鲁科版选择性必修一第一章第二节 原电池的改良与优化(共15张PPT)

(共15张PPT)
Mg | CuSO4 | C电池驱动小车情况
恒定的 电压 、 稳定的电流
较好的充放电性能
较长的循环 寿命
使用维护方便
高功率密度
无环境污染问题
… …
新能源电车对电池的要求
山 海2.0效能优化
—— 原 电池的改进与优化
鲁科版选择性必修一第一章第二节
【任务一 实验探究】 以Mg | CuSO4 | C为材料设计原电池， 记录电流、 电压数据，
分析小车运行不稳的原因， 小组讨论解决下列问题。
实验用品： 镁片、 碳片、 CuSO4溶液、 导线、 万用电表、 小烧杯
【问题组1】
1 、电流电压如何变化？你能结合实验现象进行解释吗？
2 、该装置中能量是如何转化的？
3 、通过实验你觉得单液原电池有哪些缺点？如何改进？
温馨提醒：
①先测电压、后测电流，数据会更准确。 ②先将万用电表打到合适的量程，用导 线连接电表和电极片，最后将电极片插 入到溶液中进行读数。
原电池的改进与优化 (一) 再探单液原电池
万 用 电 表
Mg
原电池的改进与优化 (一) 再探单液原电池
【问题组2】 1 、两室分别采用什么电解质溶液？
2 、如何连通内电路？
【任务二】 单液原电池的改良
MgSO4 溶液
CuSO4 溶液
Mg与CuSO4 溶液
关键
Mg
C
不直接接触
盐桥
C
1800年
原电池的改进与优化 (化学史话)
法拉第揭秘伏打 电池产生 电流的 原因是化学反应。
丹尼尔改进了 伏打电池,双液 原 电池产生。
法拉第 (英) 丹尼尔 (英)
伏打电堆
1830年
1836年
盐桥中通常装有含琼脂的KCl (或硝酸铵) 饱和溶液；
K+ 和Cl- 能在内部自由移动
是一种 “离子导体”
琼脂的作用是防止U管中溶液流出
原电池的改进与优化 (二) 探究双液原电池
盐桥
【任务三 实验探究】 将刚才的单液原电池改装为双液原电池， 检测电流电压数据及
小车运行情况， 小组讨论解决下列问题。
实验器材及药品： 镁片、 碳片、 CuSO4溶液、 NaCl溶液、 盐桥、 导线、 万用电表、
小车、 小烧杯。
1.2~1.5V
【问题组3】
1 、画出双液原电池的装置图，分析双液原电池工作原理 (标明离子的迁移方向) 。
2 、电流电压如何变化？小车能动吗？为什么？
3 、通过实验你觉得盐桥双液原电池有哪些缺点？如何改进？
原电池的改进与优化 (二) 探究双液原电池
模型构建——离子交换膜的工作原理
1950年W.朱达首先合成了离子交换膜。1956 年首次成功地用于电渗析脱盐工艺上。
1.构造: 阴离子交换膜中，嵌入固定的正电荷交换基团。 2.吸附:根据同性相斥，异性相吸只有阴离子能够同膜中 的正电荷交换基团结合。
3.传递:在外力作用下(外加电场或存在浓度差)，从一个交
换基团传递到另一个交换基团，最终到达另一边。
原电池的改进与优化 (三) 探究膜电池
【任务四 实验探究】 将盐桥双液原电池改装成膜双液原电池， 检测电流电压数据及
小车运行情况， 小组讨论解决下列问题。
实验器材及药品： 镁片、 碳片、 CuSO4溶液、 带膜亚克力池、 导线、 万用电表、 小车。
【问题组4】
1 、画出膜双液原电池的装置图，分析膜原电池工作原理 (标明 离子的迁移方向) 。
2 、对比前两组，膜双液电池的电流电压有何变化？
3 、你能利用该方法改装其他的电池吗？效果如何？ (课后作业)
原电池的改进与优化 (三) 探究膜电池
一、 浓差电池：
特征：浓差电池是一种利用电解质溶液浓度差产生电势差而形成的电池，理论上当 电解质溶液的浓度相等时停止放电。
【问题组5】 1 、该电池应该选择什么样的离子交换膜？
2 、该电池是如何进行工作的 (分析工作原理) ？
3 、该电池停止放电时共转移多少mol 电子？
原电池的改进与优化 (四) 学以致用——突破其他膜电池
原电池的改进与优化 (四) 学以致用——突破其他膜电池
原电池的改进与优化 (四) 学以致用——突破其他膜电池
原电池的改进与优化 (四) 学以致用——突破其他膜电池
二、磷酸铁锂电池：
充电
放电
【课后任务】
1 、 用带膜亚克力池改装其他原电池， 比较小车运行情况。
2 、 查阅资料， 了解隔膜电池的其他用途。
3 、 查阅资料， 了解废旧锂离子 电池回收处理的工艺流程。
4 、 寻找更加清洁的化学电 源， 让“山海”电车运行的更加环保。
原电池的改进与优化