新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理

第四章化學(xué)反應(yīng)與電能第一節(jié)原電池第1課時(shí)原電池的工作原理第四章化學(xué)反應(yīng)與電能新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)一、原電池原理1．原電池的概念和實(shí)質(zhì)(1)概念：將_______轉(zhuǎn)化為_____的裝置。(2)實(shí)質(zhì)：利用能自發(fā)進(jìn)行的_________反應(yīng)把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能?；瘜W(xué)能電能氧化還原必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)一、原電池原理化學(xué)能電能氧化還原2．原電池工作原理(1)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)步驟將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液用一個(gè)鹽橋(KCl)連接起來，然后將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接，并在中間串聯(lián)一個(gè)電流表，觀察現(xiàn)象，取出鹽橋，觀察電流表的指針有何變化。實(shí)驗(yàn)裝置2．原電池工作原理實(shí)驗(yàn)步驟將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鋅片_____，銅片上有_________析出，電流表指針發(fā)生_____，取出鹽橋，電流表指針_________。原理分析①在ZnSO4溶液中，鋅片逐漸_____，即Zn被氧化，鋅原子_____電子，形成Zn2＋進(jìn)入溶液；從鋅片上釋放出的電子，經(jīng)過導(dǎo)線流向銅片，CuSO4溶液中的Cu2＋從銅片上_____電子，被還原成為金屬銅并沉積在銅片上。②隨著反應(yīng)的進(jìn)行，左邊燒杯的溶液中c(Zn2＋)增大，右邊燒杯的溶液中c(Cu2＋)減小。同時(shí)，鹽橋中的Cl－會(huì)移向_____溶液，K＋會(huì)移向_____溶液，使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持_______，氧化還原反應(yīng)得以繼續(xù)進(jìn)行，從而使原電池不斷地產(chǎn)生電流。溶解紅色物質(zhì)偏轉(zhuǎn)回到零點(diǎn)溶解失去得到ZnSO4CuSO4電中性實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鋅片_____，銅片上有_________析出，電流(2)原電池工作原理裝置圖電極名稱負(fù)極正極電極材料___片___片電極反應(yīng)______________________________反應(yīng)類型_____反應(yīng)_____反應(yīng)鋅銅Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu氧化還原(2)原電池工作原理裝置圖電極名稱負(fù)極正極電極材料___片_電子流向由___片沿導(dǎo)線流向___片離子遷移方向陰離子向_____遷移；陽離子向_____遷移電池反應(yīng)方程式____________________兩類裝置的不同點(diǎn)還原劑Zn與氧化劑Cu2＋直接接觸，既有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，又有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，造成能量損耗Zn與氧化劑Cu2＋不直接接觸，僅有化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，避免了能量損耗，故電流穩(wěn)定，持續(xù)時(shí)間長鋅銅負(fù)極正極Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu電子流向由___片沿導(dǎo)線流向___片離子遷移方向陰離子向__(3)原電池形成的條件①閉合回路②兩極有電勢差——兩個(gè)活性不同的電極，相對(duì)較活潑的金屬作_____。③_______溶液或_____電解質(zhì)④自發(fā)的_________反應(yīng)負(fù)極電解質(zhì)熔融氧化還原(3)原電池形成的條件負(fù)極電解質(zhì)熔融氧化還原【自主探索】(1)將兩塊鋅片分別通過導(dǎo)線與電流計(jì)連接，然后浸入盛有硫酸銅溶液的燒杯中。裝置中鋅片表面如何變化？電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)？提示：鋅片表面有紅色物質(zhì)析出。電流計(jì)指針不偏轉(zhuǎn)，說明沒電流產(chǎn)生。(2)某原電池總反應(yīng)為Cu＋2AgNO3===Cu(NO3)2＋2Ag，裝置中的鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KCl飽和溶液嗎？提示：不可以。因?yàn)锳gNO3溶液能和KCl溶液反應(yīng)生成AgCl沉淀，鹽橋中可以是裝有含瓊膠的KNO3飽和溶液。【自主探索】二、原電池的設(shè)計(jì)1．原電池的組成：原電池是由兩個(gè)_______組成，如鋅銅原電池是鋅半電池和銅半電池通過_____連接。2．原電池設(shè)計(jì)關(guān)鍵(1)外電路負(fù)極(___________的物質(zhì))正極(較穩(wěn)定的金屬或能導(dǎo)電的非金屬)。(2)內(nèi)電路將兩極浸入_______溶液中，使陰、陽離子做_________。陰離子移向___極，陽離子移向___極。半電池鹽橋還原性較強(qiáng)電解質(zhì)定向移動(dòng)負(fù)正二、原電池的設(shè)計(jì)半電池鹽橋還原性較強(qiáng)電解質(zhì)定向移動(dòng)負(fù)正【自主探索】(1)NaOH溶液與稀硫酸反應(yīng)是放熱反應(yīng)，此反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池嗎？提示：不可以。因?yàn)樵姵胤磻?yīng)必須是氧化還原反應(yīng)，該反應(yīng)是復(fù)分解反應(yīng)，不是氧化還原反應(yīng)，所以不能設(shè)計(jì)成原電池。(2)判斷下列說法是否正確。正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。①任何自發(fā)的放熱反應(yīng)均可設(shè)計(jì)成原電池反應(yīng)。(

)提示：×。能設(shè)計(jì)成原電池的化學(xué)反應(yīng)必須是氧化還原反應(yīng)。②Fe-CuSO4(aq)-Cu形成的原電池的負(fù)極反應(yīng)為Fe－3e－===Fe3＋。(

)提示：×。負(fù)極反應(yīng)為Fe－2e－===Fe2＋。【自主探索】關(guān)鍵能力·合作學(xué)習(xí)關(guān)鍵能力·合作學(xué)習(xí)新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理【合作探究】(1)在Cu-Zn-H2SO4原電池中，若電路中轉(zhuǎn)移2mol電子，則消耗鋅的質(zhì)量是多少？(宏觀辨識(shí)與微觀探析)提示：負(fù)極電極反應(yīng)式為Zn－2e－===Zn2＋，所以每轉(zhuǎn)移2mol電子，消耗鋅1mol，即消耗鋅65g。(2)某原電池工作時(shí)，a電極質(zhì)量增加，則該電池的電解質(zhì)溶液可以是鹽酸嗎？(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)提示：不能，因?yàn)閍電極質(zhì)量增加，說明該電極上應(yīng)有金屬析出，應(yīng)是溶液中的金屬陽離子得電子而析出金屬，故電解質(zhì)溶液不可能是鹽酸?！竞献魈骄俊啃陆滩母咧谢瘜W(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理【母題追問】(1)上題裝置中，外電路中電子是如何流動(dòng)的？提示：電子由乙池中石墨電極沿導(dǎo)線流入甲池中石墨電極。(2)上題裝置中，鹽橋中離子是如何移動(dòng)的？提示：陽離子移向甲池，陰離子移向乙池。【母題追問】(1)上題裝置中，外電路中電子是如何流動(dòng)的？新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理思考：(1)該電池的負(fù)極材料是什么？發(fā)生什么反應(yīng)？提示：負(fù)極材料是Zn，發(fā)生氧化反應(yīng)。(2)請(qǐng)嘗試寫出正負(fù)極的電極反應(yīng)式。提示：負(fù)極：Zn－2e－＋2OH－===ZnO＋H2O；正極：MnO2＋H2O＋e－===MnO(OH)＋OH－。思考：新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理【合作探究】(1)實(shí)驗(yàn)室常用粗鋅和稀硫酸反應(yīng)制備H2，請(qǐng)討論為何不用純鋅？(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))提示：粗鋅中的鋅、雜質(zhì)和稀硫酸構(gòu)成原電池，加快化學(xué)反應(yīng)速率，而純鋅與稀硫酸反應(yīng)比粗鋅緩慢。(2)根據(jù)原電池原理如何比較Fe、Cu兩種金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱？(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))提示：將鐵片和銅片用導(dǎo)線連接浸入稀硫酸中，發(fā)現(xiàn)鐵片逐漸溶解，銅片表面有氣泡產(chǎn)生，說明鐵比銅活潑。【合作探究】新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理【母題追問】設(shè)計(jì)該原電池時(shí)，正極材料是否唯一？提示：題中正極材料主要起到傳導(dǎo)電子的作用，不參與反應(yīng)，所以并不是唯一的，可以選擇石墨、Pt等材料?！灸割}追問】設(shè)計(jì)該原電池時(shí)，正極材料是否唯一？新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理3．某同學(xué)查閱資料得知鋰電池是一種新型高能電池，它以質(zhì)量輕、能量高而受到了普遍重視，目前已研制成功多種鋰電池，某種鋰電池的總反應(yīng)式是Li＋MnO2===LiMnO2。該同學(xué)欲用此原理設(shè)計(jì)成原電池，請(qǐng)問：(1)如果設(shè)計(jì)成原電池，則該原電池負(fù)極材料應(yīng)選擇什么？提示：通過分析反應(yīng)方程式，鋰發(fā)生氧化反應(yīng)，應(yīng)為負(fù)極材料。(2)思考該電池的電解液能不能選擇水溶液呢？提示：因?yàn)殇囀腔顫娊饘?，能與水反應(yīng)，所以不能選用水溶液作電解質(zhì)溶液。3．某同學(xué)查閱資料得知鋰電池是一種新型高能電池，它以質(zhì)量輕、新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)課堂檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)人教版選擇性必修一ppt課件第四章第一節(jié)第1課時(shí)原電池的工作原理新教材高中化學(xué)