4.1.1原电池高二化学课件（人教版2019选择性必修1）

1、通过原电池实验，认识电极反应、电极材料、离子导体、电子导体是电池构成的四个基本要素，能设计简单的原电池。2、在分析锌铜原电池的过程中，逐渐建立原电池的系统分析思路；能根据电极反应、电流方向或离子的移动方向判断原电池的正极和负极。原电池的工作原理；电极反应的分析与表征。原电池思维模型的构建。将化学能转化为电能的电池也称化学电源。原电池是各种化学电源的雏形。1、概念：把化学能转化为电能的装置。3、构成要素：①有两个活泼性不同的电极。②有电解质溶液或熔融电解质。③能形成闭合回路。A2、本质：自发进行的氧化还原反应。两根棒一桶水原电池温故而知新稀H2SO4CuSO4溶液稀H2SO4

稀H2SO4

AB

C

DAAAAAAZnCuFeC(石墨)ZnCuZnZnFeCuSiC(石墨)ZnCuA稀H2SO4

酒精NaCl溶液

稀H2SO4

EFGH例1、下列装置中，能组成原电池的是()ABCHZnCu1、该装置发生了哪些能量转化？2、在正极和负极上分别发生了什么反应？思考与讨论图6-7原电池原理示意图H2AH+Zn2+ZnCue-e-e-e-e-e-SO42-H+硫酸溶液SO42-ZnACuCu2＋Zn2+e-ZnCu2＋CuSO42－SO42－内电路：阳（正）离子移向正极，阴（负）离子移向负极。外电路：电子由负极经导线流向正极Cu2＋SO42－e-负极正极Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu发生氧化反应发生还原反应CuSO4溶液Zn电子不下水离子不上岸思考与讨论思考与讨论3、电流是否衰减？如果是，衰减的原因可能是什么？实验现象①电流表指针偏转。②锌片和铜片上均有红色固体生成。③溶液温度升高。④一段时间后，电流会逐渐减小。？思考与讨论3、电流是否衰减？如果是，衰减的原因可能是什么？4、你能否设计防止电流衰减的装置？思考与讨论ZnSO4溶液CuSO4溶液ZnCu？改进电解质溶液A1、两个烧杯中分别盛放什么试剂？2、如何构成闭合回路？CuZnCuSO4溶液A电流不稳定缺点：4、你能否设计防止电流衰减的装置？思考与讨论实验探究【实验4-1】Ae-ZnSO4溶液CuSO4溶液+ZnCu电流表盐桥图4-1锌铜原电池示意图如图4-1所示，将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液用一个盐桥连接起来，然后将锌片和铜片用导线连接，并在中间串联一个电流表，观察现象。取出盐桥，观察电流表的指针有何变化。实验探究【实验4-1】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？思考与讨论Ae-ZnSO4溶液CuSO4溶液+ZnCu电流表盐桥图4-1锌铜原电池示意图2、锌铜原电池可看作由两个半电池组成，一个发生氧化反应，另一个发生还原反应。试分别写出两个电极上的反应及总反应的离子方程式？K＋Cl-e-Zn2+ZnCu2＋Cu一、原电池工作原理Zn-2e-=Zn2+Cu+2e-=Cu发生氧化反应发生还原反应负极正极通常是装有含琼胶的KCl饱和溶液。盐桥中的K＋、Cl－是可以自由移动，琼胶的固定作用可以防止KCl溶液直接流出来。盐桥的作用：1、使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。(离子通路）2、平衡电荷。（离子库，可以源源不断的供给需要的离子）盐桥1、注明原电池的组成。2、标明氧化反应和还原反应发生区域。3、标明电子的运动方向和阴阳离子的迁移方向。请同学们结合图4-1绘制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思考与讨论Ae-ZnSO4溶液CuSO4溶液+ZnCu电流表盐桥图4-1锌铜原电池示意图原电池工作原理示意图阳离子迁移方向阴离子迁移方向发生氧化反应发生还原反应－＋电流表隔膜或盐桥负极正极Ae-e-电子导体离子导体负极发生氧化反应还原剂正极发生还原反应氧化剂思考与讨论1、电极有什么作用？2、离子导体、电子导体各有什么作用？导电，负极有可能参与反应。导电，离子导体中离子定向移动形成电流；电子导体中电子定向移动形成电流；二者共同形成闭合回路。Ae-H2O2Pt-Pt+质子交换膜电解质溶液负极室正极室活动一、分析氢氧燃料电池工作原理二、应用思维模型分析或设计原电池活动二、分析NOx传感器工作原理VNONO2O2-迁移O2NiO电极固态电解质Pt电极二、应用思维模型分析或设计原电池活动三依据反应2Fe3＋＋2I-

=I2＋2Fe2＋，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。盐桥CKI溶液AFeCl3溶液电流计C还原反应：2Fe3＋＋2e-

=2Fe2＋氧化反应：2I--2e-

=I2正极负极二、应用思维模型分析或设计原电池分析氧化反应和还原反应选择电极材料与电极反应相对应选择正极区、负极区的电解液设计原电池的思路例2、一个完整的氧化还原反应可以拆分，写成两个“半反应”式，一个是“氧化反应”式，一个是“还原反应”式。如氧化还原反应：2FeCl3+Cu=2FeCl2

+CuCl2。（1）可以写成氧化反应：_________________还原反应：______________________（2）请将此反应设计成带盐桥的原电池，画出装置图盐桥CuFeCl3溶液ACuCl2溶液电流计CCu－2e－＝Cu2+2Fe3++2e－＝2Fe2+三、隔膜型原电池及原理高中常见的三种离子交换膜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CuZnZnSO4溶液CuSO4溶液交换膜原电池一、原电池工作原理盐桥作用：1、连通电路2、平衡电荷缺点：电流不稳定优点：电流稳定缺点：电流小优点：电流大且稳定二、应用思维模型分析或设计原电池三、隔膜原电池(1)原电池中电流的方向是负极→导线→正极(

)(2)原电池中负极发生的反应是还原反应(

)(3)锌铜原电池中电子由锌电极经过电解质溶液流向铜电极(

)(4)在原电池中阳离子移向正极，阴离子移向负极(

)(5)原电池的正极一定是化学性质不活泼的金属(

)×××√×练习1、判断下列说法是否正确。练习2、如下图所示的原电池装置，X、Y为两电极，电解质溶液为稀硫酸，外电路中的电子流向如图所示，对此装置的下列说法正确的是(

)A.外电路的电流方向为：X→外电路→YB.若两电极分别为Zn和碳棒，则X为碳棒，Y为ZnC.若两电极都是金属，则它们的活动性为X>YD.X极上发生的是还原反应，Y极上发生的是氧化反应C（1）电极X的材料是_______；电解质溶液Y是

；（2）银电极为电池的

极，电极反应为________________________；X电极上发生的电极反应为

；（3）外电路中的电子是从_____电极流向______电极。盐桥XY溶液ACuSO4溶液电流计Ag铜AgNO3溶液正Cu-2e-=Cu2+2Ag++2e-=2AgCuAg练习3、依据氧化还原反应：2Ag++Cu=Cu2++2Ag设计的原电池如右图所示。请回答下列问题：练习4、根据下列氧化还原反应设计一个原电池：2FeCl3＋Fe=3FeCl2，要求：(1)画出此原电池的装置图，装置采用烧杯和盐桥。

(2)注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。练习5、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（）CA.铜电极上发生氧化反应B.电池工作一段时间后，甲池的c(SO42-)减小C.电池工作一段时间后，乙池溶液的总质量增加D.阴、阳离子分别通过交换膜向负极和正极移动，保持溶液中电荷平衡(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饱和溶液的琼胶，其作用是_________________________。练习6、如图是某同学设计的原电池装置：还原反应正极Cu－2e－=Cu2＋2Fe3＋＋Cu=Cu2＋＋2Fe2＋形成闭合回路、平衡电荷练习7、用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有含KCl饱和