高中化学选修原电池

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高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿

高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿

高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿一、引言本课我们将学习原电池的相关知识。

原电池是一种将化学能转化为电能的装置,广泛应用于我们的日常生活和工业生产中。

二、原电池的构成和工作原理原电池由两个半电池和电解质组成。

半电池分为阳极和阴极,电解质则负责传递离子。

当阳极和阴极通过电解质相连时,化学反应会导致电子在电路中流动,产生电流。

三、原电池的种类1. 干电池干电池是一种常见的原电池,它使用固态或半固态的电解质。

干电池具有体积小、重量轻、使用方便等特点,广泛应用于电子设备、玩具等领域。

2. 燃料电池燃料电池是一种利用化学能直接转化为电能的装置。

它使用可燃性物质(如氢气、甲醇等)作为燃料,通过与氧气发生反应产生电能。

燃料电池具有高能量转化效率、环保等优点,在汽车、航空航天等领域有着广泛的应用前景。

四、原电池的应用1. 电子设备原电池广泛应用于各种电子设备,如手持式电子产品、遥控器、闹钟等。

干电池由于便携性好且寿命较长,成为这些设备的常用电源。

2. 交通工具燃料电池作为一种新型的清洁能源装置,被广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具。

燃料电池车辆具有零排放、低噪音等特点,有望成为未来交通工具的主流。

五、总结原电池作为一种将化学能转化为电能的装置,在我们的生活和工业生产中扮演着重要角色。

通过学习本课,我们了解了原电池的构成和工作原理,以及干电池和燃料电池的种类和应用领域。

希望同学们能够将所学知识应用到实际生活中,进一步加深对原电池的理解。

谢谢!。

人教版高中化学《选修4》课件原电池

人教版高中化学《选修4》课件原电池
短路的原电池,电子 从Zn直接流向Cu。
CuSO4溶液
Zn
e-
Cu
有电流 CuSO4溶液
Zn 、Cu分开的原电 池,电子从Zn经导线 流向Cu。
实验探究
设计图 Zn
ee-
实验记录 Cu
记录短时 间内电流 计指针偏 转角度的 变化?
现象
电流计指 针偏转的 角度逐渐 变小。 Zn片上有 Cu生成。
解释
人教版电化学基础
第一节 原电池
判断下列装置是否是原电池?
Zn
Cu Zn Zn
酒 精
Zn Cu Zn
稀 HCl
Cu
稀HCl
稀HCl
稀H2SO4
原电池装置?
Zn Cu Zn
电流表指针偏转?
Cu Zn Cu
CuSO4溶液
CuSO4溶液
CuSO4溶液
原电池类型
Zn
e-
外电路是 否有电流
结论
Cu 无电流
CuSO4溶液
Zn
Cu
短路的原电 池,分流了锌 失去的部分 电子,造成导 线中电流逐 渐减弱。
CuSO4溶液
使原电池产生持续电流的解决方案
Zn
KCl溶液
Cu
ZnSO4溶液
CuSO4溶液

Zn
Cu
KCl溶液
动手

实验
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
有稳定电流,锌片溶解,铜片上生成铜 象: 锌半电池 铜半电池
(1)画出原电池的装置简图 (2)注明原电池的正极和负极
(3)注明外电路中电子的流向
(4)写出两个电极上的电极反应
动 手 实 验
实验装置
Zn

高中化学:原电池的工作原理

高中化学:原电池的工作原理

1、对原电池原理的理解:
从理论上讲,我们可以把任何一个氧化还原反应都可设计成原电池。

因为氧化还原反应的本质是电子的转移。

我们想办法把氧化还原反应过程中的电子转移通过设计成特有的装置,使化学反应过程中的电子转移通过导体而导出,就可制成原电池,即原电池就是将化学能转变为电能的装置。

负极-------较活泼的金属---------------失去电子-------发生氧化反应。

正极-------较不活泼的金属-------------得到电子-------发生还原反应。

2、粒子流向:在外电路中,电子由负极流向正极;在电解质溶液中阳离子移向正极,阴离子移向负极。

3、组成原电池的条件。

①有两种活性不同的金属(也可是非金属导体或可导电的金属氧化物等)。

②电极材料均插入电解质溶液中。

③两电极相连或直接接触而形成闭合电路。

人教版高中化学选择性必修第一册 第四章 化学反应与电能 第一节 原电池

人教版高中化学选择性必修第一册 第四章 化学反应与电能 第一节 原电池

原电池的工作原理及电极名称的判断 “双液”原电池装置如下图,回答相关问题:
问题 1.如图装置中两金属表面如何变化?请分析铜片和锌片上的反应。 提示:Zn片逐渐溶解,Cu上有气泡产生。 锌片:Zn-2e- Zn2+;铜片:2H++2e- H2↑。 2.盐桥中的阴离子为什么移向负极区? 提示:外电路中电子由负极流向正极使正极带上负电荷,吸引阳离子向正极定向 移动;由于负极失电子产生阳离子,吸引盐桥中的阴离子向负极定向移动。 3.结合该电池的构造分析,判断原电池的电极名称有哪些方法? 提示:电极材料活泼性、电极反应类型、电极现象、电子流动方向、内电路中离 子的移动方向等。
电极反应式的书写
一种新型熔融盐燃料电池具有高发电效率。现用Li2CO3和Na2CO3的熔融混合物 作电解质,一极通CO气体,另一极通O2和CO2混合气体,其总反应为2CO+O2 2CO2。 问题
1.指出该电池的正极、负极。
提示:由电池总反应2CO+O2 2CO2可知,通CO的一极为电池负极,通O2和CO2 混合气体的一极为电池正极。
思路点拨
根据信息确定甲烷在负极上失去电子,发生氧化反应,然后根据电解质性质确定 氧化产物的形式。
解析 甲烷燃料电池的总反应为CH4+2O2+2KOH K2CO3+3H2O,首先根据负
极发生氧化反应,正极发生还原反应,判断出负极通入甲烷,正极通入氧气,然后根
据甲烷中碳元素的化合价变化,
4
C
H4
4
C
O32,写出1
Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O (1)负极是Pb,正极是PbO2,电解质溶液是稀硫酸。
(2)放电反应原理

高中化学鲁科版选修四1-3-1原电池的工作原理ppt课件

高中化学鲁科版选修四1-3-1原电池的工作原理ppt课件

目 开
金属或某些还原剂,电极被 氧化 ,发生 氧化反应 。
关 (2) 正极 为电子流入极,相对不活泼,通常是活动性 较差
的金属或非金属导体,一般是电解质溶液中的氧化性强的离
子被还原或电极上附着物本身被 还原 ,发生 还原反应 。
学习·探究区
第1课时
3.原电池的设计
从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成

课 时
负极




氧化反应
正极 还原反应
Zn-2e-==Zn2+
2H++2e-==H2↑
原电池总反应式:Zn+2H+==Zn2++H2↑
知识·回顾区
第1课时
1800
年建立 伏打电 堆模型。
1836年 丹尼尔发 明了第一 个实用电 池。
本 课
2.原电池构成的条件:具有活泼性 不同的两个电极,二者直
判断依据
正极
负极
本 电极材料 不活泼金属或非金属导体 活泼金属
课 时
电子流向
电子流入
电子流出
栏 目
电极反应
还原反应
氧化反应
开 关
电极现象
电极增重或产生气体
电极减轻
学习·探究区
第1课时
2.写出下表中原电池装置的电极反应和总的化学反应方程式:
负极材料 正极材料 电解质溶液
(1)


稀硫酸
(2)


硝酸银
为电解质溶液,电池的总反应为 Zn+Ag2O+H2O==2Ag
+Zn(OH)2。
本 (1)Zn 发生 氧化 反应,是 负 极,电极反应式是 Zn-2e-

人教版高中化学选择性必修第1册 原电池(第三课时)-任务单

人教版高中化学选择性必修第1册 原电池(第三课时)-任务单

学习任务单
【学习任务一】盐水小汽车电池工作原理分析
装置中如何形成了原电池?请画出原电池工作示意图进行说明。

【学习任务二】回顾锂电池的发展
下面是Li—TiS2电池的示意图和相关资料。

结合资料、总反应与示意图,分析:
1.放电时Li+迁移方向和电极反应;
2.简单说明其能够反复充电的理由。

【学习任务三】评价活动
已知磷酸铁锂电池放电时的总反应为:
1.放电时下面电极反应发生在A极还是B极?
Li x C y–xe- = xLi+ + C y 资料
TiS2是一种微观上具有层状结构的固体材料。

充、放电时,Ti元素的化合价发生变化,层状结构所带电荷量发生改变,锂离子会因此从其中脱出或嵌入。

高中化学选修四__原电池

高中化学选修四__原电池

例题:
1.下列哪几个装置能形成原电池?
Zn Cu
Fe
Cu
Zn
Zn
Fe
Cu
A
V H SO
2
B
V
H2SO4
C
Cu
X
H 2SO 4
Fe Cu
D
X
NaCl溶液
4
Zn
Cu
Zn
Zn
Cu
E
V
F
Cu SO 4
X
M
酒精
XNaCl溶液 X H SO
2
N
4
H2SO4
Cu
O
V
H 2SO 4
2.一个电池反应的离子方程式是 Zn+Cu2+=Zn2+ +Cu, 该反应的的原电池正确组合是( ) C
2+ -
负极
盐桥
正极
思考感悟
1.盐桥内盛放的是什么物质?其作用是什么?
【提示】
盐桥内通常装有含有琼胶的KCl
饱和溶液;因盐桥能使离子自由通过,故盐 桥的作用是:(1)使整个装置构成通路,代替
两溶液直接接触,(2)平衡电荷。
思考:
1 .实验室制取氢气,用锌与 稀硫酸反应。锌用纯锌好,还 是用粗锌好(杂质为碳)?为 什么?实验室只有纯的锌粒, 怎么办?
动动脑
1、请你根据化学反应: Cu+2FeCl3 =CuCl2 +2FeCl2 判断右边原电池的正、负极, 并写出电极反应式。
A
Cu
C
负极:Cu-2e = Cu2+ 3+ 正极:2Fe +2e = 2Fe2+
-
FeCl3溶液

高中化学 人教版选修4 课件:第四章 第一节 原 电 池(36张PPT)

高中化学 人教版选修4 课件:第四章 第一节 原 电 池(36张PPT)

要点二 原电池的设计
理论上,能自发进行的氧化还原反应均能设计成原电池, 实际设计时应注意以下几方面: 提供 (1) 用 还原性较强 ________ 的物质作为负极,向外电路 ________ 得到 电子;用 氧化性较强 ________ 的物质作为正极,从外电路 ________ 电子。
阴阳离子的定向移动 (2) 将两极浸在电解质溶液 ________ 中,通过 __________________ 形成内电路。 导线 流向正极,再通过 (3) 放电时负极上的电子通过 ________ 溶液中离子移动形成的内电路构成闭合回路,其中阳离子移 向________ 正 正 极,阴离子移向________ 负 极。
负极——电子流出极,电流流入极或阴离子定向移向极
正极——电子流入极,电流流出极或阳离子定向移向极
栏 目 链 接
3.根据两极发生的变化判断
负极——失去电子,化合价升高,发生氧化反现象判断
负极——会逐渐溶解,质量减小
正极——有气泡逸出或质量增加
栏 目 链 接
三、原电池正负极的判断方法
负极:活泼性__强__的金属,发生__氧化__反应。
正极:活泼性__弱__的金属或导体,发生__还原__反应。 原电池正负极判断: 1.根据电极材料判断 负极——活泼性较强的金属
栏 目 链 接
正极——活泼性较弱的金属或能导电的非金属
注意:活泼金属不一定做负极,如Mg、Al在NaOH溶液中, Al做负极。 2.根据电子流动方向或电流方向或电解质溶液内离子 的定向移动方向判断
栏 目 链 接
(1) 将氧化还原反应拆成氧化反应和还原反应两个半反应,
(2)确定电极材料。
如发生氧化反应的物质为金属单质,可用该金属直接作负
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电流方向
实验探究形成原电池的条件
(可以)
(可以)
(可以)
(不可以)
形成条件一: 活泼性不同的两个电极
负极:较活泼的金属 正极:较不活泼的金属、石墨等
第一组实验 高中化学选修原电池
实验探究形成原电池的条件
(可以)
(不可以)
形成条件二:电极需插进电解质溶液中
第二组实验
高中化学选修原电池
实验探究形成原电池的条件
较活泼的金属失去电子发生氧化反应, 电子从较活泼金属(负极)通过外电 路流向较不活泼的金属(正极) 。
高中化学选修原电池
小结
还原剂失去 的电子从锌 极流出
负极
还原剂(Zn)失去电 子,发生氧化反应
Zn-2e-=Zn2+
经外电路
Zn2+ H+ SO42-
原电池工作原理高中化学选修原电池
流入铜极.
正极 氧化剂(H+)在铜 极上得到电子, 发生还原反应 2H+ +2e-=H2
电子流入的极 ——正极
②宏观判断:
较活泼的电极材料 ——负极
①根据电极材料 较不活泼的电极材料 ——正极
发生氧化反应的极 ——负极
②根据原电池电极
发生的反应
发生还原反应的极 ——正极
质量增加的电极 ——正极
③根据电极增重还是减重
(工作后)
质量减少的电极 ——负极
④根据电极有气泡冒出:
(工作后)
有气泡冒出的电极为正极
病例分析
高中化学选修原电池
病例分析
一位年轻的化学家来看望格林太太,并为格林太太揭开了病因。
高中化学选修原电池
病例分析
化学家发现了什么?你能为格林太太开一个药方吗? 由于金与铁(钢的主要成分) 是活动性不同的两种金属, 唾液中含有电解质,故构成了 原电池,产生了微小的电流, 使得格林太太头痛,因此必须 换掉其中的一颗假牙。
另有黑色的MnO2粉末,吸收正极 产生的H2,防止产生极化现象。
电极方程式:
负极(Zn):Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2 正极(C): 2MnO2 +2H2O+ 2e-=2MnOOH+2OH-
H2 + 2MnO2 = Mn2O3+H2O 去氢 4NH3 + Zn2+ = [Zn(NH3)4]2+ 去氨
高中化学选修原电池
铅蓄电池
高中化学选修原电池
高中化学选修原电池
新拓
Ⅱ展.铅蓄电池(二次电池)

电极:Pb为负极;PbO2为正极. 电解液:30%的H2SO4溶液
电极反应式:
负极(Pb): Pb + SO42 -2e-=PbSO4
正极(PbO2):PbO2 + 4H+ SO42- + 2e =PbSO4 +2H2O
化学能 燃烧 热能 蒸汽 机械能 发电机 电能
高中化学选修原电池
思考
火力发电要经过一系列能量转换才能将 化学能转换为电能,能否发明一种装置将化 学能直接转化为电能呢?

电池
高中化学选修原电池
火力发电的化学深层本质分析
火力发电
过程
将化学能经一系列能量转化为电能
关键
燃烧
本质
氧化还原反应
本质
氧化剂与还原剂之间发生电子的转移
负极:2H2 - 4e- = 4H+ 正极: O2+ 4H+ +高中4化e学- 选=修原2电H池 2O
高中化学选修原电池
干电池
源化 学 电
锂电池
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纽扣电池
四.常见的化学电源 ●一次电池 ●二次电池 ●高能电池 ●燃料电池
高中化学选修原电池
四.常见的化学电源 锌-锰干电池 高中化学选修原电池
四.常见的化学电源
Ⅰ.干电池(一次电池)
电极: Zn为负极,碳棒为正极
电解液:NH4Cl、ZnCl2和淀粉糊
实验现象: 电流计指针发生偏转, Cu片上有气泡产生
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化学能转化为电能
一、原电池
----原电池原理及形成条件
1、定义: 把化学能转变为电能的装置
2、原电池中正负极的判断 负极——电子流出的一极 正极——电子流入的一极
高中化学选修原电池
二 原电池工作原理
高中化学选修成条件三:必须形成闭合回路
第三组实验
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小结
3、构成原电池的条件 (1) 两种活动性不同的电极 (2) 电极浸入电解质溶液 (3) 形成闭合回路 (4) 有能够自发进行的氧化还原反应
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三:原电池的正负极的判断方法
①微观判断 电子流出的极 ——负极
(根据电子流动方向)
总电池反应:PbO2 + Pb +2H2SO4=2PbSO4↓+ 2H2O (1.25~1.28g/cm-3)
高中化学选修原电池
课堂练习:
2.铅蓄电池(原电池)的电极分别是PbO2和Pb, 电解质溶液为稀硫酸溶液,工作时原电池的总 反应是: PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O. 根据上述反应,判断: 1)原电池的负极是(填电极材料)_______ 2)工作时蓄电池负极反应式为___________ 3)工作时蓄电池里电解质溶液的PH变 化:______
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新Ⅳ拓.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/
煤展气电池/海水-空气电池) 创氢氧燃料电池
电极: Pt制作的惰性电极
电解质溶液: KOH溶液 负极: 2H2 - 4e- + 4OH- =4H2O 正极: O2 + 2H2O + 4e- =4OH总反应:2H2+ O2=2H2O
思考: 若为酸性介质,试写出电极反应式?
高中化学选修原电池
一、化学能与电能
2001年我国发电总量构成
高中化学选修原电池
1990-2005年全国火力发电量占全国发电总量比重变化
估计在2050年火电仍居首位 高中化学选修原电池
讨 论:
分析P40图2—8,谈谈火力发电的工作 原理,并指出其利与弊;
高中化学选修原电池
1、火力发电的原理分析。
高中化学选修原电池
新拓
展Ⅲ.高能电池(银锌电池、锂电池)
创银锌电池
电极: Zn为负极,Ag2O为正极 电解液: KOH溶液 电极反应式:
负极: Zn + 2OH- -2e- = Zn(OH)2
正极: Ag2O + H2O + 2e- =2Ag + 2OH总反应式: Zn + Ag2O + H2O = 2Ag + Zn(OH)2
引起
旧键断裂和新键形成、体系能量变化
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思考:
电子的定向移动形成电流,我们能否 在氧化剂与还原剂之间架设桥梁,将电子 移动过程中产生的电流利用起来?
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第四章 电化学基础 第一节 原 电 池
高中化学选修原电池
实验现象: 锌片上有气泡产生 而铜片上没有
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