【任务驱动式】1.2.1原电池的工作原理 课件(共21张PPT)-2024-2025学年高二化学鲁科版(2019)选择性必修一

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名称 【任务驱动式】1.2.1原电池的工作原理 课件(共21张PPT)-2024-2025学年高二化学鲁科版(2019)选择性必修一
格式 pptx
文件大小 48.5MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 化学
更新时间 2025-06-08 21:49:25

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文档简介

(共21张PPT)
模型建构 “拿捏”电池
——原电池的工作原理
你了解电池吗?
任务1:探究原电池的构成条件
思考:1.灵敏电流计的指针为什么发生偏转?
2.该原电池进行了何种形式的能量转化?
3.你认为原电池的构成条件有哪些?
任务1:探究原电池的构成条件
1.原电池:将化学能直接转化为电能的装置。
2.构成条件:
(1)两极:一般为两种活泼性不同的导体
(2)一液:电解质溶液或熔融电解质
(3)一线:用导线相连(或直接接触),形成闭合回路
(4)一反应:自发的氧化还原反应
可传导哪些微观粒子?
可传导哪些微观粒子?
反应物应具有何性质?
一、原电池的构成条件
任务1:探究原电池的构成条件
1.原电池:将化学能直接转化为电能的装置。
2.构成条件:
(1)自发的氧化还原反应
(2)电子导体
(3)离子导体
(4)电极反应物
一、原电池的构成条件
任务2:探究原电池的工作原理
【活动】
1.请以小组为单位,尝试用简单的示意图来表示这个真实的原电池。
2.连接好实验装置,观察并分析以下内容:
【分析】1.负极Zn表面发生何反应?所属反应类型?
你能用符号表示出来吗?正极Cu呢?
2.电子导体中电子的迁移方向?
3.离子导体中离子的迁移方向?
4.电流的流动方向呢?
任务2:探究原电池的工作原理
e-
e-
外电路
内电路
锌片:
Zn-2e- = Zn2+
铜片:
Cu2++2e- = Cu
失电子,
氧化反应
得电子,
还原反应
电子流向:
负极 → 正极
离子移动:
阳离子(+):向正极,
阴离子(-) : 向负极。
电子不下“水”
离子不上“岸”
总反应:
Zn+Cu2+ = Zn2++Cu
电流方向:
正极 → 负极
1.Cu—Zn单液原电池
正极
负极
任务3:建构原电池认识模型
任务4:完善原电池认识模型
【实验器材】
【注意事项】
1.请连接好实验装置并将数据采集器与计算机相连;
2.向小盒中加入硫酸铜溶液;
3.打开传感器数据采集界面;
4.插入电极,观察电流强度变化。
任务4:完善原电池认识模型
【实验结论】
【提出问题】
铜锌单液原电池电流强度不稳定,能量转化率低的原因是什么?如何解决?
【交流讨论】
铜锌单液原电池电流强度不稳定并呈衰减趋势,不能持续放电。锌表面析出铜,能量转化效率低。
任务4:完善原电池认识模型
问题1:铜锌单液原电池电流强度大,不稳定,能量转化率低的原因是什么?
如何解决?
还原剂Zn 与 氧化剂CuSO4 不直接接触
解决问题的关键:
【实验验证】

任务4:完善原电池认识模型
【实验器材】
【注意事项】
1.请连接好实验装置并将数据采集器与计算机相连;
2.向小盒两侧中分别加入硫酸铜溶液与硫酸锌溶液;
3.打开传感器数据采集界面;
4.仅插入电极,观察电流强度变化。
任务4:完善原电池认识模型
问题2:电流强度如何?该如何解决??
连接两种电解质溶液。
解决问题的关键:
【交流讨论】
两种电解质溶液间缺少离子导体,无法形成闭合回路。
【资料卡片】
盐桥:装有含KCl(或NH4NO3)饱和溶液的琼脂
K+和Cl-可在其中自由移动。
任务4:完善原电池认识模型
【实验器材】
【注意事项】
1.请连接好实验装置并将数据采集器与计算机相连;
2.向小盒中加入硫酸铜溶液与硫酸锌溶液;
3.打开传感器数据采集界面;
4. 插入电极和盐桥,观察电流强度变化。
5. 改变电极间距离,观察电流强度变化。
6.增加盐桥数目,观察电流强度变化。
任务4:完善原电池认识模型
【实验结论】
铜锌双液原电池电流强度稳定,可以持续放电。
锌表面未析出铜,能量转化效率高。
减小两电极间距(缩短离子运动间距)
增加盐桥数量(加宽离子通道)
任务4:完善原电池认识模型
2.Cu—Zn双液原电池
Zn-2e-=Zn2+
Cu2++2e-=Cu
总反应:Zn+ Cu2+ = Zn2+ + Cu
盐桥作用
①沟通内电路,形成闭合回路
②平衡电荷
③避免电极与电解质溶液直接反应
氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应。
负极
氧化反应
正极
还原反应
由两个半电池组成
锌和锌盐组成锌半电池
铜和铜盐组成铜半电池
任务4:完善原电池认识模型
问题3:双液原电池电流强度稳定,但是电流强度较小的原因是什么?
1.离子运动的距离长
2.离子运动的通道窄
……
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?

任务4:完善原电池认识模型
3.膜电池
【资料卡片】
离子交换膜:一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。
任务4:完善原电池认识模型
【实验器材】
【注意事项】
1.请连接好实验装置并将数据采集器与计算机相连;
2.向小盒中加入硫酸铜溶液与硫酸锌溶液;
3.打开传感器数据采集界面;
4. 换成膜后,观察电流强度变化。
任务5:原电池认识模型初步应用
1.请以思维导图的形式展现出自己本节课的收获。
2.请以小组为单位自行设计制作简单的原电池并进行展示。
任务5:原电池认识模型建构