4.1原电池公开课ppt课件-（2019）新人教版高中化学高二上学期选择性必修一.pptx

1、人教版人教版选择性必修选择性必修1 1 化学反应原理化学反应原理比亚迪汽比亚迪汽车公司设车公司设计的计的磷酸磷酸铁锂电池铁锂电池：充电一小充电一小时，续航时，续航500500公里公里。情境思考情境思考 (1)构成条件：构成条件： 。(2)原电池工作原理原电池工作原理知识回顾知识回顾 原电池原电池两极，一液，一回路，自发进行的氧化还原反应两极，一液，一回路，自发进行的氧化还原反应负极负极正极正极外电路外电路内电路内电路离子的移动方向：离子的移动方向：阳阳 正正 阴阴 负负电子不下水电子不下水 离子不上岸离子不上岸电子的移动方向：电子的移动方向：负极负极正极正极实验探究一实验探究一 学生分组实验：

2、学生分组实验：仪器：仪器：铜片铜片1条、锌片条、锌片1条、导条、导线、灵敏电流计线、灵敏电流计药品：药品：1mol/L H2SO4溶液溶液利用所给药品和仪器按照如图利用所给药品和仪器按照如图所示装置所示装置将两电极伸入到硫酸将两电极伸入到硫酸溶液中溶液中：1、观察两极表面现象变化、观察两极表面现象变化；2、实验结束后，将电极从电、实验结束后，将电极从电解质溶液中取出。解质溶液中取出。H2SO4溶液溶液A单液原电池单液原电池实验探究一实验探究一 教师演示实验：教师演示实验：仪器：仪器：铜片铜片1条、锌片条、锌片1条、导线、条、导线、数据采集器、电流传感器数据采集器、电流传感器药品：药品：1mol

3、/L H2SO4溶液溶液利用所给药品和仪器按照如图所利用所给药品和仪器按照如图所示装置示装置连接电路连接电路：1、观察电流数据变化、观察电流数据变化；2、实验结束后，将电极从电解、实验结束后，将电极从电解质溶液中取出。质溶液中取出。H2SO4溶液溶液A单液原电池单液原电池宏观现象宏观现象锌片锌片Zn-2e-=Zn2+铜片铜片2H+2e-=H2电流传感器电流传感器实验探究一实验探究一 锌片表面产生气泡锌片表面产生气泡铜片表面产生气泡铜片表面产生气泡开始电流强度较大，随后减弱开始电流强度较大，随后减弱单液原电池单液原电池思考三：思考三：如何避免如何避免H+在锌片上得电子，提在锌片上得电子，提高原电

4、池能量转化效率高原电池能量转化效率?思考一：思考一： 锌极上有气泡产生说明什么问题？锌极上有气泡产生说明什么问题？ 锌失去的电子没有完全经过导线，导致化学锌失去的电子没有完全经过导线，导致化学能转化成电能效率降低，电池寿命短。能转化成电能效率降低，电池寿命短。锌片不能伸入锌片不能伸入H2SO4溶液中溶液中实验探究一实验探究一 单液原电池单液原电池思考二：思考二： H+在锌片上得电子会导致什么后果？在锌片上得电子会导致什么后果？ 一部分一部分H+直接在锌片表面得电子生成直接在锌片表面得电子生成H2实验探究二实验探究二 H2SO4溶液溶液AH2SO4溶液溶液A浸有浸有NaCl溶液的溶液的滤纸条滤纸

5、条ZnSO4溶液溶液学生分组实验：学生分组实验：仪器：仪器：铜片铜片1条、锌片条、锌片1条、导线、灵条、导线、灵敏电流计、浸有敏电流计、浸有NaCl溶液的滤纸条溶液的滤纸条药品：药品：1mol/L H2SO4溶液、溶液、ZnSO4溶液溶液利用所给药品和仪器按照如图所示装利用所给药品和仪器按照如图所示装置置连接电路连接电路：1、观察电流表指针是否偏转、观察电流表指针是否偏转；2、实验结束后，将电极从电解质溶液、实验结束后，将电极从电解质溶液中取出。中取出。实验探究二实验探究二 H2SO4溶液溶液AZnSO4溶液溶液实验结论：实验结论：锌片锌片（还原剂）（还原剂）在与在与H+（氧化剂）（氧化剂）没

6、有直接接触没有直接接触的情的情况下也能构成原电池，但是需要况下也能构成原电池，但是需要合适的合适的“桥梁桥梁”沟通两种电解质沟通两种电解质溶液。溶液。实验探究二实验探究二 双液原电池双液原电池盐桥：盐桥：通常是将浸泡了通常是将浸泡了饱和饱和KCl溶液溶液的的琼胶装在琼胶装在U型管中型管中。特点：特点：1.盐桥中的盐桥中的K+、Cl-可以自由移动可以自由移动2.琼胶起到固定作用琼胶起到固定作用，防止，防止KCl溶液直接流出来。溶液直接流出来。3.离子只出不进离子只出不进。实验探究二实验探究二 教师演示实验：教师演示实验：仪器：仪器：铜片铜片1条、锌片条、锌片1条、导线、数据条、导线、数据采集器、

7、电流传感器采集器、电流传感器药品：药品：1mol/L H2SO4溶液、溶液、ZnSO4溶液溶液利用所给药品和仪器按照如图所示装置利用所给药品和仪器按照如图所示装置连接电路连接电路：1、观察传感器记录电流数据变化、观察传感器记录电流数据变化；2、实验结束后，将电极从电解质溶液、实验结束后，将电极从电解质溶液中取出。中取出。H2SO4溶液溶液AZnSO4溶液溶液双液原电池双液原电池现象：现象：电流弱，但是比较稳定电流弱，但是比较稳定思考七：思考七：盐桥有什么作用？盐桥有什么作用？微观探索微观探索 思考六：思考六：盐桥中盐桥中K+和和Cl-的移动方向？的移动方向？思考四：思考四：盐桥中有电子流过吗？

8、盐桥中有电子流过吗？不能，两溶液中不能，两溶液中SO42-浓度不变浓度不变1.沟通内电路，形成闭合回路；沟通内电路，形成闭合回路；2.提供离子，保持两溶液电中性；提供离子，保持两溶液电中性；3.提高能量转化效率提高能量转化效率双液原电池的工作原理双液原电池的工作原理Zn片Cu片ZnSO4H2SO4Zn2HClK没有没有思考五：思考五：两两溶液中的离子能通过盐桥吗？溶液中的离子能通过盐桥吗？K+向正极移动，向正极移动，Cl-向负极移动；向负极移动；KCl只出不进只出不进实验探究三实验探究三 1、阳离子交换膜：、阳离子交换膜：只允许阳只允许阳 离子通过离子通过3、质、质 子子 交交 换换 膜：膜：

9、只允许只允许H+通过通过2、阴离子交换膜：、阴离子交换膜：只允许阴离子通过只允许阴离子通过改进改进?增大电流呢？增大电流呢？缩短盐桥的缩短盐桥的长度，增大长度，增大盐桥的横截盐桥的横截面积面积能否用一张薄能否用一张薄薄的隔膜代替薄的隔膜代替盐桥呢？盐桥呢？思考八：思考八：双液原电池电流弱的原因？双液原电池电流弱的原因？1.离子运动的距离长离子运动的距离长2.离子运动的通道窄离子运动的通道窄3.离子离子容量小容量小实验探究三实验探究三 教师演示实验：教师演示实验：仪器：仪器：铜片铜片1条、锌片条、锌片1条、导线、数据条、导线、数据采集器、电流传感器、离子交换膜槽采集器、电流传感器、离子交换膜槽药

10、品：药品：1mol/L H2SO4溶液、溶液、ZnSO4溶液溶液利用所给药品和仪器按照如图所示装置利用所给药品和仪器按照如图所示装置连接电路连接电路：1、观察传感器记录电流数据变化、观察传感器记录电流数据变化；2、实验结束后，将电极从电解质溶液、实验结束后，将电极从电解质溶液中取出。中取出。隔膜原电池隔膜原电池现象：现象：电流强而且稳定电流强而且稳定实验探究三实验探究三 隔膜原电池隔膜原电池思考九：思考九：隔膜原电池中离子是如何移动的呢，离子浓度怎样变化？隔膜原电池中离子是如何移动的呢，离子浓度怎样变化？SO42-向负极移动，向负极移动，ZnSO4(aq)中中c(SO42-)增大，增大，H2S

11、O4(aq)中中c(SO42-)减小减小思考十：思考十：能否将隔膜原电池体积变小变薄，更接近生活中电池呢？能否将隔膜原电池体积变小变薄，更接近生活中电池呢？铜电极滴有H2SO4溶液的滤纸隔膜滴有ZnSO4溶液的滤纸锌电极阴离子交换膜阴离子交换膜学生分组实验：学生分组实验：请同学们按照右图请同学们按照右图组装原电池装置，组装原电池装置，观察电流计指针是观察电流计指针是否偏转否偏转名称名称单液原电池单液原电池双液原电池双液原电池隔膜原电池隔膜原电池优点优点缺点缺点实验对比实验对比 电流强电流强1.能量转化率低能量转化率低2.氧化剂与还原氧化剂与还原剂直接接触，剂直接接触，寿命短寿命短1.内阻大，电

12、流弱内阻大，电流弱2.盐桥需要定期更盐桥需要定期更换换1.能量转化率高能量转化率高2.避免氧化剂与还原避免氧化剂与还原剂直接接触，寿命长剂直接接触，寿命长1.能量转化率高能量转化率高2.避免氧化剂与还原避免氧化剂与还原剂直接接触，寿命长剂直接接触，寿命长3.内阻小，电流强内阻小，电流强归纳总结归纳总结 单液原电池单液原电池双液原电池双液原电池隔膜原电池隔膜原电池隔膜原电池微型化隔膜原电池微型化1.两极两极2.电解质溶液电解质溶液3.导线导线4.自发进行的氧自发进行的氧化还原反应化还原反应电池四要素电池四要素离子导体离子导体电子导体电子导体生活中膜电池生活中膜电池学以致用学以致用1（广东高考题）

13、用铜片、银片、（广东高考题）用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、溶液、AgNO3溶液、溶液、导线和盐桥（装有琼脂导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的的U形管）构成一个原电池形管）构成一个原电池。以下有。以下有关该原电池的叙述正确的是（关该原电池的叙述正确的是（ ）在外电路中，电流由铜电极流向银电极在外电路中，电流由铜电极流向银电极正极反应为：正极反应为：Ag+e-=Ag实验过程中取出实验过程中取出盐桥，原电池仍继续工作盐桥，原电池仍继续工作将铜片浸入将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同应相同A BC DC小杨老师 155213247282.（安徽高考题）高密度储能电池锌溴电池如图所示，总反应为（安徽高考题）高密度储能电池锌溴电池如图所示，总反应为Zn+Br2=ZnBr2。下列说法错误的是。下列说法错误的是A电极电极M为正极为正极B负极的电极反应式为负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+学以致用学以致用D每转移每转移2mole-，理论上有，理论上有1mol Zn2+通通过离子交换膜过离子交换膜C随着放电的进行，随着放电的进行，ZnBr2溶液的浓度减小溶液的浓度减小C