高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)模型建構(gòu)“拿捏”電池原電池的工作原理課件-1

模型建構(gòu)“拿捏”電池——原電池的工作原理你了解電池嗎？任務(wù)1：探究原電池的構(gòu)成條件思考：1.靈敏電流計(jì)的指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？2.該原電池進(jìn)行了何種形式的能量轉(zhuǎn)化？3.你認(rèn)為原電池的構(gòu)成條件有哪些？任務(wù)1：探究原電池的構(gòu)成條件1.原電池：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.構(gòu)成條件：（1）兩極：一般為兩種活潑性不同的導(dǎo)體（2）一液：電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)（3）一線：用導(dǎo)線相連（或直接接觸），形成閉合回路（4）一反應(yīng)：自發(fā)的氧化還原反應(yīng)可傳導(dǎo)哪些微觀粒子？可傳導(dǎo)哪些微觀粒子？反應(yīng)物應(yīng)具有何性質(zhì)？一、原電池的構(gòu)成條件任務(wù)1：探究原電池的構(gòu)成條件1.原電池：將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.構(gòu)成條件：（1）自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（2）電子導(dǎo)體（3）離子導(dǎo)體（4）電極反應(yīng)物一、原電池的構(gòu)成條件任務(wù)2：探究原電池的工作原理【活動(dòng)】1.請(qǐng)以小組為單位，嘗試用簡(jiǎn)單的示意圖來(lái)表示這個(gè)真實(shí)的原電池。2.連接好實(shí)驗(yàn)裝置，觀察并分析以下內(nèi)容：【分析】1.負(fù)極Zn表面發(fā)生何反應(yīng)？所屬反應(yīng)類型？你能用符號(hào)表示出來(lái)嗎？正極Cu呢？2.電子導(dǎo)體中電子的遷移方向？3.離子導(dǎo)體中離子的遷移方向？4.電流的流動(dòng)方向呢？任務(wù)2：探究原電池的工作原理e-e-外電路內(nèi)電路鋅片：Zn－2e－

=Zn2+銅片：Cu2+＋2e－

=Cu失電子，氧化反應(yīng)得電子，還原反應(yīng)電子流向：負(fù)極→正極離子移動(dòng)：陽(yáng)離子(+)：向正極，陰離子(-):向負(fù)極。電子不下“水”離子不上“岸”總反應(yīng)：

Zn＋Cu2+

=Zn2+＋Cu電流方向：正極→負(fù)極1.Cu—Zn單液原電池正極負(fù)極任務(wù)3：建構(gòu)原電池認(rèn)識(shí)模型任務(wù)4：完善原電池認(rèn)識(shí)模型【實(shí)驗(yàn)器材】【注意事項(xiàng)】1.請(qǐng)連接好實(shí)驗(yàn)裝置并將數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)相連；2.向小盒中加入硫酸銅溶液；3.打開傳感器數(shù)據(jù)采集界面；4.插入電極，觀察電流強(qiáng)度變化。任務(wù)4：完善原電池認(rèn)識(shí)模型【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】【提出問(wèn)題】銅鋅單液原電池電流強(qiáng)度不穩(wěn)定，能量轉(zhuǎn)化率低的原因是什么？如何解決？【交流討論】銅鋅單液原電池電流強(qiáng)度不穩(wěn)定并呈衰減趨勢(shì)，不能持續(xù)放電。鋅表面析出銅，能量轉(zhuǎn)化效率低。任務(wù)4：完善原電池認(rèn)識(shí)模型問(wèn)題1：銅鋅單液原電池電流強(qiáng)度大，不穩(wěn)定，能量轉(zhuǎn)化率低的原因是什么？

如何解決？還原劑Zn與氧化劑CuSO4不直接接觸解決問(wèn)題的關(guān)鍵：【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】?任務(wù)4：完善原電池認(rèn)識(shí)模型【實(shí)驗(yàn)器材】【注意事項(xiàng)】1.請(qǐng)連接好實(shí)驗(yàn)裝置并將數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)相連；2.向小盒兩側(cè)中分別加入硫酸銅溶液與硫酸鋅溶液；3.打開傳感器數(shù)據(jù)采集界面；4.僅插入電極，觀察電流強(qiáng)度變化。任務(wù)4：完善原電池認(rèn)識(shí)模型問(wèn)題2：電流強(qiáng)度如何？該如何解決？？連接兩種電解質(zhì)溶液。解決問(wèn)題的關(guān)鍵：【交流討論】?jī)煞N電解質(zhì)溶液間缺少離子導(dǎo)體，無(wú)法形成閉合回路。【資料卡片】鹽橋：裝有含KCl（或NH4NO3）飽和溶液的瓊脂K+和Cl－可在其中自由移動(dòng)。任務(wù)4：完善原電池認(rèn)識(shí)模型【實(shí)驗(yàn)器材】【注意事項(xiàng)】1.請(qǐng)連接好實(shí)驗(yàn)裝置并將數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)相連；2.向小盒中加入硫酸銅溶液與硫酸鋅溶液；3.打開傳感器數(shù)據(jù)采集界面；4.插入電極和鹽橋，觀察電流強(qiáng)度變化。5.改變電極間距離，觀察電流強(qiáng)度變化。6.增加鹽橋數(shù)目，觀察電流強(qiáng)度變化。任務(wù)4：完善原電池認(rèn)識(shí)模型【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】銅鋅雙液原電池電流強(qiáng)度穩(wěn)定，可以持續(xù)放電。鋅表面未析出銅，能量轉(zhuǎn)化效率高。減小兩電極間距(縮短離子運(yùn)動(dòng)間距)增加鹽橋數(shù)量（加寬離子通道）任務(wù)4：完善原電池認(rèn)識(shí)模型2.Cu—Zn雙液原電池Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu總反應(yīng)：Zn+Cu2+

＝Zn2++Cu鹽橋作用①溝通內(nèi)電路，形成閉合回路②平衡電荷③避免電極與電解質(zhì)溶液直接反應(yīng)氧化劑和還原劑不直接接觸也能發(fā)生反應(yīng)。負(fù)極氧化反應(yīng)正極還原反應(yīng)由兩個(gè)半電池組成鋅和鋅鹽組成鋅半電池銅和銅鹽組成銅半電池任務(wù)4：完善原電池認(rèn)識(shí)模型問(wèn)題3：雙液原電池電流強(qiáng)度穩(wěn)定，但是電流強(qiáng)度較小的原因是什么？1.離子運(yùn)動(dòng)的距離長(zhǎng)2.離子運(yùn)動(dòng)的通道窄……改進(jìn)?增大電流呢？縮短鹽橋的長(zhǎng)度，增大鹽橋的橫截面積能否用一張薄薄的隔膜代替鹽橋呢？膜任務(wù)4：完善原電池認(rèn)識(shí)模型3.膜電池【資料卡片】離子交換膜：一種含離子基團(tuán)的、對(duì)溶液里的離子具有選擇透過(guò)能力的高分子膜。任務(wù)4：完善原電池認(rèn)識(shí)模型【實(shí)驗(yàn)器材】【注意事項(xiàng)】1.請(qǐng)連接好實(shí)驗(yàn)裝置并將數(shù)據(jù)采集器與計(jì)算機(jī)相連；2.向小盒中加入硫酸銅溶液與硫酸鋅溶液；3.打開傳