(共19张PPT)
原 电 池
第1课时
1、电化学：
2、从反应产物与电流的关系分类：
阅读教材P70 回答问题
是研究化学能与电能相互转换的装置、过程和效率的科学。
①产生电流的反应→→原电池
②借助电流而发生的反应→→电解池
讨论形成原电池的条件一
形成条件一：必须形成闭合回路；
（可以）
（不可以）
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插进电解质溶液中；
讨论形成原电池的条件二
讨论形成原电池的条件三
形成条件三：要有活泼性不同的两个电极。
（可以）
（可以）
（不可以）
小结：构成原电池的条件
⑶ 有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极。
⑵ 有电解质（酸、碱、盐）溶液。
负极:较活泼的金属
正极:较不活泼的金属或非金属导体（碳棒）
⑴ 形成闭合回路
前提条件：要有一个能和电解质溶液自发的氧化还原反应。
同时满足：
｛
溶解
加厚变亮
变浅
发生偏转
化学能转化为电能
锌
铜
铜
锌
溶液的温度略有升高
有一些Cu2＋直接在锌电极上得电子被还原，部分化学能转化成热能
知识回顾
外电路
内电路
原电池的正负极的判断方法
微观判断
（根据电子流动方向）
电子流出的极
电子流入的极
——负极
——正极
较活泼的电极材料
较不活泼的电极材料
质量增加的电极
工作后
质量减少的电极
——负极
——正极
——正极
——负极
工作后，有气泡冒出的电极为正极
发生氧化反应的极
发生还原反应的极
宏观判断：
①根据电极材料
②根据原电池电极发生
的反应
③根据电极增重还是减重
④根据电极有气泡冒出：
——负极
——正极
练习
把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( )
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
B
根据实验现象，判断以上装置的供电效果如何？什么原因？
将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接, 同时放入盛有0.5mol/L硫酸铜溶液的烧杯中.
问题与思考
实验
观察：
1、电流计指针是否偏转?
2、随着时间的延续电流计指针偏转的角度有无变化?
3、铜片、锌片表面分别有什么现象？
4、用温度计测溶液温度有什么变化？
实验现象：
1、电流计指针发生偏转；
2、随时间的延续，电流计指针偏转的角度逐渐减小；
3、在铜表面有红色的铜析出，锌片表面也逐渐析出铜,
最后锌片完全反应,还原成铜。
4、溶液温度升高。
实验结论:
单液电池溶液的温度会升高，化学能转化为电能的效率低，不能持续对外提供电能。
讨论：单液电池不能产生持续电流的原因？
【解惑】
单液原电池电池效率不高的原因：Cu-Zn- CuSO4单液原电池，由于Zn片直接与CuSO4溶液接触会发生置换反应，部分化学能直接转化为热能，导致化学能没有完全转换为电能；
同时Zn片与表面析出的Cu形成原电池后，会进一步加速这种情况，Zn表面覆盖较多的Cu后会阻碍锌失去电子，从而电流发生衰减，所以电池对外供电效率不高。
那么设计高效率的原电池的关键点是？
应避免氧化剂和还原剂直接接触，把氧化反应和还原反应分开在不同区域进行。
演示课本实验4-1（注意观察现象）
思考：1、该原电池装置与原来原电池有什么区别?
2、该原电池装置比原来原电池有什么优点？
Zn片与CuSO4无直接接触，避免直接反应而使电能损失，溶液的温度无明显变化，能产生持续、稳定的电流。
该原电池有两个半池，多了一个盐桥，另外有两种电解质溶液，这种原电池叫双液原电池。
含琼胶的KCl饱和溶液
1.连通双液电池,形成闭合回路
（1）盐桥的成分
（2）盐桥的作用
FLASH动画
使用盐桥的原电池
阅读课本P71-72完成以下问题
2.通过阴阳离子的定向移动使溶液保持电中性，从而使原电池能够提供持续稳定电流。
3.使溶液温度不变，能提高原电池的供电效率。
（3）盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中，然后将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。
2)或将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花堵住管口即可。
（1）电极反应
负极（ ）： ；发生氧化反应
正极（ ）： ；发生还原反应。
Zn - 2e- == Zn2+
Cu2+ + 2e- == Cu
Zn
Cu
总反应：
。
Zn+ Cu2+ = Cu+ Zn2+
外电路:
由导线连接,电子由 经导线流到 。
Zn片
Cu片
内电路的盐桥中:
盐桥原电池装置的工作原理
(2)盐桥原电池的组成
两个半电池：
锌半电池（锌片与Zn2+溶液）
铜半电池（铜片与Cu2+溶液）
Cl-向锌极移动，
K+向铜极移动以保证整个内电路呈电中性
【课堂小结】1.原电池的工作原理：利用氧化还原反应将化学能转变为电能，较活泼的金属作负极，发生氧化反应，电子由负极从外电路经过导线流入正极，正极的溶液中氧化性较强的离子得到电子被还原。在内电路的两池中以及盐桥中都是阳离子移向正极，阴离子移向负极。最终内外电路形成闭合回路。另外盐桥的存在阻止了氧化剂与还原剂直接反应，从而提高了化学能转化为电能的效率。
2、原电池输出电能的能力：首先取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力；同时装置设计的合理性也是影响原电池供电效率的原因，如双液原电池就比单液原电池供电效果更好。
课本P73页，第6题设计产生持续电流的原电池。
负极选择
正极选择
两个半池电解质溶液的选择
原电池的设计
练习
（1）一般金属活动性较强的导体作负极，金属活动性较弱（或石墨）的导体作正极；
（2）从电池反应方程式来看，能与负极反应的电解质溶液是作正极的电解质溶液。
（3）根据电极材料确定电解质溶液。为保证电极材料不与电解质溶液直接反应，一般情况是：电极和电极对应的盐溶液组成半电池。
（4）插入盐桥连成通路，但盐桥中的电解质不能与两边的电解质溶液反应。
归纳:设计双液原电池的方法
盐桥原电池原理
《原电池》导学案第1课时
学习目标：
1、使学生掌握盐桥原电池的工作原理；
2、能够写出电极反应式和电池反应方程式。
3、通过创设问题情景启发学生的思考，培养学生的思维能力。
学习重点：构建盐桥原电池；掌握盐桥原电池的工作原理。
学习难点：盐桥原电池的工作原理，以及盐桥的作用。
学习过程：
[复习旧知识：]
1.原电池是将化学能转变为电能的装置。
2．实质：将氧化还原反应中的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能。
3.上述装置中，负极是 ，发生 反应，正极是 ，发生 反应
电极反应式是：负极_____ _ ______ 正极_______ ______
总反应式是_________________________外电路电子流向： ____________
用温度计测量，溶液温度 ，说明反应中部分化学能转换成了 能。
【小结】1.构成原电池的条件和特点
前提条件：要有一个能和电解质溶液自发的氧化还原反应
同时还要满足：⑴ 形成闭合回路 ⑵ 有电解质（酸、碱、盐）溶液。⑶ 有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极。
在电极上:负极是较活泼的金属，正极是较不活泼的金属或非金属导体（碳棒）
【练习】把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为 ( )
A．a > b > c > d B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
做以上实验并观察现象
1、电流计指针是否偏转?
2、随着时间的延续电流计指针偏转的角度有无变化?
3、铜片、锌片表面分别有什么现象？
4、用温度计测溶液温度有无变化？
【思考1.】根据实验现象回答：该原电池装置的供电效果如何？什么原因？如何解决？
【对比】做有盐桥的实验并根据实验现象回答
【思考2。】
1、该原电池装置与原来原电池有什么区别?
2、溶液温度有无明显变化？化学能转化为电能的效率提高了吗？
3、该原电池装置比原来原电池有什么优点？
[了解盐桥]
（1）盐桥的成分：
（2）盐桥的作用：
（3）盐桥的离子移动方向:
Cl-向 K+向 使溶液保持 。
[练习]实验设计
课本P73、6 设计产生持续电流的原电池，原理：Zn+Fe2+= Zn2++ +Fe
（做在书上）
【小结】设计双液原电池的方法：
（1）负极材料要浸在含负极金属离子的盐溶液中（就是看负极反应后生成的是什么离子）
（2）从电池反应方程式来看，与负极反应的离子的电解质溶液（如上题中含Fe2+的电解质溶液）是作正极的电解质溶液，两池中的电解质溶液的阴离子一般是相同的，
（3）正极材料不如负极材料活泼，一般不能与它下方的电解质溶液反应，没特别说明时可以用石墨代替，
（4）插入盐桥连成通路，但盐桥中的电解质不能与两边的电解质溶液反应，若KCl不行就选择NH4NO3或KNO3等。
【课后提升】
1．如图，在盛有稀硫酸的烧杯中放入用导线连接的电极X、Y，外电路中
电子流向如图所示，关于该装置的下列说法正确的是( )
A．外电路的电流方向为X→外电路→Y
B．若两电极分别为Fe和碳棒，则X为碳棒，Y为Fe
C．X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应
D．若两电极都是金属，则它们的活动性顺序为X>Y
2．锌铜原电池(如图)工作时，下列叙述正确的是( )
A．正极反应为Zn－2e－===Zn2＋
B．电池反应为Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
C．在外电路中，电流从负极流向正极
D．盐桥中的K＋移向ZnSO4溶液
3．将纯锌片和纯铜片按图示方式插入同浓度的稀硫酸中一段时间，以下叙述正确的是( )
A．两烧杯中铜片表面均无气泡产生
B．甲中铜片是正极，乙中铜片是负极
C．两烧杯中溶液的pH均增大
D．产生气泡的速率甲比乙慢
4.由锌片、铜片和200 mL稀H2SO4组成的原电池如图所示。
(1)原电池的负极反应是________________________________，
正极反应是__________________________________________。
(2)电流的方向是______________________________________。
(3)一段时间后，当在铜片上放出1.68 L(标准状况下)气体时，
H2SO4恰好消耗一半。则产生这些气体的同时，共消耗________g 锌，有______个电子通过了导线，原硫酸溶液的物质的量浓度是________(设溶液体积不变)。
5.铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式 。?
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出原电池的装置图,标出正极、负极,并写出电极反应。
正极反应 ;?
负极反应 。?
第四章 第一节 原电池（第一课时）
教学目标：
1、知识与技能
（1）理解原电池工作原理，能正确书写电极反应式和电池反应方程式。
(2)学会设计简单的原电池装置。
2、过程与方法
(1)通过实验培养学生观察能力与分析思维能力。
（2）在实验探究和问题探究中进一步体验科学探究的基本过程,学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力。
3、情感态度和价值观
通过探究学习，体验治学严谨、积极实践的科学态度和勇于探索的科学精神。
教学重点：掌握原电池工作原理、组成以及设计简单的原电池装置。
教学难点：原电池工作原理、盐桥在原电池中的作用
教学用具：有关实验用品
教学方法：实验探究、合作讨论、讲授、练习
【教学过程】
【导入新课】研究化学能与电能相互转化的装置、过程和效率的科学叫做电化学。如今的电池各种各样（展示各种电池），它们的原理是如何的呢？我们今天就继续学习有关原电池装置的知识。
（板书）第一节 原电池
【课前复习】由练习引导学生复习必修2原电池的定义、组成条件、微粒的移动方向等。
（板书）
1、原电池定义：将化学能转变为电能的装置。
2、实质：将氧化还原反应中的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能
3、组成原电池的条件：
a 、有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体如碳棒）做电极。
注意：燃料电池中两极可同选石墨或铂
b 、有电解质溶液
c 、构成闭合的回路
d 、有自发的氧化还原反应
【实验探究】通过以下探究性实验，以深化对原电池的原理的理解：
实验1、将锌片和铜片分别通过导线与电流计连接，然后浸入盛有硫酸铜溶液的烧杯中。
（指导学生带着以下问题观察实验现象并分析原因）
1、电流计指针是否偏转?
2、随着时间的延续电流计指针偏转的角度有无变化?
3、铜片、锌片表面分别有什么现象？
4、用温度计测溶液温度有无变化？
【思考】根据实验现象回答：该原电池装置的供电效果如何？什么原因？如何解决？
【交流】对于这种原电池，如果用它做电源，不但效率低，而且时间稍长电流就很快减弱，因此不适合实际应用。这是什么原因造成的呢？有没有什么改进措施？
【看课件上的分析】
实验2、书上p71实验4－1
（指导学生观察现象并分析原理，点出半电池、盐桥、内电路、外电路等概念）
通过学生的观察和参与得出以下实验现象：
（1）没有连接盐桥时，锌电极、铜电极上均没有现象，电流表不偏转。
（2）连接盐桥时，锌片逐渐被腐蚀，铜电极上有铜出现，电流表指针发生偏转。
（3）电流表指针发生偏转后的角度很稳定。
（4）一段时间后溶液的温度没有明显变化。
【板书】电极反应式：
负极（Zn） Zn -2e- = Zn2+ 失电子 氧化反应
正极 ( Cu ) Cu2+ + 2e - = Cu 得电子 还原反应
总反应式：Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu
【思考与交流】改进后的装置为什么能够持续、稳定的产生电流？盐桥在此的作用是什么？
学生阅读课本72页第三段：
交流讨论:产生持续、稳定的电流的原因和盐桥的作用（观看课件）
【讲解】
（1）盐桥的作用：
使两个半电池溶液形成闭合回路。金属导线传递电子，沟通外电路；而盐桥则传递阴、阳离子，沟通内电路，避免了硫酸铜溶液（氧化剂）与锌（还原剂）直接接触；
使两个半电池中的溶液保持电中性，使原电池能持续、稳定地产生电流。由于盐桥内cl-向硫酸锌溶液扩散与迁移、k+ 向硫酸铜溶液扩散与迁移，分别中和了硫酸锌溶液所带的正电荷和硫酸铜溶液所带的负电荷，从而使两溶液保持呈电中性。 （2）盐桥的制法：
将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和溶液中即可。
或将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管，用棉花堵住管口即可。
【课堂小结】1.原电池的工作原理：利用氧化还原反应将化学能转变为电能，较活泼的金属作负极，发生氧化反应，电子由负极从外电路经过导线流入正极，正极的溶液中氧化性较强的离子得到电子被还原。在内电路的两池中以及盐桥中都是阳离子移向正极，阴离子移向负极。最终内外电路形成闭合回路。另外盐桥的存在阻止了氧化剂与还原剂直接反应，从而提高了化学能转化为电能的效率。
2、原电池输出电能的能力：首先取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力；同时装置设计的合理性也是影响原电池供电效率的原因，如双液原电池就比单液原电池供电效果更好。
【学生设计实验】
课本P73、6 设计产生持续电流的原电池，原理：Zn+Fe2+= Zn2++ +Fe
（做在书上）
让学生展示，并分析装置中电子、电流、离子的移动方向。
（评价学生的实验设计）可能有错误，但一定要鼓励学生积极参与。
【小结】设计双液原电池的方法：
（1）负极材料要浸在含负极金属离子的盐溶液中（就是看负极反应后生成的是什么离子）
（2）从电池反应方程式来看，与负极反应的离子的电解质溶液（如上题中含Fe2+的电解质溶液）是作正极的电解质溶液，
（3）正极材料不如负极材料活泼，它们一般都不能与它下方的电解质溶液反应，正极没有特别说明时通常可以用石墨代替，
（4）插入盐桥连成通路，但盐桥中的电解质不能与两边的电解质溶液反应，若KCl不行就选择NH4NO3或KNO3等。
【课后提升】 见导学案，由学生完成导学案
【板书设计】
第一节 原电池
原电池
1、定义：将化学能转化为电能的装置。
2、形成电流的实质：
3、构成原电池的条件：
二、有盐桥的原电池装置：
（1）盐桥的作用：
（2）盐桥的制法：
（3）电极反应式：负极（Zn） Zn -2e- = Zn2+ 失电子 氧化反应
正极 ( Cu ) Cu2+ + 2e - = Cu 得电子 还原反应
总反应式：Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu
三、原电池的工作原理：
四、设计双液原电池的方法：
