原電池高二化學(xué)人教版選擇性必修1

第四章

化學(xué)反應(yīng)與電能集寧區(qū)第二中學(xué)

李帥

第一節(jié)

原

電

池(第一課時(shí))

穿越回1853年，照明依靠什么？如何點(diǎn)燃煤油燈呢？假如沒(méi)有這些東西，我們還能怎么點(diǎn)燃煤油燈？在沒(méi)有火的情況下,煤油燈是否可以被點(diǎn)燃呢?我們來(lái)一個(gè)無(wú)火點(diǎn)燈的小魔術(shù)吧.情境思考

原因解釋:高錳酸鉀和濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氧化能力極強(qiáng)的---七氧化二錳,它一碰到酒精立即發(fā)生強(qiáng)烈的氧化還原反應(yīng),放出的熱量使酒精達(dá)到著火點(diǎn)而燃燒.隨著工業(yè)發(fā)展的進(jìn)行，照明設(shè)備也在不斷更新,我們現(xiàn)在一般不需要煤油燈，而是使用電力來(lái)照明，電力在我們的生活中使用廣泛，電是如何產(chǎn)生的?電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是什么樣的呢?帶著這樣的問(wèn)題，我們進(jìn)入今天的內(nèi)容，來(lái)探究原電池的反應(yīng)原理。(1)構(gòu)成條件：(2)原電池工作原理兩極，一液，一回路，自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。負(fù)極正極外電路內(nèi)電路離子的移動(dòng)方向：陽(yáng)正陰負(fù)電子不下水離子不上岸電子的移動(dòng)方向：負(fù)極→正極一、原電池的工作原理知識(shí)回顧

1.單液原電池單液原電池的缺點(diǎn)：①鋅與稀硫酸溶液直接接觸，可發(fā)生置換反應(yīng)，導(dǎo)致部分化學(xué)能轉(zhuǎn)為熱能。②工作時(shí)，鋅片上也有氫氣析出，原電池的電動(dòng)勢(shì)很快降低，電壓不穩(wěn)定

思考三：如何避免H+在鋅片上得電子，提高原電池能量轉(zhuǎn)化效率?思考一：鋅極上有氣泡產(chǎn)生說(shuō)明什么問(wèn)題？鋅失去的電子沒(méi)有完全經(jīng)過(guò)導(dǎo)線，導(dǎo)致化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能效率降低，電池壽命短。鋅片不能伸入H2SO4溶液中。思考二：H+在鋅片上得電子會(huì)導(dǎo)致什么后果？

一部分H+直接在鋅片表面得電子生成H2。思考與討論

怎樣改進(jìn)原電池裝置，獲得穩(wěn)定的電流？H2SO4溶液ZnCuAH2SO4溶液ZnACu浸有NaCl溶液的濾紙條ZnSO4溶液2.雙液原電池鋅片（還原劑）在與H+（氧化劑）沒(méi)有直接接觸的情況下也能構(gòu)成原電池，但是需要合適的“橋梁”溝通兩種電解質(zhì)溶液。鹽橋：通常是將浸泡了飽和KCl溶液的瓊膠裝在U型管中。特點(diǎn)：1.鹽橋中的K+、Cl-可以移動(dòng)，并且離子只出不進(jìn)。2.瓊膠起到固定作用，防止KCl溶液直接流出來(lái)。Zn2+Zn－2e－=Zn2＋Cu2+Cu2＋＋2e－=CuCl-K+思考七：鹽橋有什么作用？微觀探析思考六：鹽橋中K+和Cl-的移動(dòng)方向？思考四：鹽橋中有電子流過(guò)嗎？不能，兩溶液中SO42-濃度不變1.溝通內(nèi)電路，形成閉合回路；2.提供離子，保持兩溶液電中性；3.提高能量轉(zhuǎn)化效率雙液原電池的工作原理沒(méi)有思考五：兩溶液中的離子能通過(guò)鹽橋嗎？K+向正極移動(dòng)，Cl-向負(fù)極移動(dòng)；只出不進(jìn)陰離子負(fù)極液正極液鹽橋陽(yáng)離子陽(yáng)離子陽(yáng)離子電流電流氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+還原反應(yīng)Cu2+

+2e-=Cu負(fù)極正極外電路ZnCu失e-，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生內(nèi)電路分為兩個(gè)半電池進(jìn)行思維模型電子不下水離子不上岸改進(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？思考八：雙液原電池電流弱的原因？①離子運(yùn)動(dòng)的距離長(zhǎng)②離子運(yùn)動(dòng)的通道窄③離子容量?、訇?yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過(guò)③質(zhì)子交換膜：只允許H+通過(guò)②陰離子交換膜：只允許陰離子通過(guò)電流強(qiáng)而且穩(wěn)定思考九：隔膜原電池中離子是如何移動(dòng)的呢，離子濃度怎樣變化？SO42-向負(fù)極移動(dòng)，ZnSO4(aq)中c(SO42-)增大，H2SO4(aq)中c(SO42-)減小3.隔膜原電池生活中膜電池名稱(chēng)單液原電池雙液原電池隔膜原電池優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)小

結(jié)電流強(qiáng)1.能量轉(zhuǎn)化率低2.氧化劑與還原劑直接接觸，壽命短1.內(nèi)阻大，電流弱2.鹽橋需要定期更換1.能量轉(zhuǎn)化率高2.避免氧化劑與還原劑直接接觸，壽命長(zhǎng)1.能量轉(zhuǎn)化率高2.避免氧化劑與還原劑直接接觸，壽命長(zhǎng)3.內(nèi)阻小，電流強(qiáng)小結(jié)單液原電池雙液原電池隔膜原電池隔膜原電池微型化1.兩極2.電解質(zhì)溶液3.導(dǎo)線4.自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)電池四要素—離子導(dǎo)體—電子導(dǎo)體學(xué)以致用1．（高考題）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形管）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．①② B．②③ C．②④ D．③④C2.（安徽高考題）高密度儲(chǔ)能電池鋅溴電池如圖所示，總反應(yīng)為Zn+Br2=ZnBr2。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（

）A．電極M為正極B．負(fù)極的電極反應(yīng)