4.1原电池（第一课时+）课件++【知识精讲+拓展延伸】高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

探“电”奇旅

--发展变迁的原电池人教版选择性必修1化学反应原理第四章第一节《原电池》启后：与本章的后续内容“电解池”形成对立统一的关系，为“金属电化学腐蚀与防护”等知识提供理论基础。总体而言，本章内容的教育、教学价值主要体现在理解物质变化、理解能量转化、促进学发展和促进社会发展这四个方面。承前在必修第二册第六章化学反应与能量的基础上，与本册教材第一章化学反应的热效应相呼应，本章主要讨论化学反应与电能的有关问题，从而完整、全面地落实课程标准中选择性必修一的主题1“化学反应与能量”的教学内容和要求。原电池是电化学的基础知识，与氧化还原反应、化学反应与能量等知识紧密联系。教材的地位与作用本节课选自人教版选择性必修1第四章《化学反应与电能》第一节《原电池》第一课时，授课对象为分科时选择了化学学科的高二年级学生。1.通过分析单液原电池存在的问题的不足，提出改进假设，提升发现与探究问题的能力；032.能从宏观和微观相结合的视角，总结双液原电池的工作原理，建立双液原电池认知模型；3.通过探究实验，比较单液电池和双液电池，体会科学研究对于人类社会可持续发展的重要意义一、教学目标1、教学目标01重点1.单液原电池装置的改进实验探究；2.双液原电池的工作原理学习与模型建立；3.盐桥概念引入与学习。02难点1.发掘与总结单液原电池的不足；2.设计双液原电池；3.盐桥的概念与具体作用；2.教学重点和难点目录1.回顾知识，发现问题3.探索原电池的改进创新5.原电池的应用2.实验探索4.建立双液原电池认知模型丹尼尔电池膜电池伏特电池电池的发展史伽伐尼青蛙实验A燃料电池海洋电池浓差电池微生物电池铝离子电池……ZnCuCuSO4A一、原电池构成1、定义将化学能转化为电能的装置2、原电池的构成条件两极一液一回路一反应知识回顾——原电池e-e-正极负极外电路内电路H+H+锌片：Zn－2e-=Zn2+铜片：2H+＋2e-=H2↑失电子，发生氧化反应得电子，发生还原反应电子流向：负极→正极离子移动：阳离子(+)：向正极，阴离子(-):向负极。电子不下水离子不上岸总反应：

Zn＋2H+

=Zn2+＋H2↑电流方向：正极→负极口诀：阳正阴负/+正-负【环节一：原电池的工作原理】总结归纳：原电池正、负极的判断1、看电子流向2、看电流方向3、看离子移向4、看电极反应类型5、看总反应式6、看两极现象7、看电极材料特别提醒：不要简单地依据金属的活泼性来判断，要看自发进行的氧化还原反应。氧化还原反应是原电池的理论基础。实验现象：①电流表指针偏转。②锌片和铜片上均有红色物质生成。③溶液温度升高。④一段时间后，电流会逐渐减小。？？？单液铜锌原电池数字实验探究结果思考1.锌片上的红色物质是什么？为什么锌片上有红色物质生成？思考2.为什么电流表读数不断减小？思考3：如何改进原电池装置，避免Cu2+在锌片上得电子，提高原电池能量转化效率?思考与讨论CuSO4溶液ZnACu浸有NaCl溶液的滤纸条ZnSO4溶液解决问题的关键：还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触改进方法：将锌与硫酸铜溶液分开，形成双液原电池有无电流产生？该如何解决？硫酸铜CuZnA改进后CuSO4溶液ZnSO4溶液ZnCuA【环节二

：原电池的改进创新】CuSO4溶液ZnACu浸有NaCl溶液的滤纸条ZnSO4溶液盐桥一种凝胶态的离子导体盐桥的作用：①沟通内电路,形成闭合回路；②平衡电荷，使溶液保持电中性，使电流持续传导。③避免电极与电解质溶液直接反应，减少电流的衰减，提高原电池的工作效率。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。思考3：盐桥中K+和Cl-的移动方向？思考1：盐桥中有电子流过吗？不能，两溶液中SO42-浓度不变Zn片Cu片ZnSO4CuSO4Zn2＋Cu2＋Cl－K＋没有（电子不下水）思考2：两溶液中的离子能通过盐桥吗？

溶液中SO42-浓度怎么变？K+向正极移动，Cl-向负极移动；K＋Cl－只出不进【打破思维定势】氧化剂和还原剂不直接接触也能发生反应。正正负负单液温度电流17.3℃0.126A25℃0.026A双液温度电流17.3℃0.007A现象：能量转化率高，电流弱，但是比较稳定通过数字化实验比较双液电池与单液电池：改进?增大电流？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？【思考】双液原电池电流弱的原因？1.离子运动的距离长2.离子运动的通道窄3.离子容量小Cu【环节二

：原电池的改进创新】离子交换膜是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力的高分子膜。微电池【膜电池模型】微电池膜电池：能量转化率高，电流强，使用时间长单液原电池双液原电池隔膜原电池隔膜原电池微型化原电池的发展变迁1.写出总反应式并改成离子方程式，负极电极反应式模板：（升）还原剂－ne-=

氧化产物正极电极反应式模板：（降）氧化剂＋ne-=

还原产物2.根据电解质环境，利用H+（酸性）、OH-（碱性），O2-、CO32-（熔融盐）等使电极反应式电荷守恒。3.配平电极反应式，利用H2O或其他使电极反应式原子守恒。三步：1.列物质，定得失2.电荷守恒看介质3.原子守恒注：电极反应式中若有气体生成，需加“↑”；若有固体生成，一般不标“↓”电极方程式的书写思路优先失电子为负极练习1Mg+

H2SO4

=

MgSO4

+

H2↑Mg+2H+

=

Mg2+

+

H2↑Mg－2e_

=Mg2+

2H++2e_

=H2↑总反应：离方：负极：正极：

根据反应Fe+Cu2+=Fe2++Cu设计原电池。负极：Fe正极：一般选碳棒(1)单液原电池(2)双液原电池电解质：CuCl2溶液电解质：CuCl2溶液、FeCl2溶液FeCCuCl2溶液CuCl2溶液FeCl2溶液FeC负极：Fe－2e-＝Fe2+（氧化反应）正极：Cu2+＋2e-＝Cu（还原反应）【环节三化腐朽为神奇--从金属腐蚀到原电池的设计】1、加快氧化还原反应的速率2、比较金属活动性强弱【环节四

：原电池原理的应用】如有两种金属A和B，用导线将A和B连接后，插入到稀硫酸中，一段时间后，若观察到A溶解，而B上有气体放出，则说明A作负极，B作正极，即可以断定金属活动性：A>B。3.原电池的应用--从金属腐蚀到防护金属腐蚀的实质:M-ne-=Mn+从原电池的视角，如何保护金属使其不发生电化学腐蚀?将碳棒换成比Fe更活泼的金属，如Zn如何证明装置中没有Fe2+产生?取少量Fe电极区溶液于试管中，再向试管中滴入2滴KFe(CN)(铁氰化钾)溶液，若无蓝色沉淀生成，则说明没有Fe2+生成。1、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．电池工作一段时间后，乙池的

减小D．电池工作一段时间后，甲池的

增加A【课堂检测】2、用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥（装有琼脂-KNO3的U形管）构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是（）①在外电路中，电流由铜电极流向银电极②正极反应为：Ag++e-=Ag③实验过程