1.2化学能与电能的转化第1课时课件高二上学期化学选择性必修1

专题一第二单元化学能与电能的转化01原电池的工作原理苏教选择性必修一电动汽车锌铜原电池电动汽车【学习目标】科学探究与创新意识

01通过分组实验探究，体验科学探究过程，培养科学探究精神

02

宏观辨识与微观探析

从氧化还原反应的角度以及铜、锌和稀硫酸单液原电池的能量转化角度出发，从宏观和微观的角度分析原电池工作原理，建立宏观辨识与微观探析意识证据推理与模型认知

03

由单液原电池过渡、优化到双液原电池，深入理解原电池基本原理，构建原电池认知模型，应用原电池认知模型解决问题，提升证据推理与模型认知的学科素养探究实验内容123设计原电池Zn-CuSO4-Cu单液原电池工作效率

盐桥原电池工作效率原电池的工作原理1.概念：将化学能转化为电能的装置。AH2SO4装置一锌片铜片2.构成条件：3、闭合回路4、自发氧化还原2、电解质溶液1、两电极原电池氧化还原反应的本质是什么？ACuSO4装置二锌片铜片有电子转移原电池的工作原理3.工作原理：总反应：(标单线桥)AH2SO4装置一锌片铜片ACuSO4装置二锌片铜片负极：正极：负极：正极：Zn-2e-===Zn2＋Cu2+

+

2e-=CuZn+Cu2+

=Zn2++

CuZn-2e-===Zn2＋2H+

+

2e-=H2↑

Zn+2H+

=Zn2++

H2↑2e-2e-总反应：(标单线桥)单液原电池原电池的工作原理负极氧化反应正极还原反应阳阴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3.工作原理：负极正极原电池的工作原理

单液原电池反应中除了化学能转化为电能，

可能还有什么形式的能量转化呢？ACuSO4

锌片铜片思考一原电池的工作原理【探究实验一】单液原电池工作效率

实验时间：约4min

ACuSO4

锌片铜片灵敏温度表

注意：记录1.温度表读数2.电流计读数原电池的工作原理【探究实验一】单液原电池

1.

电解质溶液温度逐渐升高

2.电流表的示数逐渐减弱结论：原因：1.化学能转化为热能，温度升高2.化学能转化为电能的转化率低，电流逐渐衰减，不能持续稳定ACuSO4锌片铜片

灵敏温度表原电池的工作原理ACuSO4锌片铜片

灵敏温度表若外电路断开，能否继续发生反应？思考二能为什么能继续反应？原电池的工作原理2.外电路虽然断开，但电池内部仍然继续反应【思考】单液原电池设计成的电源存在什么不足？1.时间稍长电流就很快减弱，工作效率比较低1.氧化反应和还原反应必须同时发生吗?2.氧化反应和还原反应必须在同一个装置中进行吗？思考三如何优化改进？CuSO4ZnCu1.如何避免Zn与CuSO4溶液直接反应？2.烧杯中加什么溶液？3.怎样构成闭合回路？盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼脂

K+和Cl-在盐桥中能移动CuSO4ZnSO4Zn-Cu-CuSO4原电池的改进Zn

+CuSO4=ZnSO4+Cu+-还原剂氧化产物两种溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路。解决方法电解质溶液什么装置？原电池的工作原理盐桥ZnSO4ZnCuCuSO4A【盐桥】U形管，内装饱和KCl溶液的琼脂，K+和Cl-可在其中自由移动双液（盐桥）原电池原电池的工作原理ZnSO4ZnCuCuSO4A

结论1.温度表读数_____2.电流计读数_____

【探究实验二】双液原电池

实验时间：约4min

注意

1.观察电流计是否偏转？记录2.温度表读数3.电流计读数结论：

2.断开外电路后反应停止。1.能产生持续、稳定的电流，提高原电池电流效率。基本不变

基本不变

灵敏温度表灵敏温度表原电池的工作原理CuSO4溶液ZnCuZn2+Cu2+Cl-K+ZnSO4溶液e-e-4.双液原电池的工作原理：负极：正极：

总反应：Zn-2e-=

Zn2+（氧化反应）Cu2+

+

2e-=Cu（还原反应）Zn+Cu2+

=Zn2++

Cu原电池的工作原理盐桥的作用①形成闭合回路。②平衡两侧溶液的电荷，使溶液保持电中性。4.双液原电池的工作原理：CuSO4溶液ZnCuZn2+Cu2+Cl-K+ZnSO4溶液e-e-电池单液原电池双液原电池相同点不同点工作原理相同两个半反应在同一区域进行，电流不稳定，能量转化效率不高。两个半反应在不同区域进行，电流持续、稳定，能量转化效率高。ACuSO4锌片铜片ZnSO4ZnCuCuSO4A单双液电池的比较原电池的工作原理实验药品及材料：

铁、铜、石墨、FeSO4溶液、CuSO4溶液、电流表、烧杯、导线、盐桥

【实验探究三】原电池的设计根据：离子反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu，设计盐桥原电池，写出电极反应式，画出装置图。时间：约4分钟FeSO4FeCu或石墨CuSO4A步骤①根据负极氧化、正极还原写出电极反应式步骤②找电极材料和电解质溶液（根据电极反应确定）步骤③用盐桥闭合回路，画出装置图FeCl2CuCl25.设计原电池的思路方法学以致用请根据离子反应2Fe3+＋Cu===2Fe2+＋Cu2+设计一个盐桥原电池，画出装置图，并写出电极反应式延时符通过本节课，你学到了什么？氧化反应←负极

正极→还原反应电子沿导线传递，产生电流1、原电池工作原理电解质溶液阳离子阴离子℮-阴阳离子定向移动，产生电流2、原电池的设计含负极金属离子的溶液负极材料正极材料含参与正极反应离子的溶液A4-Cu单液原电池并观察电流表指针偏转情况及温度变化情况(4min)电流计指针角度的变化第1min温度表读数的变化第1min第2min第2min第3min第3min第4min第4min

结论:

1.电解质溶液的温度逐渐_______________，

2.电流表的读数逐渐_____________

原因：_____________________________________________实验二、组装锌-ZnSO4溶液、铜-CuSO4溶液盐桥原电池并观察电流表指针偏转情况及温度变化情况(4min)电流计指针角度的变化第1min温度表读数的变化第1min第2min第2min第3min第3min第4min第4min结论:1.电解质溶液的温度基本_______________

2.电流表的读数基本_____________

3.取出盐桥后，电流计读数为______实验三、设计原电池

(4min)根据离子反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu，设计盐桥原电池主要药品及仪器：铁、铜、石墨、CuSO