4.1原电池 课件(共19张PPT)高中化学 人教版（2019） 选择性必修1
文档属性
| 名称 | 4.1原电池 课件(共19张PPT)高中化学 人教版（2019） 选择性必修1 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 16.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-07-27 23:40:16 | ||
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文档简介
(共19张PPT)
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
选择性必修1
【旧知回顾】
什么是原电池？
构成原电池的条件？
4.1.1 原电池的工作原理
原电池将化学能直接转化为电能的装置
构成原电池的条件
（1）自发进行的氧化还原反应；
（2）两个活动性不同的电极；
（3）电解质溶液（或熔融电解质）；
（4）形成闭合回路
【旧知回顾】
外电路：导线作电子导体
内电路：电解质溶液作离子导体
4.1.1 原电池的工作原理
负极
正极
电解质溶液
单液原电池
【单液原电池】
4.1.1 原电池的工作原理
守
恒
观
失e-
失电子场所（负极）
电子导体
（导线）
离子导体
（电解质溶液）
得电子场所
（正极材料）
电极反应物
电极产物
过程
预测现象
装置维度
原理维度
还原
氧化
氧化
得e-
还原
e-移动方向
阴离子
阳离子
原电池模型
e－
e－
e－
e－
Zn2+
Cu2＋
e－
e－
SO42－
－
+
Zn－2e－=Zn2+
Cu2++2e－=Cu
注意：电子不下水，离子不上岸
锌片逐渐溶解
铜片上有红色物质析出
剂
剂
产物
产物
【实验再探究】
4.1.1 原电池的工作原理
理解辨析
【实验现象分析】
4.1.1 原电池的工作原理
预测的现象 实验观察到的现象
锌片逐渐溶解
铜片上有红色物质析出 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
理解辨析
锌片也表面有红色物质生成
“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减” 的原因？
4.1.1 原电池的工作原理
“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；
锌与CuSO4溶液的接触面积减少，
同时随着反应进行电解液中离子
浓度明显降低，电流逐渐衰减明显
后果
化学能仍有部分以热能形式散失，从而能量转化效率较低
电流不断衰减，
从而电能输出不稳定，
用电器无法正常工作
【现象分析】
（1）能量转换角度：
（2）对用电器工作的影响：
【实验改进】
4.1.1 原电池的工作原理
①还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触
CuSO4溶液
Zn
Cu
请同学们尝试？
A
重点理解
无法形成闭合回路。
ZnSO4溶液
【实验改进】
4.1.1 原电池的工作原理
②加一个合适的“桥梁”沟通两种电解质溶液
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn
Cu
？
A
重点掌握
盐桥：一种凝胶态的离子导体
通常是将浸泡了饱和KCl溶液的琼胶装在U型管中。
提示：电子不下水，离子不上岸
盐桥的作用：
（1）
形成闭合回路；
【双液电池】
4.1.1 原电池的工作原理
【实验4-1】
如图4-1所示，将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液用一个盐桥连接起来，然后将锌片和铜片用导线连接，并在中间串联一个电流表，观察现象。取出盐桥，观察电流表的指针有何变化。
【思考讨论】
4.1.1 原电池的工作原理
请同学们结合图4-1绘制原电池工作原理的示意图，
并与同学交流。
1、注明原电池的组成。
2、标明氧化反应和还原反应发生区域。
3、标明电子的运动方向和阴阳离子的迁移方向。
小贴士：
①.琼胶起到固定作用，防止KCl溶液直接流出来。
②.盐桥中的K+、Cl-可以自由移动
③.离子只出不进。
【原理分析】
4.1.1 原电池的工作原理
K＋
Cl-
e-
Zn2+
Zn
Cu2＋
Cu
双液原电池工作原理
Zn - 2e- = Zn2+
Cu2+ + 2e- = Cu
发生氧化反应
发生还原反应
负极
正极
盐桥的作用：
（1）形成闭合回路；
（2）平衡电荷，使溶液呈电中性；
【对比分析】
4.1.1 原电池的工作原理
利用数字化实验探究单、双液铜锌原电池工作效率
电流稳定，
转化效率高
电流不断衰减，
转化效率低
双液原电池电流弱的原因是什么？
不足之处：
电流较小
【探索学习】
4.1.1 原电池的工作原理
你知道吗？
结合电阻知识，思考双液原电池电流弱的原因？
改进
缩短盐桥的
长度，
增大盐桥的
横截面积
如果盐桥中的琼脂块可以改变形状的话，你有什么想法？
①离子运动的距离长
②离子运动的通道窄
改进
将盐桥厚度变薄，表面积变大，像一张膜一样
【扩展探究】
4.1.1 原电池的工作原理
根据必修二中学习的燃料电池还能做如何改进？
借鉴改进
离子交换膜（半透膜）
【扩展探究】
4.1.1 原电池的工作原理
设计微型化电池：
棉柔巾 锌片 铜片 硫酸铜溶液 硫酸锌溶液 氯化钾溶液 导线 发光二极管
【扩展探究】
4.1.1 原电池的工作原理
电流较强而且稳定
微型双液膜原电池
归纳总结
单液原电池
双液原电池
隔膜原电池
隔膜原电池微型化
电流较强而且稳定
电流较强但不稳定，能量转换效率低（电极损耗）
电流稳定但电流弱
电池微型化改进
4.1.1 原电池的工作原理
演示完毕 感谢聆听
寄语：
希望同学们可以秉持探索精神，团结协作，像通电的二极管一样，在祖国的科技强国之路上绽放光彩。
第四章 化学反应与电能
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
选择性必修1
【旧知回顾】
什么是原电池？
构成原电池的条件？
4.1.1 原电池的工作原理
原电池将化学能直接转化为电能的装置
构成原电池的条件
（1）自发进行的氧化还原反应；
（2）两个活动性不同的电极；
（3）电解质溶液（或熔融电解质）；
（4）形成闭合回路
【旧知回顾】
外电路：导线作电子导体
内电路：电解质溶液作离子导体
4.1.1 原电池的工作原理
负极
正极
电解质溶液
单液原电池
【单液原电池】
4.1.1 原电池的工作原理
守
恒
观
失e-
失电子场所（负极）
电子导体
（导线）
离子导体
（电解质溶液）
得电子场所
（正极材料）
电极反应物
电极产物
过程
预测现象
装置维度
原理维度
还原
氧化
氧化
得e-
还原
e-移动方向
阴离子
阳离子
原电池模型
e－
e－
e－
e－
Zn2+
Cu2＋
e－
e－
SO42－
－
+
Zn－2e－=Zn2+
Cu2++2e－=Cu
注意：电子不下水，离子不上岸
锌片逐渐溶解
铜片上有红色物质析出
剂
剂
产物
产物
【实验再探究】
4.1.1 原电池的工作原理
理解辨析
【实验现象分析】
4.1.1 原电池的工作原理
预测的现象 实验观察到的现象
锌片逐渐溶解
铜片上有红色物质析出 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
理解辨析
锌片也表面有红色物质生成
“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减” 的原因？
4.1.1 原电池的工作原理
“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；
锌与CuSO4溶液的接触面积减少，
同时随着反应进行电解液中离子
浓度明显降低，电流逐渐衰减明显
后果
化学能仍有部分以热能形式散失，从而能量转化效率较低
电流不断衰减，
从而电能输出不稳定，
用电器无法正常工作
【现象分析】
（1）能量转换角度：
（2）对用电器工作的影响：
【实验改进】
4.1.1 原电池的工作原理
①还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触
CuSO4溶液
Zn
Cu
请同学们尝试？
A
重点理解
无法形成闭合回路。
ZnSO4溶液
【实验改进】
4.1.1 原电池的工作原理
②加一个合适的“桥梁”沟通两种电解质溶液
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn
Cu
？
A
重点掌握
盐桥：一种凝胶态的离子导体
通常是将浸泡了饱和KCl溶液的琼胶装在U型管中。
提示：电子不下水，离子不上岸
盐桥的作用：
（1）
形成闭合回路；
【双液电池】
4.1.1 原电池的工作原理
【实验4-1】
如图4-1所示，将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液用一个盐桥连接起来，然后将锌片和铜片用导线连接，并在中间串联一个电流表，观察现象。取出盐桥，观察电流表的指针有何变化。
【思考讨论】
4.1.1 原电池的工作原理
请同学们结合图4-1绘制原电池工作原理的示意图，
并与同学交流。
1、注明原电池的组成。
2、标明氧化反应和还原反应发生区域。
3、标明电子的运动方向和阴阳离子的迁移方向。
小贴士：
①.琼胶起到固定作用，防止KCl溶液直接流出来。
②.盐桥中的K+、Cl-可以自由移动
③.离子只出不进。
【原理分析】
4.1.1 原电池的工作原理
K＋
Cl-
e-
Zn2+
Zn
Cu2＋
Cu
双液原电池工作原理
Zn - 2e- = Zn2+
Cu2+ + 2e- = Cu
发生氧化反应
发生还原反应
负极
正极
盐桥的作用：
（1）形成闭合回路；
（2）平衡电荷，使溶液呈电中性；
【对比分析】
4.1.1 原电池的工作原理
利用数字化实验探究单、双液铜锌原电池工作效率
电流稳定，
转化效率高
电流不断衰减，
转化效率低
双液原电池电流弱的原因是什么？
不足之处：
电流较小
【探索学习】
4.1.1 原电池的工作原理
你知道吗？
结合电阻知识，思考双液原电池电流弱的原因？
改进
缩短盐桥的
长度，
增大盐桥的
横截面积
如果盐桥中的琼脂块可以改变形状的话，你有什么想法？
①离子运动的距离长
②离子运动的通道窄
改进
将盐桥厚度变薄，表面积变大，像一张膜一样
【扩展探究】
4.1.1 原电池的工作原理
根据必修二中学习的燃料电池还能做如何改进？
借鉴改进
离子交换膜（半透膜）
【扩展探究】
4.1.1 原电池的工作原理
设计微型化电池：
棉柔巾 锌片 铜片 硫酸铜溶液 硫酸锌溶液 氯化钾溶液 导线 发光二极管
【扩展探究】
4.1.1 原电池的工作原理
电流较强而且稳定
微型双液膜原电池
归纳总结
单液原电池
双液原电池
隔膜原电池
隔膜原电池微型化
电流较强而且稳定
电流较强但不稳定，能量转换效率低（电极损耗）
电流稳定但电流弱
电池微型化改进
4.1.1 原电池的工作原理
演示完毕 感谢聆听
寄语：
希望同学们可以秉持探索精神，团结协作，像通电的二极管一样，在祖国的科技强国之路上绽放光彩。