个发生还原反应，两个半电池用盐桥连接。
导线的作用：传递电子，沟通外电路；
负极半电池
正极半电池
e-
e-
Cu
Zn
负极：
氧化反应
正极：
还原反应
Zn - 2e- Zn2+
Cu2+ + 2e- Cu
总反应：Cu2+ + Zn Cu+ Zn2+
Cl-
K+
Zn2+
Cu2+
+
-
CuSO4溶液
ZnSO4溶液
（3）双液电池的工作原理
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。
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；
【启示】氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应。
（4）优点
优点：
原电池 双液电池 单液电池
电极反应
电极材料
离子导体
电子导体
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。
负极：Zn -2e- Zn2+
正极：Cu2++2e- Cu
正极：铜片;负极：锌片
正极：铜片;负极：锌片
ZnSO4溶液、盐桥、CuSO4溶液
CuSO4 溶液
导线
导线
负极：Zn -2e- Zn2+
正极：Cu2++2e- Cu
锌铜原电池
总反应：Cu2+ + Zn Cu+ Zn2+
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
1、阳离子交换膜：只允许阳离子通过
3、质 子 交 换 膜：只允许H+通过
2、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？
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
归纳总结
单液原电池
双液原电池
隔膜原电池
隔膜原电池微型化
1.两极
2.电解质溶液
3.导线
4.自发进行的氧化还原反应
电池四要素
—离子导体
—电子导体
1．（广东高考题）用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U形管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（ ）
①在外电路中，电流由铜电极流向银电极
②正极反应为：Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
C
课堂检测
2、下图所示原电池的盐桥中装有饱和K2SO4溶液，电池工作一段时间后，甲烧杯中溶液颜色不断变浅。下列叙述中正确的是（ ）
b极是电池的正极
B. 甲烧杯中K＋经盐桥流向乙烧杯
C. 甲烧杯中溶液的pH逐渐减小
D. 电池的总反应离子方程式为：
MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
D
3、（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+
D．每转移2mole-，理论上有1mol Zn2+通过离子交换膜
C．随着放电的进行，ZnBr2溶液的浓度减小
C
4.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( )
A.铜电极上发生氧化反应
B.电池工作一段时间后，甲池的c 减小
C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加
D.阴阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡
C
POWERPOINT
谢谢您的观看
THANKS FOR WATCHING