化学人教版（2019）选择性必修1 4.1.1原电池工作原理（共28张ppt）
文档属性
| 名称 | 化学人教版（2019）选择性必修1 4.1.1原电池工作原理（共28张ppt） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 43.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-03-27 21:45:16 | ||
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文档简介
(共28张PPT)
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
课时一 原电池原理
学习目标
1.了解原电池的工作原理和构成原电池的条件。(重点)
2.原电池原理的应用；能正确书写电极反应式和电池反应方程式。(重难点)
普通干电池
充电干电池
钮扣电池
笔记本电脑
专用电池
摄像机专用电池
手机电池
现代生活离不开方便实用的化学电源，各种各样的化学电源都是依据原电池的原理制造的。
一、原电池
1、概念：
将化学能转化成电能的装置叫做原电池。
理解：
①外形－－无外加电源
②自发的氧化还原反应才可能被设计成原电池
Cu
Zn
稀硫酸
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e- = Zn2+
负极
正极
2H+ + 2e-=H2↑
总反应式:
Zn+2H+= Zn2++H2↑
负
正
氧化反应
还原反应
现象：
A
原电池工作原理
阳离子
阴离子
正极
负极
锌棒溶解，铜棒上有气泡
负极
正极
Zn-2e-=Zn2+
2H+ +2e-=H2↑
还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应
氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应
还原剂失去的电子从锌极流出
流入铜极
经外电路
Zn2+
H+
SO42-
电流方向
电解质中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动
1. 原电池工作原理
问题：负极材料和正极材料的作用是什么？？
④有能自发进行的氧化还原反应
①两个活动性不同的电极
②电解质溶液(或熔融电解质)
构成原电池的条件有哪些？
一、原电池原理
③形成闭合回路。
随堂小练
A
B
C
E
F
M
下列哪几个装置能形成原电池？
O
V
X
V
V
X
X
V
原电池原理的应用
设计原电池
请你设计！
用铜片、锌片，CuSO4溶液设计原电池，
写出总反应方程式、电极反应式，并预测能观察到的现象。
Zn + Cu2+ Cu + Zn2+
电极反应：
负极：Zn - 2e- Zn2+
正极：Cu2+ + 2e- Cu
总反应：
e-
Zn2+
Cu
Zn
CuSO4溶液
Cu2+
用铜片、锌片，CuSO4溶液设计原电池，
写出总反应方程式、电极反应式，并预测能观察到的现象。
e-
Zn2+
Cu
Zn
CuSO4溶液
Cu2+
现象：铜片表面附着红色固体，电流表指针偏转。
预测观察到的现象
meiyangyang8602
设计原电池
实验验证预测
实验验证预测
预测的现象 实验观察到的现象
锌片逐渐溶解 锌片表面有红色物质生成
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
请你思考！
“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减” 的原因。
现象 原因
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，Zn片、附着在Zn上的Cu以及CuSO4溶液局部形成了原电池，促进了Cu在锌片表面析出。
转移的电子没有经过导线，电流逐渐衰减
该装置能量转化率低的原因是什么？如何解决？
meiyangyang8602
原电池装置的改造
解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触
meiyangyang8602
原电池装置的改造
为什么没有电流？该如何解决？
meiyangyang8602
原电池装置的改造
双液
meiyangyang8602
双液原电池
盐桥
通常是将浸泡了饱和KCl溶液的琼胶装在U型管中。
一种凝胶态的离子导体
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溶液直接流出来。
3.离子只出不进。
盐桥工作示意图
SO42－
Zn2+
e－
e－
SO42－
Cu2+
K+
Cu
Zn
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
Cl－
K+
K+
Cl－
K+
K+
K+
Cl－
Cl－
K+
Cl－
Cl－
Cl－
ZnSO4溶液
导线的作用是传递电子，沟通外电路。
盐桥工作示意图
CuSO4溶液
盐桥的作用则是沟通内电路
加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：
半电池中：还原性强的材料作负极，失电子被氧化
外电路中：电子由负极经导线流向正极
另半电池：电解质溶液中氧化性强的离子在正极得电子被还原
内电路中：溶液中电解质电离出的阴阳离子定向移动与两极之间通过盐桥构成闭合回路。
注：电子只能在两极和外电路中流动，不可能进入溶液中。即“电子不下水，离子不上岸”
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型管）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
随堂小练
原电池正负极的判断
应用一 加快化学反应速率
化学反应与电能
总结：双液原电池的应用
原因：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互干扰减少，打破静电屏蔽效应，电子得以顺利从负极沿导线移向正极，使得反应速率增大。
应用二 比较金属活动性强弱
化学反应与电能
总结：双液原电池的应用
原理：一般情况下，两种金属分别作原电池的两极时，作负极的金属比较活泼，发生氧化反应；作正极的金属的活泼性相对较差，发生还原反应。
举例：有两种金属A和B，用导线连接插入稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，根据原电池原理，金属活泼性A大于B
稀硫酸
A
发生溶解
产生气泡
B
人类历史上的第一块电池--伏打电池
1799年，意大利科学家伏打发明了世界上最早的电池--伏打电池。由于它的诞生，加深了人们对光、热、电磁、化学变化之间的关系的认识，导致了与电化学、电磁相联系的一系列重大的科学发现，也为电力应用开辟了广阔的前景。
感谢观看
THANK YOU
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
课时一 原电池原理
学习目标
1.了解原电池的工作原理和构成原电池的条件。(重点)
2.原电池原理的应用；能正确书写电极反应式和电池反应方程式。(重难点)
普通干电池
充电干电池
钮扣电池
笔记本电脑
专用电池
摄像机专用电池
手机电池
现代生活离不开方便实用的化学电源，各种各样的化学电源都是依据原电池的原理制造的。
一、原电池
1、概念：
将化学能转化成电能的装置叫做原电池。
理解：
①外形－－无外加电源
②自发的氧化还原反应才可能被设计成原电池
Cu
Zn
稀硫酸
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e- = Zn2+
负极
正极
2H+ + 2e-=H2↑
总反应式:
Zn+2H+= Zn2++H2↑
负
正
氧化反应
还原反应
现象：
A
原电池工作原理
阳离子
阴离子
正极
负极
锌棒溶解，铜棒上有气泡
负极
正极
Zn-2e-=Zn2+
2H+ +2e-=H2↑
还原剂(Zn)失去电子，发生氧化反应
氧化剂(H+)在铜极上得到电子，发生还原反应
还原剂失去的电子从锌极流出
流入铜极
经外电路
Zn2+
H+
SO42-
电流方向
电解质中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动
1. 原电池工作原理
问题：负极材料和正极材料的作用是什么？？
④有能自发进行的氧化还原反应
①两个活动性不同的电极
②电解质溶液(或熔融电解质)
构成原电池的条件有哪些？
一、原电池原理
③形成闭合回路。
随堂小练
A
B
C
E
F
M
下列哪几个装置能形成原电池？
O
V
X
V
V
X
X
V
原电池原理的应用
设计原电池
请你设计！
用铜片、锌片，CuSO4溶液设计原电池，
写出总反应方程式、电极反应式，并预测能观察到的现象。
Zn + Cu2+ Cu + Zn2+
电极反应：
负极：Zn - 2e- Zn2+
正极：Cu2+ + 2e- Cu
总反应：
e-
Zn2+
Cu
Zn
CuSO4溶液
Cu2+
用铜片、锌片，CuSO4溶液设计原电池，
写出总反应方程式、电极反应式，并预测能观察到的现象。
e-
Zn2+
Cu
Zn
CuSO4溶液
Cu2+
现象：铜片表面附着红色固体，电流表指针偏转。
预测观察到的现象
meiyangyang8602
设计原电池
实验验证预测
实验验证预测
预测的现象 实验观察到的现象
锌片逐渐溶解 锌片表面有红色物质生成
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
请你思考！
“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减” 的原因。
现象 原因
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，Zn片、附着在Zn上的Cu以及CuSO4溶液局部形成了原电池，促进了Cu在锌片表面析出。
转移的电子没有经过导线，电流逐渐衰减
该装置能量转化率低的原因是什么？如何解决？
meiyangyang8602
原电池装置的改造
解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触
meiyangyang8602
原电池装置的改造
为什么没有电流？该如何解决？
meiyangyang8602
原电池装置的改造
双液
meiyangyang8602
双液原电池
盐桥
通常是将浸泡了饱和KCl溶液的琼胶装在U型管中。
一种凝胶态的离子导体
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溶液直接流出来。
3.离子只出不进。
盐桥工作示意图
SO42－
Zn2+
e－
e－
SO42－
Cu2+
K+
Cu
Zn
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
K+
Cl－
Cl－
K+
K+
Cl－
K+
K+
K+
Cl－
Cl－
K+
Cl－
Cl－
Cl－
ZnSO4溶液
导线的作用是传递电子，沟通外电路。
盐桥工作示意图
CuSO4溶液
盐桥的作用则是沟通内电路
加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理：
半电池中：还原性强的材料作负极，失电子被氧化
外电路中：电子由负极经导线流向正极
另半电池：电解质溶液中氧化性强的离子在正极得电子被还原
内电路中：溶液中电解质电离出的阴阳离子定向移动与两极之间通过盐桥构成闭合回路。
注：电子只能在两极和外电路中流动，不可能进入溶液中。即“电子不下水，离子不上岸”
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型管）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
随堂小练
原电池正负极的判断
应用一 加快化学反应速率
化学反应与电能
总结：双液原电池的应用
原因：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互干扰减少，打破静电屏蔽效应，电子得以顺利从负极沿导线移向正极，使得反应速率增大。
应用二 比较金属活动性强弱
化学反应与电能
总结：双液原电池的应用
原理：一般情况下，两种金属分别作原电池的两极时，作负极的金属比较活泼，发生氧化反应；作正极的金属的活泼性相对较差，发生还原反应。
举例：有两种金属A和B，用导线连接插入稀硫酸中，观察到A极溶解，B极上有气泡产生，根据原电池原理，金属活泼性A大于B
稀硫酸
A
发生溶解
产生气泡
B
人类历史上的第一块电池--伏打电池
1799年，意大利科学家伏打发明了世界上最早的电池--伏打电池。由于它的诞生，加深了人们对光、热、电磁、化学变化之间的关系的认识，导致了与电化学、电磁相联系的一系列重大的科学发现，也为电力应用开辟了广阔的前景。
感谢观看
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