【核心素养目标】人教版（2019）高中化学 选择性必修1 4.1 原电池（第1课时 原电池的工作原理）
文档属性
| 名称 | 【核心素养目标】人教版（2019）高中化学 选择性必修1 4.1 原电池（第1课时 原电池的工作原理） |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 54.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2024-07-22 13:10:30 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
人教版选择性必修1
榆次一中 李金虎
学习目标
1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
2．了解原电池的工作原理，能设计简单的原电池 。
学习目标
1．以锌铜原电池为例，通过从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，正确判断原电池的正极和负极，书写其电极反应式。培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
2．通过理解化学能与电能的相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。培养学生“变化观念与平衡思想”的学科素养。
3．通过对锌铜原电池工作原理的分析，建立对电化学过程的系统分析思路，提高学生对电化学本质的认识。培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。
素养目标
情境引入
手机
航天神舟飞船
电灯
家用电器
生活中离不开电
电脑
生活中的电池
铅蓄电池
干电池
纽扣电池
锂离子电池
锂离子电池
燃料电池
情境引入
教学过程
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e－=Zn2+
氧化反应
还原反应
负极：
阳离子
阴离子
SO42-
发生溶解
产生气泡
原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
外电路
内电路
2H++2e－=H2↑
正极：
一、原电池工作原理
电子不下水
离子不上岸
回顾旧知
情境引入
通过必修二的学习，我们已经知道，将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连接起来组成原电池，可以获得电流。
由于这种原电池中氧化反应与还原反应并没有完全隔开，如锌与其接触的稀硫酸发生反应，电流会逐渐衰减。
教学过程
理论上的现象 实验 观察到的现象
锌片逐渐溶解
铜片上有红色物质析出
电流表指针发生偏转
Zn-Cu-CuSO4电池
教学过程
理论上的现象 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
Zn-Cu-CuSO4电池
教学过程
分析：“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减” 的原因。
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
教学过程
思考讨论：那么我们应该如何对该电池优化呢？
解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触
现象：
电流表指针不偏转
原电池装置优化
教学过程
原电池装置优化
为什么没有电流？该如何解决？
盐桥
一种凝胶态的离子导体
盐桥：装有含KCl饱和溶液的琼胶，Cl-、K+可在其中自由移动。
两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。
教学过程
有盐桥存在时，电流表指针偏转
取出盐桥，电流表指针不再偏转
随着时间的延续，能产生持续稳定的电流
盐桥的作用：
1、连通内电路，形成闭合回路
2、平衡电荷，保持溶液的电中性，从而使原电池不 断地产生电流
教学过程
双液电池
负极：Zn - 2e- = Zn2+
正极：Cu2+ + 2e- = Cu
盐桥中的K+会移向CuSO4溶液
盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液
1. 双液原电池工作原理
教学过程
教学过程
Cu片
Zn片
CuSO4溶液
ZnSO4溶液
盐桥
导线
2. 构成原电池的四要素模型
电极反应 电极材料 离子导体 电子导体
电极材料
电极反应物 电极材料
电极反应物 离子导体
离子导体
电子导体
离子导体
教学过程
二、设计原电池
教学过程
Cu + 2Ag＋ = 2Ag + Cu2+
(1)明确两极反应：负极：Cu－2e－=Cu2＋；正极：2Ag＋＋2e－=2Ag)
(2)选择电极材料：负极材料一般为失电子的物质，如Cu，正极材料一般为导电且活泼性较差的物质，如C、Ag等。
(3)选择电解质溶液：不含盐桥：参与正极反应的为氧化剂，如AgNO3
含盐桥：负极溶液一般为含负极金属离子，如Cu2＋、正极溶液为参与正极反应的氧化剂，如AgNO3)
(4)画装置图：注明电极材料和溶液成分
设计原电池的思路(以Cu与AgNO3反应为例)
如图所示原电池的有关叙述不正确的是( )
A．电子沿导线由Cu片流向Ag片
B．正极的电极反应式是Ag+＋e－=Ag
C．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应
D．反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液
典例1．
【答案】D
课堂练习
如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( )
A．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
典例2．
【答案】D
课堂练习
如图所示原电池工作时，右池中Y2O72-转化为Y3＋。下列叙述正确的是( )
A．左池中电极反应式：X4＋＋2e－= X2＋
B．每消耗1 mol Y2O72-转移3 mol电子
C．左池中阴离子数目增加
D．改变右池溶液的c(H＋)，电流强度不变
典例3．
课堂练习
【答案】C
课堂小结
感 谢 倾 听
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
人教版选择性必修1
榆次一中 李金虎
学习目标
1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
2．了解原电池的工作原理，能设计简单的原电池 。
学习目标
1．以锌铜原电池为例，通过从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，正确判断原电池的正极和负极，书写其电极反应式。培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。
2．通过理解化学能与电能的相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。培养学生“变化观念与平衡思想”的学科素养。
3．通过对锌铜原电池工作原理的分析，建立对电化学过程的系统分析思路，提高学生对电化学本质的认识。培养学生“证据推理与模型认知”的学科素养。
素养目标
情境引入
手机
航天神舟飞船
电灯
家用电器
生活中离不开电
电脑
生活中的电池
铅蓄电池
干电池
纽扣电池
锂离子电池
锂离子电池
燃料电池
情境引入
教学过程
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e－=Zn2+
氧化反应
还原反应
负极：
阳离子
阴离子
SO42-
发生溶解
产生气泡
原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
外电路
内电路
2H++2e－=H2↑
正极：
一、原电池工作原理
电子不下水
离子不上岸
回顾旧知
情境引入
通过必修二的学习，我们已经知道，将锌片、铜片置于稀硫酸中并以导线连接起来组成原电池，可以获得电流。
由于这种原电池中氧化反应与还原反应并没有完全隔开，如锌与其接触的稀硫酸发生反应，电流会逐渐衰减。
教学过程
理论上的现象 实验 观察到的现象
锌片逐渐溶解
铜片上有红色物质析出
电流表指针发生偏转
Zn-Cu-CuSO4电池
教学过程
理论上的现象 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
Zn-Cu-CuSO4电池
教学过程
分析：“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减” 的原因。
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
教学过程
思考讨论：那么我们应该如何对该电池优化呢？
解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触
现象：
电流表指针不偏转
原电池装置优化
教学过程
原电池装置优化
为什么没有电流？该如何解决？
盐桥
一种凝胶态的离子导体
盐桥：装有含KCl饱和溶液的琼胶，Cl-、K+可在其中自由移动。
两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。
教学过程
有盐桥存在时，电流表指针偏转
取出盐桥，电流表指针不再偏转
随着时间的延续，能产生持续稳定的电流
盐桥的作用：
1、连通内电路，形成闭合回路
2、平衡电荷，保持溶液的电中性，从而使原电池不 断地产生电流
教学过程
双液电池
负极：Zn - 2e- = Zn2+
正极：Cu2+ + 2e- = Cu
盐桥中的K+会移向CuSO4溶液
盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液
1. 双液原电池工作原理
教学过程
教学过程
Cu片
Zn片
CuSO4溶液
ZnSO4溶液
盐桥
导线
2. 构成原电池的四要素模型
电极反应 电极材料 离子导体 电子导体
电极材料
电极反应物 电极材料
电极反应物 离子导体
离子导体
电子导体
离子导体
教学过程
二、设计原电池
教学过程
Cu + 2Ag＋ = 2Ag + Cu2+
(1)明确两极反应：负极：Cu－2e－=Cu2＋；正极：2Ag＋＋2e－=2Ag)
(2)选择电极材料：负极材料一般为失电子的物质，如Cu，正极材料一般为导电且活泼性较差的物质，如C、Ag等。
(3)选择电解质溶液：不含盐桥：参与正极反应的为氧化剂，如AgNO3
含盐桥：负极溶液一般为含负极金属离子，如Cu2＋、正极溶液为参与正极反应的氧化剂，如AgNO3)
(4)画装置图：注明电极材料和溶液成分
设计原电池的思路(以Cu与AgNO3反应为例)
如图所示原电池的有关叙述不正确的是( )
A．电子沿导线由Cu片流向Ag片
B．正极的电极反应式是Ag+＋e－=Ag
C．Cu片上发生氧化反应，Ag片上发生还原反应
D．反应时盐桥中的阳离子移向Cu(NO3)2溶液
典例1．
【答案】D
课堂练习
如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( )
A．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
典例2．
【答案】D
课堂练习
如图所示原电池工作时，右池中Y2O72-转化为Y3＋。下列叙述正确的是( )
A．左池中电极反应式：X4＋＋2e－= X2＋
B．每消耗1 mol Y2O72-转移3 mol电子
C．左池中阴离子数目增加
D．改变右池溶液的c(H＋)，电流强度不变
典例3．
课堂练习
【答案】C
课堂小结
感 谢 倾 听