2023-2024学年鲁科版高中化学选择性必修一 1.2.1化学能转化为电能--电池 课件（共24张PPT）

(共24张PPT)
第一课时 原电池
第一章 第2节 化学能转化为电能——电池
1.通过理论分析与实验验证深入理解原电池的工作原理，建立原电池构成的认知模型，并能设计简单的原电池。
2.认识从简单原电池发展到带有盐桥的双液电池的过程变化，并能理解带有盐桥的双液电池的实用性。
学习目标
生活中的电池
思考：原电池工作时装置中会发生哪些变化 如何去设计一个简单的原电池？
利用__________反应，把________转化为______的装置
一、原电池的工作原理
氧化还原
化学能
电能
【温故知新】
2.原电池的构成条件：
1.原电池：
原电池
的构成
a.电极反应物
b.两个电极
c.电子导体
d.离子导体
闭合回路
【任务一】设计原电池
2.实验验证：依据装置图利用桌面实验用品组装简单铜锌原电池
实验注意：（1）正负极与电流表的接线柱一致
（2）将铜片锌片固定好浸没在CuSO4溶液中
（3）观察电流表以及锌片铜片的变化，记录实验现象
1.请将氧化还原反应：Zn+ CuSO4= Cu + ZnSO4，设计成一个 原电池,并画出装置图
电流表指针偏转；
锌片溶解；
铜片上有红色固体析出；
思考：此原电池的工作原理是怎样的？
3.实验现象：
氧化
还原
4.分析原电池的构成及工作原理，写出电极反应式。
Zn - 2e- == Zn2+
负极：
Cu2+ + 2e- == Cu
正极：
Zn＋Cu2+ == Zn2+＋Cu
总反应：
负极
正极
e-
e-
Zn2+
SO4
2-
【任务一】设计原电池
锌片表面附着了红色固体；
电流表指针发生回偏，电流迅速衰减
请再次观察锌片及电流表，你是否有新发现？
发现问题：
问题2：电流为什么出现衰减？
问题1：锌片表面附着的红色固体是什么？如何产生的？
铜单质
锌片和溶液中的铜离子直接反应
当锌片表面析出大量的铜之后，减小了锌片与溶液的接触面积，进而减缓了原电池反应的速率，电流出现衰减。
交流思考
思考：如何能避免这些缺陷？
Zn与CuSO4溶液
不直接接触
关键
如何改进？
【任务二】优化原电池设计
盐桥
氯化钾或硝酸铵饱和溶液的琼脂凝胶
琼胶的作用是防止U管中溶液流出。
盐桥中的离子能够定向移动。
盐桥将两个相互隔离的电解质溶液连接起来，传导电流。
【知识支持】
1.改进原电池装置
【任务二】优化原电池设计
双液原电池
单液原电池
2. 实验验证：依据装置图利用桌面实验用品组装铜锌双液原电池
实验注意：使用盐桥时先拔下两端的塞子
【任务二】优化原电池设计
3. 实验现象：
未插入盐桥前无明显现象；插入盐桥后，电流表指针发生偏转，锌片溶解，铜片表面有红色固体析出
思考：双液盐桥原电池的工作原理是怎样的？
负极：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）
正极：Cu2++2e-=Cu（还原反应）
总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu
盐桥中离子的移动方向
K+（阳离子）:正极
Cl-（阴离子）:负极
4.分析双液原电池的构成及工作原理，写出电极反应式。
【小结】双液盐桥原电池的优点
双液电池Zn和Cu2+不直接接触，两个半反应在不同区域进行，
仅有化学能转化为电能
能量转化率高，
电流强度大,稳定，
持续时间长。
【迁移应用】
盐桥
Cu
C
CuCl2溶液
FeCl3溶液
G
将反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 设计成双液盐桥原电池
画出装置图并写出电极反应式
根据氧化还原反应电子转移判断电极反应
根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液
负极： Cu - 2e- = Cu2+
正极： 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+
二、原电池的应用
1.加快氧化还原反应速率：
向锌与稀硫酸反应体系中加入少量CuSO4溶液
2.比较金属的活动性强弱：
两种金属分别作原电池的两极时，一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
3.设计原电池，提供能源； Fe+CuSO4=Cu+FeSO4
学习了本节课，你有哪些收获？
Zn+Cu2+=Zn2++Cu
Zn-2e-=Zn2+
Cu2++2e-=Cu
失电子氧化反应
得电子还原反应
电池反应
氧化还原反应
阴离子流向
阳离子移向
负极
正极
导
线
电极
反应式
电极反应
（半反应）
离
子
导
体
电子流出
电子流入
Zn
Cu
课堂小结
原电池的工作原理分析
【当堂检测】
1．表面介导电池（SMCS）是一种新型充电电池，该电池的电极材料为金属锂和氧化石墨烯。下列有关说法中不正确的是（ ）
A．放电时，氧化石墨烯作正极
B．放电时，负极电极反应式为 Li﹣e ═ Li+
C．放电时，该电池是将化学能转化为电能
D．放电时，电解质溶液中的Li+从正极迁移到负极
D
2.如图所示的装置中，在产生电流时，以下说法不正确的是(　　)
A．Fe是负极，C是正极
B．负极反应式为：Fe－3e－===Fe3＋
C．内电路中阴离子移向FeCl2溶液
D．电流由石墨电极流向Fe电极
B
3．如图中，两电极上发生的电极反应为：a极：Cu2++2e－=Cu b极：Fe-2e－=Fe2+ 下列说法中不正确的是（ ）
A．该装置为原电池
B．a极上发生还原反应
C．电子由b→a
D．该过程中能量的转换一定是化学能全部转化为电能
D
4．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（如图）。下列有关该原电池的叙述中正确的是（ ）
①在外电路中，电子由铜电极流向银电极
②正极反应：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．①②④ C．②③ D．①③④
B
【课后作业】
1.自制简单水果双液原电池
2.完成课本P22页第5题