【课件】原电池的工作原理（课件）（人教版2019选择性必修1+）

meiyangyang8602请你回忆！回忆学过的原电池形成的条件及原理写出原电池中的总反应方程式和电极反应式，并标出电子转移和离子迁移的方向。meiyangyang8602meiyangyang8602

原电池形成的条件及原理Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑

电极反应：负极：Zn-2e-Zn2+（氧化反应）

正极：2H++2e-H2↑（还原反应）

总反应方程式：meiyangyang8602meiyangyang8602

原电池原理示意图负极氧化反应正极还原反应+-e-外电路电子迁移：负→正内电路离子迁移：阳离子：移向正极阴离子：移向负极角度1电极反应角度2粒子迁移meiyangyang8602

无处不在的电池普通干电池手机电池钮扣电池笔记本电脑专用电池心脏起搏器电池氢氧燃料电池请你联想！说说你所了解的和电池相关的行业及前沿科技meiyangyang8602目前几乎临床上所有使用中的心脏起搏器都是使用内置电池作为能源供应的。也正是因为这样，植入式起搏器的寿命很大程度上受到了电池容量的影响。当起搏器电池电量耗竭时，起搏器的寿命也就走到了尽头，此时不得不通过更换起搏器来保证设备功能正常。70年代至今，永久心脏起搏器使用锂电池（锂碘电池）。具有体积小，容量大，自放电率低（平均1%），寿命长，电池电压呈渐进性下降，到达ERI后还可维持3~6个月等特点。请你联想！说说你所了解的和电池相关的行业及前沿科技meiyangyang8602请你联想！说说你所了解的和电池相关的行业及前沿科技比亚迪汽车公司设计的磷酸铁锂电池,充电一小时，续航500公里。说说你能得到什么启发？电池的放电效率和寿命有待于不断改善第一节原电池

第四章化学反应与电能赵健第1课时

原电池的工作原理meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602请你思考！从原电池的发展过程你得到什么启示？课本P75页meiyangyang8602

1780年的一天，意大利生物学家伽伐尼解剖青蛙。将青蛙腿放到铜制的解剖盘里，当解剖刀接触青蛙腿时，发现他认为：青蛙肌肉和神经里的“生物电”导致抽搐。他将青蛙腿放到木制的解剖盘里，用解剖刀去接触，蛙腿不动！他又进行了各种实验，发现：两种活泼性不同的金属同时接触蛙腿，蛙腿就会抽搐。他认为由于两种金属插在了由肌肉提供的溶液中，构成回路而产生电流，从而刺激了蛙腿的抽动。meiyangyang8602

电池发现趣史

1799年伏达用锌片、浸盐水的湿布、银片依次重叠起来，创制了最早的获得连续电流的伏达电堆。伏达电堆模型伏特在摆弄他的伏特柱meiyangyang8602

电池发现趣史meiyangyang8602meiyangyang8602

美国某大学的研究人员研制出了一种可以服食的钠电池电子药丸，这种电子药丸能在患者体内检测体征情况。这项技术的出现预计将大大改变癌症、胃病等一系列慢性病症的治疗方案。从伏打电池到锂电池，钠电池等各种新型电池的发展，建构原电池的思维模型。meiyangyang8602

电池发现趣史01原电池原理的应用设计原电池赵健meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602请你设计！用铜片、锌片，CuSO4溶液设计原电池，写出总反应方程式、电极反应式，并预测能观察到的现象。Zn+

Cu2+Cu

+Zn2+电极反应：负极：Zn-2e-Zn2+

正极：Cu2++2e-Cu总反应：e-Zn2+CuZnCuSO4溶液Cu2+meiyangyang8602请你设计！用铜片、锌片，CuSO4溶液设计原电池，写出总反应方程式、电极反应式，并预测能观察到的现象。e-Zn2+CuZnCuSO4溶液Cu2+现象：铜片表面附着红色固体，电流表指针偏转。预测观察到的现象meiyangyang8602meiyangyang8602

设计原电池实验验证预测meiyangyang8602实验验证预测预测的现象实验观察到的现象锌片逐渐溶解锌片表面有红色物质生成铜片上有红色物质析出铜片上有红色物质析出电流表指针发生偏转电流表指针先发生偏转后，示数逐渐减小meiyangyang8602请你思考！“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减”的原因。现象原因锌片表面附着红色固体电流逐渐衰减Zn与Cu2+直接接触发生反应，Zn片、附着在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，电流逐渐衰减该装置能量转化率低的原因是什么？如何解决？meiyangyang8602

原电池装置的改造解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触meiyangyang8602meiyangyang8602

原电池装置的改造为什么没有电流？该如何解决？meiyangyang8602meiyangyang8602

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。该如何解决？meiyangyang8602CuSO4溶液ZnACu浸有NaCl溶液的滤纸条ZnSO4溶液meiyangyang8602

原电池装置的改造盐桥赵健02双液原电池meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

双液原电池盐桥通常是将浸泡了饱和KCl溶液的琼胶装在U型管中。一种凝胶态的离子导体特点：1.盐桥中的K+、Cl-可以自由移动2.琼胶起到固定作用，防止KCl溶液直接流出来。3.离子只出不进。meiyangyang8602meiyangyang8602

双液原电池meiyangyang8602实验验证预测数字化实验探究原电池meiyangyang8602实验验证预测数字化实验探究原电池电流较小，电流稳定，转化效率高电流较大，衰减快，转化效率低meiyangyang8602meiyangyang8602

双液原电池ZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCuA改进CuSO4溶液CuZnA盐桥：在U型管中装满用饱和KCl溶液和琼脂作成的冻胶meiyangyang8602meiyangyang8602

双液原电池使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。(离子通路）能产生持续、稳定的电流!平衡电荷,（离子库，可以源源不断的供给需要的离子）.盐桥起什么作用？此装置有何优点？meiyangyang8602请你总结！请绘制前面双液电池的工作原理示意图。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。meiyangyang8602

双液原电池+-负极氧化反应正极还原反应03双液原电池的工作原理赵健meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

双液原电池的工作原理Zn2+Zn－2e－=Zn2＋Cu2+Cu2＋＋2e－=CuCl-K+meiyangyang8602meiyangyang8602

双液原电池的工作原理负极（锌片）：

Zn－2e-=Zn2+（氧化反应）

正极（铜片）：Cu2++2e-=Cu（还原反应）电池反应（总化学方程式）：Zn+Cu2+=Zn2++Cumeiyangyang8602meiyangyang8602

双液原电池的思维模型阴离子负极液正极液盐桥阳离子阳离子阳离子电流电流氧化反应Zn-2e=Zn2+还原反应Cu2+

+2e-=Cu负极正极外电路ZnCu失e-，沿导线传递，有电流产生内电路分为两个半电池进行电子不下水离子不上岸meiyangyang8602请你思考！电池工作时，装置中各物质或材料的作用是什么？能否用其他物质或材料代替？Cu片电极材料Zn片电极反应物电极材料CuSO4溶液电极反应物离子导体ZnSO4溶液离子导体盐桥离子导体导线电子导体各部分的作用meiyangyang8602meiyangyang8602

原电池的构成要素还原剂-氧化反应、氧化剂-还原反应离子导体电极材料电极反应电子导体内电路，实现离子定向迁移进行电子转移的场所外电路，实现电子定向转移基本要素meiyangyang8602meiyangyang8602

原电池的工作原理原电池双液电池单液电池电极反应正极：Cu2++2e-Cu负极：Zn-2e-Zn2+

正极：Cu2++2e-Cu负极：Zn-2e-Zn2+

电极材料正极：铜片;负极：锌片正极：铜片;负极：锌片离子导体ZnSO4溶液、盐桥、CuSO4溶液CuSO4溶液电子导体导线导线双液原电池解决了电池自损耗的问题meiyangyang8602电流较小，电流稳定，转化效率高电流较大，衰减快，转化效率低你知道吗？双液原电池电流弱的原因？meiyangyang8602你知道吗？双液原电池电流弱的原因？改进?缩短盐桥的长度，增大盐桥的横截面积能否用一张薄薄的隔膜代替盐桥呢？①离子运动的距离长②离子运动的通道窄③离子容量小改进?04隔膜原电池赵健meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

隔膜原电池的工作原理①阳离子交换膜：只允许阳离子通过③质子交换膜：只允许H+通过②阴离子交换膜：只允许阴离子通过电流强而且稳定请你总结名称单液原电池双液原电池隔膜原电池优点缺点电流强1.能量转化率低2.氧化剂与还原剂直接接触，寿命短1.内阻大，电流弱2.盐桥需要定期更换1.能量转化率高2.避免氧化剂与还原剂直接接触，寿命长1.能量转化率高2.避免氧化剂与还原剂直接接触，寿命长3.内阻小，电流强meiyangyang8602根据原电池工作原理，将下列氧化还原反应设计成原电池：2Fe3++2I-2Fe2++I2要求：（1）分别写出氧化反应和还原反应。（2）根据原电池构成要素，选择合适的物质或材料，并画出原电池的工作原理示意图。练习（1）氧化反应：2I--2e-I2还原反应：2Fe3++2e-2Fe2+（2）（2）（1）氧化反应：2I--2e-I2还原反应：2Fe3++2e-2Fe2+同学甲同学乙方案展示石墨石墨石墨石墨（2）同学丙只允许K+或Cl-通过的隔膜（1）氧化反应：2I--2e-I2还原反应：2Fe3++2e-2Fe2+meiyangyang86021、锌铜原电池装置如图所示，其中阳离子交换膜只允许阳离子和水分子通过，下列有关叙述正确的是（）A．电子从锌极经过导线移向铜极B．铜电极上发生反应C．电池工作