课件 4.1 原电池(1)(原电池原理)-高中化学选择性必修1(新教材同步课件)
合集下载
4.1 原电池(第1课时 原电池的工作原理)高二化学课件(人教版2019选择性必修1)
【答案】D
课堂练习
典例2． 如图所示原电池的盐桥中装有饱和K2SO4溶液，电池工作一段时间后，甲烧杯中溶液颜色不断
变浅。下列叙述中正确的是( )
A．b极是电池的正极 B．甲烧杯中K＋经盐桥流向乙烧杯 C．甲烧杯中溶液的pH逐渐减小 D．电池的总反应离子方程式为MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O 【答案】D
课堂练习
典例3． 如图所示原电池工作时，右池中Y2O72-转化为Y3＋。下列叙述正确的 是( ) A．左池中电极反应式：X4＋＋2e－= X2＋ B．每消耗1 mol Y2O72-转移3 mol电子 C．左池中阴离子数目增加 D．改变右池溶液的c(H＋)，电流强度不变
【答案】C
课堂小结
感谢倾听
人教版选择性必修1
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
学习目标
学习目标
1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 2．了解原电池的工作原理，能设计简单的原电池 。
素养目标
1．以锌铜原电池为例，通过从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，正确判断原电池的正极和负极，书写其 电极反应式。培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 2．通过理解化学能与电能的相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池 的实用性。培养学生“变化观念与平衡思想”的学科素养。 3．通过对锌铜原电池工作原理的分析，建立对电化学过程的系统分析思路，提高学生对电化学本质的认识。培养学生“ 证据推理与模型认知”的学科素养。
双液电池
正极：Cu2+ + 2e- = Cu
盐桥中的K+会移向 CuSO4溶液
教学过程
2. 构成原电池的四要素模型
课堂练习
典例2． 如图所示原电池的盐桥中装有饱和K2SO4溶液，电池工作一段时间后，甲烧杯中溶液颜色不断
变浅。下列叙述中正确的是( )
A．b极是电池的正极 B．甲烧杯中K＋经盐桥流向乙烧杯 C．甲烧杯中溶液的pH逐渐减小 D．电池的总反应离子方程式为MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O 【答案】D
课堂练习
典例3． 如图所示原电池工作时，右池中Y2O72-转化为Y3＋。下列叙述正确的 是( ) A．左池中电极反应式：X4＋＋2e－= X2＋ B．每消耗1 mol Y2O72-转移3 mol电子 C．左池中阴离子数目增加 D．改变右池溶液的c(H＋)，电流强度不变
【答案】C
课堂小结
感谢倾听
人教版选择性必修1
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
学习目标
学习目标
1．认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 2．了解原电池的工作原理，能设计简单的原电池 。
素养目标
1．以锌铜原电池为例，通过从宏观和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，正确判断原电池的正极和负极，书写其 电极反应式。培养学生“宏观辨识与微观探析”的学科素养。 2．通过理解化学能与电能的相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池的过程变化，并能理解带有盐桥原电池 的实用性。培养学生“变化观念与平衡思想”的学科素养。 3．通过对锌铜原电池工作原理的分析，建立对电化学过程的系统分析思路，提高学生对电化学本质的认识。培养学生“ 证据推理与模型认知”的学科素养。
双液电池
正极：Cu2+ + 2e- = Cu
盐桥中的K+会移向 CuSO4溶液
教学过程
2. 构成原电池的四要素模型
4.1.1原电池的工作原理 课件 高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
【典例2】设计原电池装置证明Fe3＋的氧化性比Cu2＋强。 （1）写出能说明氧化性Fe3＋大于Cu2＋的离子方程式： __2_F_e_3＋__＋_C__u_=_=_=_2_F_e_2_＋_＋__C_u_2_＋___________。
（2）若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是： ①负极：_C_u_-_2_e_-_=_=_=_C_u_2_＋____ ②正极：_2_F_e_3_＋_＋__2_e_- _=_==__2_F_e_2。＋
（2）若要将上述反应设计成原电池，电极反应式分别是：
①负极：___________
②正极：___________。
（3）画出装置图，指出电极材料和电解质溶液：
①不含盐桥
②含盐桥
【答案】（1）2Fe3＋＋Cu=2Fe2＋＋Cu2＋ （2） Cu-2e-=Cu2＋ 2Fe3＋＋2e-=2Fe2＋
视频：锌铜双液电池
4．双液电池的工作原理
盐桥中的阴离子移向负极区， 阳离子移向正极区
负极
Zn－ 2e－＝Zn2＋
e－ e－
电子流出,电流流入
Cl－
Cl－ K+
K+
Cl－ K+
K+
Cl－
Cl－
K+
K+
Cl－
Cl－
K+
Cl－
正极
Cu2＋＋2e－＝Cu 电流流出,电子流入
发生氧化反应 阴离子移向
Zn Zn2+ SO42－
一．原电池原理 (以锌铜原电池为例)
1．概念和实质 (1)概念：将化学能转化为电能的装置。 (2)实质：利用能自发进行的氧化还原反应把化学能转化为电能。
负极（Zn） 工作原理 （反应方程式） 正极（Cu）
4.1.2 化学电源(教学课件)—高中化学人教版(2019)选择性必修一(共29张PPT)
燃料电池： 一种连续将燃料和氧化剂的化学能直接转化为电 能的化学电源。
2.判断电池优劣的主要标准
(1)比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)·kg－1或 (W·h)·L－1。 (2)比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。 (3)电池可储存时间的长短。
2．把A、B、C、D四种金属浸在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种 原电池，若A、B相连时，阴离子移向A；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、 C相连时，A极减轻；D插入B的盐溶液中有B析出。则四种金属的活泼性顺 序由大到小排列为（ C） A．A>B>C>D B．A>C>B>D C．A>C>D>B D．B>D>C>A
电解质：H2SO4溶液
②充电过程： 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 接电源负极
阴极： PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- 还原反应
阳极：
接电源正极
PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + 4H++ SO42-
A．当有22.4LO2被还原时，溶液中有4mol Li+向多孔碳电极移动 B．可将有机电解液改为水溶液 C．金属锂作正极，发生氧化反应 D．电池总反应为4Li+O2+2H2O=4LiOH
电解液使用非水液态有机电解质：LiPF6+二乙烯碳酸酯（EC）+二甲基 碳酸酯（DMC）。
反应过程：充电时，Li＋从 钴酸锂 晶体中脱嵌，由 正 极回到 负 极，嵌入石 墨中。放电时，Li＋从石墨中脱嵌移向 正 极，嵌入钴酸锂晶体中，这样在放 电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间完成化学能与电能的相互 转化。
2.判断电池优劣的主要标准
(1)比能量：单位质量或单位体积所能输出电能的多少，单位是(W·h)·kg－1或 (W·h)·L－1。 (2)比功率：单位质量或单位体积所能输出功率的大小，单位是W·kg－1或W·L－1。 (3)电池可储存时间的长短。
2．把A、B、C、D四种金属浸在稀硫酸中，用导线两两相连可以组成各种 原电池，若A、B相连时，阴离子移向A；C、D相连时，D上有气泡逸出；A、 C相连时，A极减轻；D插入B的盐溶液中有B析出。则四种金属的活泼性顺 序由大到小排列为（ C） A．A>B>C>D B．A>C>B>D C．A>C>D>B D．B>D>C>A
电解质：H2SO4溶液
②充电过程： 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 接电源负极
阴极： PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- 还原反应
阳极：
接电源正极
PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + 4H++ SO42-
A．当有22.4LO2被还原时，溶液中有4mol Li+向多孔碳电极移动 B．可将有机电解液改为水溶液 C．金属锂作正极，发生氧化反应 D．电池总反应为4Li+O2+2H2O=4LiOH
电解液使用非水液态有机电解质：LiPF6+二乙烯碳酸酯（EC）+二甲基 碳酸酯（DMC）。
反应过程：充电时，Li＋从 钴酸锂 晶体中脱嵌，由 正 极回到 负 极，嵌入石 墨中。放电时，Li＋从石墨中脱嵌移向 正 极，嵌入钴酸锂晶体中，这样在放 电、充电时，锂离子往返于电池的正极、负极之间完成化学能与电能的相互 转化。
4.1.1原电池的工作原理-2024-2025学年高中化学选择性必修1教学课件
判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。
先写出总反应：即 负极与电解质溶液反应
Cu+2FeCl3 == CuCl2 +2FeCl2
A
Cu
C
拆成离子方程式： Cu + 2Fe3＋ == Cu2＋ + 2Fe2＋
根据化合价升降判断正负极
FeCl3溶液
负极： Cu 失电子 Cu - 2e- == Cu2+
(3)注意： ①负极本身不一定都参加反应，如燃料电池中，作为负极 的材料本身并不参加反应。
②忽视电极材料与电解质溶液的反应关系，容易误写电极 反应式，如Al负极，在酸性溶液中生成Al3＋，在碱性溶液 中生成AlO2-。 ③电子从负极经外电路流向正极，但电子不通过电解液，是 通过阴阳离子移动形成闭合回路。 ④用总电池反应式减去一极的电极反应式时，须在两式电子 转移数相等的前提下进行。
解成为Zn2+而带上正电，铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+ 而带上了负电。 盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移，使锌的溶解 和铜的析出过程得以继续进行。
导线的作用是传递电子，沟通外电路。而盐桥的作用则是沟 通内电路。
铜此锌装原置电是池原（电盐池桥吗）？
Zn
盐桥
Cu 电极反应： 负极： Zn－2e- == Zn2+ ；
CuSO4溶液中Cu2+从Cu片上得到电子还原成Cu沉积在Cu片上 正极（铜电极）：Cu2+ + 2e- == Cu
此电池的优点：能产生持续、稳定的电流。
什么是盐桥？
盐桥
盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻，胶冻的
作用是防止管中溶液流出。
盐桥的作用是什么？ 可使由它连接的两溶液保持电中性，否则锌盐溶液会由于锌溶
高中化学新人教版选择性必修一4.1.1原电池的工作原理 同步课件(66张)
【方法规律】原电池的设计方法及常见失分点 (1)设计制作化学电源的方法 ①首先将氧化还原反应分成两个半反应。 ②根据原电池的反应特点，结合两个半反应找出正、负极材料和电解质溶液。
(2)“装置图”常见失分点提示 ①不注明电极材料名称或元素符号。 ②不画出电解质溶液(或画出但不标注)。 ③误把盐桥画成导线。 ④不能连成闭合回路。
【典例】控制适合的条件，将反应 2Fe3＋＋2I－ 电池。下列判断不正确的是( )
2Fe2＋＋I2 设计成如图所示的原
A．反应开始时，乙中石墨电极上发生氧化反应 B．反应开始时，甲中石墨电极上 Fe3＋被还原 C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态 D．电流计读数为零后，在甲中溶入 FeCl2 固体，乙中的石墨电极为负极
2．图 1 是铜锌原电池示意图。图 2 中，x 轴表示实验时流入正极的电子的物质的 量，y 轴表示( )
A．铜棒的质量 C．c(H＋)
B．c(Zn2＋) D．c(SO24－ )
【解析】选 C。在正极 Cu 上溶液中的 H＋获得电子变为氢气，铜棒的质量不变，A 项错误；由于 Zn 是负极，不断发生反应 Zn－2e－===Zn2＋，所以溶液中 c(Zn2＋)增 大，B 项错误；由于反应不断消耗 H＋，所以溶液的 c(H＋)逐渐降低，C 项正确；SO24－ 不参加反应，其浓度不变，D 项错误。
第四章 化学反应与电能 第一节 原 电 池 第1课时 原电池的工作原理
必备知识·自主学习
一、原电池原理 1．原电池的概念和实质 (1)概念：将_化__学__能__转化为_电__能__的装置。 (2)实质：利用能自发进行的_氧__化__还__原__反应把化学能转化为电能。
2．原电池工作原理 (1)实验探究
新人教版选择性必修1第4章 第1节 第1课时 原电池的工作原理课件(63张)
预
检
习
1．加快氧化还原反应的速率
测
关 键 能
如：在锌与稀硫酸反应时加入少量 CuSO4 溶液，能使产生 H2
课 时
力 的速率加快。
核
分 层
心
作
突
业
破
·
返 首 页
9
·
必
双
备
基
知
达
识
标
·
自 主
2．比较金属活动性强弱
随 堂
预
检
习
测
关
课
键 能
时
力
分
核
层
心
作
突
业
破
返 首 页
·
10
·
必
双
备 知
3．设计原电池
作 业
破
·
返 首 页
·
·
必 备 知 识
必 备 知 识 自
主 预 习
关 键 能 力
核 心 突 破
3
·
双 基 达 标
随 堂 检 测
课
自主预习
时 分
层
作
业
返 首 页
4
·
必
双
备
基
知
达
识 自
一、原电池的工作原理
·
标 随
主 预 习
1．原电池：利用氧化还原 反应原理将 化学 能转化为电能的装
堂 检 测
关 置。
基 达
识
标
·
自 主
(1)电极材料的选择。负极一般是活泼的金属材料。正极一般选
随 堂
预
检
习 用活泼性比负极差的金属材料或石墨等惰性电极。
4_1_1 原电池的工作原理 课件 高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
2、比较金属活动性强弱
例如，有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有 气泡产生。由此可判断出a是负极、b是正极，且金属活动性：a>b。
3、用于金属的防护
将需要保护的金属制品作原电池的 正极 而受到保护。 钢铁中含有碳，C与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁（做负极）遭到腐蚀
一、原电池的工作原理
2、Cu-CuSO4(aq)-Zn原电池（必修-单液池） 【思考】写出以下原电池的总反应方程式、电极反应式，标出电子流向和 离子迁移方向，并预测能观察到的现象。
e-
正极：Cu2+ + 2e- = Cu
电极反应
负极：Zn - 2e- = Zn2+
Zn2+
总反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+
缩短盐桥的长
度，增大盐桥
增大电流呢？ 的横截面积
能否用一张薄薄的 隔膜代替盐桥呢？
1、阳离子交换膜：只允许阳离子通过 2、阴离子交换膜：只允许阴离子通过 3、质子交换膜：只允许H+通过
三、膜电池
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。
四、电极方程式的书写
1、简单原电池电极方程式的写法
下列说法错误的是( C )
A．电极M为正极 B．负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+ C．随着放电的进行，ZnBr2溶液的浓度减小 D．每转移2mole-，理论上有1mol Zn2+通过 离子交换膜
五、随堂检测
优先失电子为负极
总反应： Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
离方：Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑ 负极：Mg－2e_ = Mg2+
例如，有两种金属a和b，用导线连接后插入稀硫酸中，观察到a极溶解，b极上有 气泡产生。由此可判断出a是负极、b是正极，且金属活动性：a>b。
3、用于金属的防护
将需要保护的金属制品作原电池的 正极 而受到保护。 钢铁中含有碳，C与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁（做负极）遭到腐蚀
一、原电池的工作原理
2、Cu-CuSO4(aq)-Zn原电池（必修-单液池） 【思考】写出以下原电池的总反应方程式、电极反应式，标出电子流向和 离子迁移方向，并预测能观察到的现象。
e-
正极：Cu2+ + 2e- = Cu
电极反应
负极：Zn - 2e- = Zn2+
Zn2+
总反应 Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+
缩短盐桥的长
度，增大盐桥
增大电流呢？ 的横截面积
能否用一张薄薄的 隔膜代替盐桥呢？
1、阳离子交换膜：只允许阳离子通过 2、阴离子交换膜：只允许阴离子通过 3、质子交换膜：只允许H+通过
三、膜电池
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。
四、电极方程式的书写
1、简单原电池电极方程式的写法
下列说法错误的是( C )
A．电极M为正极 B．负极的电极反应式为Zn-2e-=Zn2+ C．随着放电的进行，ZnBr2溶液的浓度减小 D．每转移2mole-，理论上有1mol Zn2+通过 离子交换膜
五、随堂检测
优先失电子为负极
总反应： Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2↑
离方：Mg + 2H+ = Mg2+ + H2↑ 负极：Mg－2e_ = Mg2+
4.1.1 原电池工作原理(课件)高二化学(人教版2019选择性必修1)
减少电流的衰减，提高原电池的工作 效率
第 14 页
任务三 双液原电池工作原理
第 15 页
思考5 电池工作时，装置中各物质或材料的作用是什么？
Cu片 Zn片 CuSO4溶液 ZnSO4溶液 盐桥 导线
电极材料 电极反应物 电极材料 电极反应物 离子导体
离子导体 离子导体 电子导体
巩固练习
第 16 页
外电路传导电子，形成电流
负 失去电子的 极 物质
阳离子接受 正 电子的场所 极
负极液
内电路传导离子，形成闭合回路
阴离子
阳离子
盐桥
阳离子
正极液
ZnSO4 溶液
ClZn2+
K+ Cu2+
总反应：Zn + Cu2+
Cu + Zn2+
负极：Zn - 2e-
Zn2+
e-
正极：Cu2+ + 2e-
Cu
分析：改进后的装置为什么能够持续、
Cu
稳定的产生电流？盐桥在此的作用是
什么？
①形成闭合回路； CuSO4 ②平衡电荷，使溶液呈电中性； 溶液 ③避免电极与电解质溶液直接反应，
知识回顾 原电池工作原理
第5 页
角度1：电极反应 角度2：粒子迁移
负极：氧化反应 正极：还原反应
外电路电子迁移： 内电路离子迁移：
负→正
阳离子→正极
阴离子→负极
任务一 原电池原理的应用
第6 页
思考1
根据原电池工作原理，预测下面装置能否形成原电池。 如果能，写出总反应方程式、电极反应式，标出电子转移方向 和离子迁移方向，并预测能观察到的现象。
第四单元 化学反应与电能
第 14 页
任务三 双液原电池工作原理
第 15 页
思考5 电池工作时，装置中各物质或材料的作用是什么？
Cu片 Zn片 CuSO4溶液 ZnSO4溶液 盐桥 导线
电极材料 电极反应物 电极材料 电极反应物 离子导体
离子导体 离子导体 电子导体
巩固练习
第 16 页
外电路传导电子，形成电流
负 失去电子的 极 物质
阳离子接受 正 电子的场所 极
负极液
内电路传导离子，形成闭合回路
阴离子
阳离子
盐桥
阳离子
正极液
ZnSO4 溶液
ClZn2+
K+ Cu2+
总反应：Zn + Cu2+
Cu + Zn2+
负极：Zn - 2e-
Zn2+
e-
正极：Cu2+ + 2e-
Cu
分析：改进后的装置为什么能够持续、
Cu
稳定的产生电流？盐桥在此的作用是
什么？
①形成闭合回路； CuSO4 ②平衡电荷，使溶液呈电中性； 溶液 ③避免电极与电解质溶液直接反应，
知识回顾 原电池工作原理
第5 页
角度1：电极反应 角度2：粒子迁移
负极：氧化反应 正极：还原反应
外电路电子迁移： 内电路离子迁移：
负→正
阳离子→正极
阴离子→负极
任务一 原电池原理的应用
第6 页
思考1
根据原电池工作原理，预测下面装置能否形成原电池。 如果能，写出总反应方程式、电极反应式，标出电子转移方向 和离子迁移方向，并预测能观察到的现象。
第四单元 化学反应与电能
4.1.1 原电池 课件 高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
电子导体 ___导__线____
离子导体 ___盐__桥____
在方框内画出简单的装置示意图，并标明使用的材料和试剂。
控制适合的条件，将反应2Fe3＋＋2I- = 2Fe2＋＋I2 设计成如下图所示的 原电池。下列判断错误的是
A．反应开始时，甲中的石墨电极为正极
D
B．反应开始时，乙中的石墨电极上I-发生氧化反应
因为锌与CuSO4溶液直接接触，发生置换反应，所以锌片表面有 铜析出。
e-
2. 一段时间后，为什么电流表读数不断减小？
刚开始锌片逐渐溶解，铜片表面有红色固体生成，电流
Zn
Cu
表指针发生偏转；一段时间后，因为铜在锌表面析出后，
Zn2+
Cu2+
与CuSO4溶液一起形成了原电池，产生的电流并没有经
CuSO4 溶液
隔膜原电池微型化 电池四要素
隔膜原电池
1.两极 2.电解质溶液 —离子导体
双液原电池 单液原电池
3.导线
—电子导体
4.自发进行的氧化 还原反应
例3、依据氧化还原反应： 2Ag＋(aq)＋Cu(s) = Cu2＋(aq)＋2Ag(s)
设计的原电池如图所示。
请回答下列问题： (1)电极X的材料是 铜(或Cu) ；
双液原电池 一个原电池由两个半电池组成，一个发生氧化反应， 一个发生还原反应，两个半电池用盐桥连接。
思考6：对比双液原电池电流弱的原因？ Zn片 1.离子运动的距离长 2.离子运动的通道窄 3.离子容量小
K＋KC＋lC－l－
Cu片
缩短盐桥的长 改进? 度，增大盐桥 的横截面积 增大电流呢？
Zn2＋ ZnSO4
C．电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
新教材高中化学第四章第一节原电池第1课时原电池pptx课件新人教版选择性必修1
活动性较弱的金属或能导电的非金属作 正 极),并插入
电解质 溶液中,形成 闭合 回路。
二、原电池的设计
1.能设计为原电池的反应必须是自发进行的氧化还原反应。
2.用 还原性较强 的物质作负极反应物,向外电路提供电子;
用 氧化性较强 的物质作正极反应物,从外电路得到电子。
3.原电池输出电能的能力,取决于组成原电池的反应物的
目标素养
1.以锌铜原电池为例,了解原电池的工作原理及构成条件。
2.能正确判断原电池的正、负极并熟练书写电极反应式。
3.能列举常见的化学电源,并能利用相关的信息分析化学电源
的工作原理。
4.会书写常见化学电源的电极反应式。
5.能设计简单的原电池。
知识概览
一、原电池
1.原电池的工作原理。
以锌铜原电池为例,盐桥中装有含
解析:该装置为原电池, a极上发生还原反应,b极上发生氧化
反应,电子由负极(b)流出经导线流向正极(a),该过程中能量由
化学能转化为电能、热能,其化学能转化成电能的转化率小
于100%。
2.Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。
下列叙述错误的是(
)。
A.负极反应式为Mg-2e-══Mg2+
⑧ Cu2++2e-====Cu
⑨ 氧化 反应
⑩ 还原 反应
⑪ Zn+Cu2+ ====Zn2++Cu
K+移向⑫ CuSO4 溶液(⑬ 正 极区),Cl-移
向⑭ ZnSO4 溶液(⑮ 负 极区)
2.原电池工作的一般条件。
(1)有能自发进行的 氧化还原 反应。
(2)有两个活动性不同的电极(通常活动性较强的金属作 负 极,
电解质 溶液中,形成 闭合 回路。
二、原电池的设计
1.能设计为原电池的反应必须是自发进行的氧化还原反应。
2.用 还原性较强 的物质作负极反应物,向外电路提供电子;
用 氧化性较强 的物质作正极反应物,从外电路得到电子。
3.原电池输出电能的能力,取决于组成原电池的反应物的
目标素养
1.以锌铜原电池为例,了解原电池的工作原理及构成条件。
2.能正确判断原电池的正、负极并熟练书写电极反应式。
3.能列举常见的化学电源,并能利用相关的信息分析化学电源
的工作原理。
4.会书写常见化学电源的电极反应式。
5.能设计简单的原电池。
知识概览
一、原电池
1.原电池的工作原理。
以锌铜原电池为例,盐桥中装有含
解析:该装置为原电池, a极上发生还原反应,b极上发生氧化
反应,电子由负极(b)流出经导线流向正极(a),该过程中能量由
化学能转化为电能、热能,其化学能转化成电能的转化率小
于100%。
2.Mg-AgCl电池是一种以海水为电解质溶液的水激活电池。
下列叙述错误的是(
)。
A.负极反应式为Mg-2e-══Mg2+
⑧ Cu2++2e-====Cu
⑨ 氧化 反应
⑩ 还原 反应
⑪ Zn+Cu2+ ====Zn2++Cu
K+移向⑫ CuSO4 溶液(⑬ 正 极区),Cl-移
向⑭ ZnSO4 溶液(⑮ 负 极区)
2.原电池工作的一般条件。
(1)有能自发进行的 氧化还原 反应。
(2)有两个活动性不同的电极(通常活动性较强的金属作 负 极,
4.1.1原电池课件高二化学人教版选择性必修1
任务一：原电池原理的应用
• 锌片和铜片上都有红色物质析出
实验现象
• 音乐片开始很响后来很快声音越来
预测到的现象
越小至消失。 • 铜片上有红色物质析出
• 音乐片会响起来
未预测的现象
• 锌片上有红色物质析出 • 音乐片声音衰减至消失
任务一：原电池原理的应用
➢结合数字采集器展
示此原电池电流和温
温度
度的变化：
质量小、体积小、 内阻小、寿命长、 价格便宜、反复实用......
谢谢观看与支持
实验任务：设计一个微型双液原电池带动音乐片
实验器材及药品：碳棒、KI溶液、FeCl3溶液、KCl溶液、滤 纸、砂纸、培养皿、导线2根、音乐片、淀粉溶液、铁氰化钾
溶液
碳棒
碳棒
KI溶 液
FeCl3 溶液
思考：理想化学电源的特点是什么呢？ 理想的化学电源的特点： 单位质量或者单位体积输出的能量多（比能量）
➢分析“锌片有红色 物质，电流衰减的原
因”。
电流
观点一： 锌表面有红色物质 电流衰减
形成局部的锌铜硫酸铜原电池
思考：如何改进？
分开
任务二 原电池装置的改造
01
A
伏打电池
丹尼尔电池
普通锌锰干电池
碱性锌锰干电池
1800年
1836年
1860年
20世纪五十年代
任务二 原电池装置的改造
A
Zn Cu
硫酸铜
e－ e－
Cu SO42－
SO42－ CCuu22＋ ＋
SO42－ Cu2＋
总反应：Zn＋Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu 1.写出总反应和电极反应式
2.标出电子转移方向和离子迁移方向
4.1 原电池 第一课时 (教学课件)高二上学期化学人教版(2019)选择性必修1
原电池
核心素养发展目标
1.宏观辨识与微观探析：以锌铜原电池为例，从宏观 和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，能正确 判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。 2.变化观念与平衡思想：进一步理解化学能与电能的 相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池 的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。
实验探究
【深入探讨】
实验探究
如何改进 缺点？
H2SO4
H2SO4
Zn与硫酸溶液直接接触，自放电！
实验探究
三.双液原电池
A
Zn
Cu
ZnSO4溶液 H2SO4溶液
学习过程
盐桥
✓ 盐桥中一般装有饱和的KCl溶
液和琼脂制成的胶冻;
✓ 胶冻的作用是防止管中溶液
流出;
✓ K+和Cl-能在胶冻内自由移动。
离子导体）
ห้องสมุดไป่ตู้
④闭合回路
学习过程
未形成闭 合回路！
二.原电池工作原理
学习过程
I
e－
负极
-
Zn－2e－=Zn2+
Zn
Cu
外电路
正极
H++2e－= H2
氧化反应
H+
还原反应
发生溶解
Zn2+ SO42- H+
阴离子 阳离子
产生气泡
内电路
原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2
巩固练习
下列哪几个装置能形成原电池？
导入新课
CLICK TO ADD CAPTION TEXT
一.原电池构成 电能
学习过程
电流
化学能
核心素养发展目标
1.宏观辨识与微观探析：以锌铜原电池为例，从宏观 和微观的角度，分析理解原电池的工作原理，能正确 判断原电池的正极和负极，会书写其电极反应式。 2.变化观念与平衡思想：进一步理解化学能与电能的 相互转化，认识从简单原电池发展到带有盐桥原电池 的过程变化，并能理解带有盐桥原电池的实用性。
实验探究
【深入探讨】
实验探究
如何改进 缺点？
H2SO4
H2SO4
Zn与硫酸溶液直接接触，自放电！
实验探究
三.双液原电池
A
Zn
Cu
ZnSO4溶液 H2SO4溶液
学习过程
盐桥
✓ 盐桥中一般装有饱和的KCl溶
液和琼脂制成的胶冻;
✓ 胶冻的作用是防止管中溶液
流出;
✓ K+和Cl-能在胶冻内自由移动。
离子导体）
ห้องสมุดไป่ตู้
④闭合回路
学习过程
未形成闭 合回路！
二.原电池工作原理
学习过程
I
e－
负极
-
Zn－2e－=Zn2+
Zn
Cu
外电路
正极
H++2e－= H2
氧化反应
H+
还原反应
发生溶解
Zn2+ SO42- H+
阴离子 阳离子
产生气泡
内电路
原电池总反应：Zn+2H+=Zn2++H2
巩固练习
下列哪几个装置能形成原电池？
导入新课
CLICK TO ADD CAPTION TEXT
一.原电池构成 电能
学习过程
电流
化学能
4.1.1原电池的工作原理课件高二上学期化学人教版选择性必修1
怎样改进原电池装置，获得稳定的电流？
改进方法：将锌与硫酸铜溶液分开，形成双液原电池
盐桥
改进
CuSO4溶液
能量转化率低，持续时间短
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
能量转化率提高，持续时间更长
双液原电池：能产生持续、稳定的电流
盐
锌铜原电池（盐桥）
桥
Zn
盐桥
Cu
①盐桥中装有饱和KCl溶液和琼脂做
成的胶冻;
【练10】利用反应Zn+2FeCl3 === ZnCl2+2FeCl2设计一个双液原电池。 在下图方框内画出实验装置图,并注明电极材料,写出电极反应式。
正极材料为 Pt(或石墨等) ,电极反应式为 2Fe3++2e- === 2Fe2+
;
负极材料为 Zn
,电极反应式为 Zn-2e- === Zn2+
2.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( C )
A. 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
3.下列电极反应式正确的是（ B ）
深度思考
【练4】如图是某同学设计的原电池装置： (1)电极Ⅰ上发生_还__原___反__应__(填反应类型)， 作_原___电__池__的__正___极__(填电极名称)。 (2)电极Ⅱ的电极反应式为_C__u_－__2_e_－__=__C_u_2_＋__。 (3)该原电池的总反应式为_2_F_e_3_＋__＋__C_u__=__C__u_2_＋_＋__2__F_e_2_＋。 (4)盐桥中装有含氯化钾饱和溶液的琼胶，其作用是_形__成__闭___合__回__路__、___平_ 衡__电__荷___(答___案__合__理__即___可__)。
改进方法：将锌与硫酸铜溶液分开，形成双液原电池
盐桥
改进
CuSO4溶液
能量转化率低，持续时间短
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
能量转化率提高，持续时间更长
双液原电池：能产生持续、稳定的电流
盐
锌铜原电池（盐桥）
桥
Zn
盐桥
Cu
①盐桥中装有饱和KCl溶液和琼脂做
成的胶冻;
【练10】利用反应Zn+2FeCl3 === ZnCl2+2FeCl2设计一个双液原电池。 在下图方框内画出实验装置图,并注明电极材料,写出电极反应式。
正极材料为 Pt(或石墨等) ,电极反应式为 2Fe3++2e- === 2Fe2+
;
负极材料为 Zn
,电极反应式为 Zn-2e- === Zn2+
2.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( C )
A. 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
3.下列电极反应式正确的是（ B ）
深度思考
【练4】如图是某同学设计的原电池装置： (1)电极Ⅰ上发生_还__原___反__应__(填反应类型)， 作_原___电__池__的__正___极__(填电极名称)。 (2)电极Ⅱ的电极反应式为_C__u_－__2_e_－__=__C_u_2_＋__。 (3)该原电池的总反应式为_2_F_e_3_＋__＋__C_u__=__C__u_2_＋_＋__2__F_e_2_＋。 (4)盐桥中装有含氯化钾饱和溶液的琼胶，其作用是_形__成__闭___合__回__路__、___平_ 衡__电__荷___(答___案__合__理__即___可__)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
增大盐桥的横截面积
增大电流呢？
能否用一张纸或者 一个膜来代替盐桥呢？
知识海洋
隔膜型原电池
高中常见的三种离子交换膜：
A
1、阳离子交换膜：
Zn
只允许阳离子通过
2、阴离子交换膜： 只允许阴离子通过
Cu
阳离 子交 换膜
3、质子交换膜： 只允许H＋通过
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
知识海洋
【膜电池实验】
实验任务：设计一个微型双液原电池带动小风扇 实验器材及药品：Zn片、Cu片、ZnSO4溶液、CuSO4溶
盐桥
石墨
a
石墨
b
KMnO4、MnSO4、 H2SO4溶液
甲
乙
Fe2(SO4)3、
FeSO4溶液
应用探究
【解析】 D项，由总的电池反应： 2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4＝2MnSO4＋ 5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O可知，反应的离子方程式为：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝ Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O，D项正确； A项，由于Fe2＋在b电极失去电子，发生氧化反应，所以b极是电池的负极，A错误；
课堂小结
A
A
Zn
Cu Zn
Cu
A
Zn
Cu
CuSO4溶液
缺点： 电流不稳定
ZnSO4溶液 CuSO4溶液 ZnSO4溶液 CuSO4溶液
优点：电流稳定 缺点：电流小
优点： 电流大且稳定
课堂小结
原理
电极产物 电极反应物
氧化产物 失电子 还原剂
负极材料
电子移动方向
还原产物
阳离子
得电子
阴离子
氧化剂
电解质溶液/交换
Fe2(SO4)3、
FeSO4溶液
应用探究
【例】下图所示原电池的盐桥中装有饱和K2SO4溶液，电池工作一段时
间后，甲烧杯中溶液颜色不断变浅。下列叙述中正确的是（ D ）
A. b极是电池的正极 B. 甲烧杯中K＋经盐桥流向乙烧杯
盐桥
C. 甲烧杯中溶液的pH逐渐减小
D. 电池的总反应离子方程式为：
石墨
外电路：电子由负极流向正极，电流由正极流向负极
内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，电流由负极流向正极
知识海洋
复习 单液原电池
小组讨论
实验现象：
1、锌片上有铜 2、电流不稳定
探电流衰减的原因： 锌与硫酸铜溶液直接接触反应
思考：如何改进？ 将锌与硫酸铜溶液分开
知识海洋
提出问题：
A
Zn
Cu
1、两个烧杯中分别盛放什么试剂？ 2、如何构成闭合回路？
a
b
MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
KMnO4、MnSO4、 H2SO4溶液
甲
乙
Fe2(SO4)3、
FeSO4溶液
石墨
课堂小结
原电池 一、单液原电池 二、双液原电池及其工作原理
盐桥作用：1、连通电路 2、平衡电荷 三、隔膜型原电池及其工作原理 四、原电池装置的模型改进
（装有琼脂-KNO3的U型管）构成一个原电池。以下有关该原电池
的叙述正确的是( C )
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－＝Ag
盐桥
③ 实验过程中取出盐桥，原电池
仍继续工作
④ 将铜片浸入AgNO3溶液中发生
Cu
Ag
的化学反应与该原电池反应相同
A．①② C．②④
B．②③ D．③④
（3）外电路中的电子是从_C__u__电极流向__A__g__电极。
知识海洋
17.3 ℃
双液
温度
电流
0.007A
17.3 ℃ 0.126A
单液
25 ℃
温度
电流
0.026A
知识海洋
双液原电池
小组讨论
优点：电流稳定
A
不足：电流小
Zn
Cu
原因： 引入盐桥后内阻变大
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
改进?
短盐桥的长度，
B项，K＋向正极移动，所以K＋经过盐桥流向甲烧杯，B项错误；
C项，甲烧杯中（a电极）MnO4－获得电子， 发生还原反应，Mn元素的化合价降低，电
盐桥
极反应为MnO4－＋5e－＋8H＋＝Mn2＋＋4H2O，
所以甲烧杯中溶液的pH逐渐增大，C错误。
石墨
a
b
石墨
KMnO4、MnSO4、 H2SO4溶液
甲
乙
温度
电流
0.026A
知识海洋
复习
单液原电池
e－
A
－ 锌
e－
氧化反应
+铜
Zn－ 2e－=Zn2＋
CuSO4 溶液
Cu2＋
Cu2＋
e－
SO42－
e－
Zn2+ Cu2＋
Cu2＋
e－ 还原反应 e－ Cu2＋+2e－=Cu
Cu SO42－
SO42－ CCuu22＋ ＋
SO42－ Cu2＋
总反应：Zn＋Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu
e－ 表 e－
e－
Zn片 （负极）
Cl－ 盐桥
K＋
还原反应
阳离子移向
e－
Cu片 （正极）
盐桥的作用：
（1）使整个装置构成通路，代
Zn2＋ ZnSO4
Zn－2e－＝Zn2＋
Cu2＋ CuSO4
Cu2＋＋2e－＝Cu
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）
e－
e－
A
电流表
－ 隔膜或盐桥 ＋
负极 离子导体 正极
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
应用探究
原理 微观过程 电极产物
电极 反应物
氧化产物 Zn2＋
电子移动方向
还原产物 Cu
失电子
还原剂 Zn
阳离子 阴离子
得电子
氧化剂 Cu2＋
负极材料
Zn
电解质溶液/交换 膜/盐桥/熔融盐/
A
硫酸铜
电解质溶液
Zn
Cu
？ ZnSO4溶液 CuSO4溶液
知识海洋
双液原电池
A
Zn
Cu
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
盐桥：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。
知识海洋
【双液原电池音乐片实验】
知识海洋
双液原电池
原电池（1）
情境导入
氧
化 还 原 反
原 理
电 化 学
装 置
原电池 电解池
应
化学电源 金属的防护
电解工业
氯碱工业
冶炼金属
精炼金属
知识海洋
【单液原电池音乐片实验】
为什么单液原 电池电流衰减
知识海洋
【数字实验探究单液原电池】
知识海洋
【数字实验探究单液原电池】
知识海洋
17.3 ℃ 0.126A
25 ℃
液、KCl溶液、滤纸、培养皿、导线、小风扇等
知识海洋
【膜电池模型】
DIS
Zn
Cu
ZnSO4 KCl溶液 CuSO4
玻璃片（用双面胶粘贴铜片）
浸CuSO4aq 滤纸
浸ZnSO4aq 滤纸
铜片 隔膜 锌片
玻璃片（用双面胶粘贴铜片）
微电池
知识海洋
【膜电池实验】
优点：电流大且稳定
知识海洋
800
800
从数据图可以看出，单液原电池起始电流强度最高，但是电流衰减太快了， 而且温度升高比较明显，电池的能量转化率很低。双液原电池虽然电流很 稳定，而且能量转化率也比较高，但明显电流强度太小了。
A
Zn
Cu
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
分析：改进后 的装置为什么 能够持续、稳 定的产生电流？ 盐桥在此的作 用是什么？
知识海洋
双液原电池原理分析
负极：Zn 电极反应：Zn－ 2e－＝Zn2＋ 电子流出，电流流入
正极：Cu 电极反应：Cu2＋＋2e－＝Cu 电流流出，电子流入
氧化反应
阴离子移向
电流
甲
乙
Fe2(SO4)3、
FeSO4溶液
C. 甲烧杯中溶液的pH逐渐减小
D. 电池的总反应离子方程式为：MnO4－＋5Fe2＋＋8H＋＝Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
应用探究
【解析】由甲烧杯中溶液颜色逐渐变浅，甲烧杯中MnO4－被还原成Mn2＋，Mn元素 的化合价降低，得到电子，Fe元素的化合价升高，失去电子，则b为负极，a为正极， 总的电池反应为：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4＝2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋ 8H2O，原电池中负极发生氧化反应，电流从正极经外电路流向负极，阴离子向负极 移动。
膜/盐桥/熔融盐/
特殊固体材料
电子导体 离子导体
正极材料
e－
A
e－
电流表
－ 隔膜或盐桥 ＋
负极 离子导体 正极
阳离子迁移方向
阴离
原 电 池 模 型 一
装置
微 观 过 程
Cu(NO3)2溶液 AgNO3溶液
应用探究
【例】依据氧化还原反应：2Ag＋(aq)＋Cu(s)＝Cu2＋(aq)＋2Ag(s) 设计的原电池如图所示。请回答下列问题：
（X）
电流计
（银）
（CuSO4溶液）
盐桥
（Y）