原电池 工作原理课件【高效课堂+备课精研】 上学期高二化学人教版（2019）选择性必修1

第四章化学反应与电能第一节原电池第1课时：原电池的工作原理问题1：写出以下原电池的总反应方程式、电极反应式，标出电子流向和离子迁移方向，并预测能观察到的现象。e-Zn2+Cu2+Zn+

Cu2+=

Cu

+Zn2+电极反应负极：Zn-2e-=Zn2+

正极：Cu2++2e-=Cu总反应

环节一：回顾化学能转化为电能的装置反思与总结原电池原理示意图CuSO4溶液e-Zn2+CuZnCu2+负极氧化反应正极还原反应角度1电极反应角度2粒子转移方向外电路：电子迁移：负→正内电路：阳离子：移向正级阴离子：移向负极预测实验现象：铜片表面附着红色固体，电流表指针偏转。铜片、锌片表面均附着红色固体，电流表指针偏转，但电流逐渐衰减。【实验现象】Zn片【原因分析】现象原因锌片表面附着红色固体电流逐渐衰减Cu片1、Zn与Cu2+接触，直接发生反应2、Zn片、Zn上的Cu以及CuSO4溶液局部形成了原电池，促进了Cu在锌片表面析出。转移的电子没有经过导线，电流逐渐衰减解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触环节二原电池装置的改造两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。为什么没有电流？该如何解决？盐桥一种凝胶态的离子导体盐桥中一般装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻;胶冻的作用是防止管中溶液流出;K+和Cl-能在胶冻内自由移动。↑↑Cl-K+思考与讨论：（1）图4-1所示的锌铜原电池工作时，电子在导线中的运动方向是怎样的？阴离子和阳离子在电解质溶液中的运动方向是怎样的？（2）锌铜原电池可看作由两个半电池组成，一个氧化反应，另一个发生还原反应。试分别写出两个电电极上的反应及总反应的离子方程式。e-e-CuZn负极：氧化反应正极：还原反应Zn-2e-Zn2+

Cu2++2e-Cu总反应：Cu2++Zn

Cu+Zn2+

Cl-K+Zn2+Cu2++-CuSO4溶液ZnSO4溶液双液电池的工作原理cu片Zn片CuSO4溶液ZnSO4溶液盐桥导线装置中各部分的作用电极材料电极反应物电极材料电极反应物离子导体离子导体离子导体电子导体原电池的构成要素还原剂-氧化反应、氧化剂-还原反应电极反应：电极材料（金属或石墨）：电子导体或作还原剂离子导体（如电解质和盐桥）：内电路，实现离子定向迁移电子导体（如导线）：外电路，实现电子定向转移思考与讨论：请结合图4-1绘制反映原电池工作原理的示意图，并与同学交流。示意图要求包括以下内容：

(1)注明原电池的组成；

(2)标明氧化反应和还原反应发生的区域；

(3)标明电子的运动方向和阴离子、阳离子的迁移方向。

A原电池电流表e－e－－＋发生氧化反应发生还原反应负极正极离子导体阳离子迁移方向阴离子迁移方向盐桥A原电池电流表e－e－－＋发生氧化反应发生还原反应负极正极离子导体阳离子迁移方向阴离子迁移方向盐桥(+)(-)

G

ZnPtFeCl3溶液负极(Zn)：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极(Pt或C)：2Fe3++2e-=2Fe2+（还原反应）(+)(-)盐桥ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液

G

环节三设计原电池问题2：依据反应Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+,设计原电池，实现化学能转化为电能，并概括设计原电池的一般思路。

例、依据反应2Fe3+2I-

=2Fe2++I2

，设计成一个能产生持续、稳定电流的原电池装置CKI溶液CFeCl3溶液设计原电池的一般思路：分析氧化还原反应→与电极反应相对应→选择电极材料→选择正负极的电解质溶液。原电池电极方程式的书写①写出电极总反应的离子方程式，标双线桥。②列物质写电极：正极：氧化剂+ne-=还原产物负极：还原剂-ne-=氧化产物③看环境配守恒：酸性环境：O2-与H+结合成H2O，不能出现OH-.碱性环境：O2-与H2O结合成OH-，不能出现H+和CO2等酸性气体.④总反应式=负极反应式+正极反应式。总反应：2Al

+

2OH－+

2H2O

=

2AlO2－

+

3H2↑负极：2Al+8OH_

－6e_

=2AlO2_

+4H2O正极：6H2O+6e_

=6OH_+

3H2↑Mg∣NaOH∣AlFe∣浓HNO3∣Cu总反应：Cu+4H++

2NO3－=Cu2+

+2NO2↑+2H2O负极：Cu－2e_

=Cu2+正极：4H++

2NO3－

+2e_=2NO2↑+2H2O1、下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是()A.均发生了化学能转化为电能的过程B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向CuD.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高(盐桥中装有含琼胶的KCl饱和溶液)2、某原电池装置如图所示。下列有关叙述中正确的是(

)A．Fe作正极，发生氧化反应B．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变C．负极反应：2H＋＋2e－=H2↑D．工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大3、某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设计原电池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，盐桥中装有饱和K2SO4溶液。下列叙述中正确的是()A.甲烧杯中溶液的pH逐渐减小B.乙烧杯中发生还原反应C.外电路的电流方向是从a到bD.电池工作时，盐桥中的SO42-移向甲烧杯4、如图是某同学设计的原电池装置，(1)电极Ⅰ上发生_________(填反应类型)，作_____________(填电极名称)。(2)电极Ⅱ的电极反应式为________________。(3)该原电池的总反应式为_________________________。(4)盐桥中装有含氯化钾的琼胶，其作用是_____________________________________。6、依据氧化还原反应：Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示。请回答下列问题：(1)电极X的材料是___，电解质溶液Y是_____________。(2)银电极的电极反应式是____________________；X电极的电极反应式是________________。(3)外电路中的电子是从___________极流向___________极。(4)该原电池的正极是____，还可以选用____________等材料。7、某探究活动小组想利用原电池反应检测金属的活动性顺序，有甲、乙两位同学均使用镁片与铝片作电极，但甲同学将电极放入6mol·L－1稀硫酸中，乙同学将电极放入6mol·L－1NaOH溶液中，如图所示。(1)写出甲池中发生的有关电极反应式：负极_________________，正极__________________。(2)乙池中负极为_____，正极发生__________反应，总反