4.1.1原電池工作原理（課件）高二化學(xué)（人教版2019選擇性必修1）

第四單元化學(xué)反應(yīng)與電能第一節(jié)原電池第1課時(shí)原電池工作原理學(xué)習(xí)目標(biāo)1.以鋅銅原電池為例，從宏觀和微觀的角度，分析理解原電池的工作原理，能正確判斷原電池的正極和負(fù)極，會(huì)書寫其電極反應(yīng)式。2.進(jìn)一步理解化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化，認(rèn)識(shí)從簡(jiǎn)單原電池發(fā)展到帶有鹽橋原電池的變化過(guò)程，并能理解帶有鹽橋原電池的實(shí)用性?；瘜W(xué)電源廣泛應(yīng)用于生活、生產(chǎn)和科研中，電池是工作原理是什么？如何產(chǎn)生電流的？生活中的各種化學(xué)電源情境引入思考原電池工作原理知識(shí)回顧Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑

電極反應(yīng)：負(fù)極：Zn-2e-Zn2+（氧化反應(yīng)）

正極：2H++2e-H2↑（還原反應(yīng)）

總反應(yīng)方程式：知識(shí)回顧負(fù)極：氧化反應(yīng)正極：還原反應(yīng)角度1：電極反應(yīng)角度2：粒子遷移外電路電子遷移：負(fù)→正內(nèi)電路離子遷移：陽(yáng)離子→正極陰離子→負(fù)極原電池工作原理任務(wù)一原電池原理的應(yīng)用根據(jù)原電池工作原理，預(yù)測(cè)下面裝置能否形成原電池。如果能，寫出總反應(yīng)方程式、電極反應(yīng)式，標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和離子遷移方向，并預(yù)測(cè)能觀察到的現(xiàn)象。思考1e-Zn2+Cu2+Zn+

Cu2+Cu

+Zn2+電極反應(yīng)：總反應(yīng)：負(fù)極：Zn-2e-Zn2+

正極：Cu2++2e-Cu預(yù)測(cè)現(xiàn)象：銅片表面均附著紅色固體電流表指針偏轉(zhuǎn)任務(wù)一原電池原理的應(yīng)用【實(shí)驗(yàn)探究】組裝裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：銅片、鋅片表面均附著紅色固體電流表指針偏轉(zhuǎn)，但電流逐漸衰減。任務(wù)一原電池原理的應(yīng)用思考2（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，其中哪些與預(yù)測(cè)一致，哪些與預(yù)測(cè)不同？(3）為什么電流表不斷減小？（2）鋅片上的紅色物質(zhì)是什么？為什么鋅片上有紅色物質(zhì)生成？相同：銅片表面附著紅色固體，電流表指針偏轉(zhuǎn)。不同：鋅片表面附著紅色固體，

電流逐漸衰減鋅與CuSO4溶液直接接觸，發(fā)生置換反應(yīng)，所以鋅片表面有銅析出。

因?yàn)殂~在鋅表面析出后，與CuSO4溶液一起形成了原電池，產(chǎn)生的電流并沒(méi)有經(jīng)過(guò)電流表，所以電流表的讀數(shù)不斷減小。任務(wù)一原電池原理的應(yīng)用為什么沒(méi)有直接利用該裝置作為化學(xué)電源呢？

思考3裝置攜帶不方便，能量轉(zhuǎn)化不充分電池電流電壓容易受到硫酸銅濃度的影響而不穩(wěn)定思考4理想的化學(xué)電源應(yīng)該具有的特點(diǎn)？單位質(zhì)量或單位體積輸出的能量多便于攜帶內(nèi)阻小質(zhì)量小反復(fù)使用價(jià)格便宜體積小連續(xù)工作壽命長(zhǎng)……任務(wù)二原電池裝置的改進(jìn)優(yōu)化核心問(wèn)題：使還原劑Zn與氧化劑CuSO4不直接接觸【問(wèn)題】

改進(jìn)后電流表指針會(huì)有示數(shù)嗎？為什么沒(méi)有電流？該如何解決？?jī)蓚€(gè)溶液間缺少離子導(dǎo)體，無(wú)法形成閉合回路。任務(wù)二原電池裝置的改進(jìn)優(yōu)化核心問(wèn)題：使還原劑Zn與氧化劑CuSO4不直接接觸鹽橋中通常裝有含KCl飽和溶液的瓊膠，K+和Cl-可在其中自由移動(dòng)↑↑Cl-K+注意：①鹽橋中瓊膠的作用是防止管中溶液流出②離子只出不進(jìn)

任務(wù)三雙液原電池工作原理CuSO4溶液ZnCue-Zn2+Cu2+Cl-K+ZnSO4溶液e-Zn+

Cu2+Cu

+Zn2+負(fù)極：Zn-2e-Zn2+

正極：Cu2++2e-Cu總反應(yīng)：分析：改進(jìn)后的裝置為什么能夠持續(xù)、穩(wěn)定的產(chǎn)生電流？鹽橋在此的作用是什么？①形成閉合回路；②平衡電荷，使溶液呈電中性；③避免電極與電解質(zhì)溶液直接反應(yīng)，減少電流的衰減，提高原電池的工作效率電池工作時(shí)，裝置中各物質(zhì)或材料的作用是什么？任務(wù)三雙液原電池工作原理思考5Cu片電極材料Zn片電極反應(yīng)物電極材料CuSO4溶液電極反應(yīng)物離子導(dǎo)體ZnSO4溶液離子導(dǎo)體鹽橋離子導(dǎo)體導(dǎo)線電子導(dǎo)體鞏固練習(xí)1.用銅片、銀片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、導(dǎo)線和鹽橋（裝有瓊脂-KNO3的U型管）構(gòu)成一個(gè)原電池。以下有關(guān)該原電池的敘述正確的是()①在外電路中，電流由銅電極流向銀電極②正極反應(yīng)為：Ag＋＋e－＝Ag③

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中取出鹽橋，原電池仍繼續(xù)工作④將銅片浸入AgNO3溶液中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)與該原電池反應(yīng)相同A．①②B．②③C．②④D．③④AgCuCu(NO3)2溶液AgNO3溶液鹽橋C鞏固練習(xí)2.電池工作時(shí)，裝置中各物質(zhì)或材料的作用是什么？能否用其他物質(zhì)或材料代替？總結(jié)提升原電池雙液電池單液電池電極反應(yīng)正極：Cu2++2e-Cu負(fù)極：Zn-2e-Zn2+

正極：Cu2++2e-Cu負(fù)極：Zn-2e-Zn2+

電極材料正極：銅片;負(fù)極：鋅片正極：銅片;負(fù)極：鋅片離子導(dǎo)體ZnSO4溶液、鹽橋、CuSO4溶液CuSO4溶液電子導(dǎo)體導(dǎo)線導(dǎo)線雙液原電池解決了電池自損耗的問(wèn)題。失去電