原电池工作原理第1课时
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原电池(第1课时 原电池的工作原理)(课件)高二化学(人教版2019选择性必修1)
1.能量转化率 1.内阻大，电流弱
低
2.盐桥需要定期更
2.氧化剂与还
换
原剂直接接触，
寿命短
隔膜原电池
1.能量转化率高 2.避免氧化剂与还 原剂直接接触，寿 命长 3.内阻小，电流强
【课堂练习】
1. 控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－
D 原电池。下列判断不正确的是 ( )
2Fe2＋＋I2设计成如图所示的
感谢观看！
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. 电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态 D. 电流表读数为零后，向甲中加入FeCl2固体，
乙中的石墨电极为负极
【课堂练习】
2．100 mL浓度为2 mol·L－1的盐酸跟过量的锌片反应，为加快
反应速率，又不影响生成H2的总量，可采用的方法是( B )
H+向正极移动
锌铜稀硫酸原电池
工作原理
自发的氧化还原反应
氧化反应
还原反应
外电路
（电子导电）
Zn+2H+=Zn2++H2↑ 负极 Zn-2e-=Zn2+
正极 2H++2e-=H2↑ 电子从负极移向正极 电子由锌片移向 铜片
锌铜稀硫酸原电池
工作原理
自发的氧化还原反应 Zn+2H+=Zn2++H2↑
氧化反应
（1）
Zn Zn
判断下列装置哪些属于原电池
（3）
（4）
（2）
石墨 石墨
Zn 石墨
Zn Cu
H2SO4
（5）
Zn Cu
H2SO4
1 第一节 第1课时 原电池的工作原理
A.滴加几滴浓盐酸 B.滴加几滴浓硝酸C.滴加几滴硫酸铜溶液 D.加入少量锌粒
√
解析：选A。 的物质的量 ， 的稀硫酸中溶质的物质的量 ，根据化学方程式 可知，二者反应的物质的量之比是 ，故稀硫酸过量，反应放出 要以不足量的 为标准计算。A.滴加几滴浓盐酸，增大了溶液中的 ，反应速率增大，且 的产量不变，A符合题意；B.硝酸具有强氧化性，与 反应不能产生氢气，B不符合题意； 与 发生置换反应生成 和 ， 、 及稀硫酸构成原电池，使反应速率增大，但由于 消耗，导致反应产生 的量减少，C不符合题意；D.加入少量锌粒，由于 是固体，浓度不变，因此反应速率不变，但产生 的量增多，D不符合题意。
（2）若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为____（填“正”或“负”）极，产生的现象为____________，发生的电极反应为__________________。原电池工作时溶液中的 移向____（填“正”或“负”）极。若反应产生 气体（已换算成标准状况），则理论上消耗铁的质量是_____ 。
正
有气泡产生
负
8.4
解析：若将题述反应设计成原电池，则铁电极上发生的电极反应为 ，发生氧化反应，为负极，则石墨棒为正极，发生的电极反应为 ，产生的现象为有气泡产生。原电池工作时阳离子移向正极，阴离子移向负极，故溶液中的 移向负极。根据总反应方程式可知，若反应产生 气体（已换算成标准状况），则理论上消耗铁的质量是 。
（3）实验后同学们经过充分讨论，认为符合某些要求的化学反应都可以设计成原电池。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___。A. B. C. D. 在所选反应中选择其中某个反应设计成原电池，该电池负极反应为__________________________。
√
解析：选A。 的物质的量 ， 的稀硫酸中溶质的物质的量 ，根据化学方程式 可知，二者反应的物质的量之比是 ，故稀硫酸过量，反应放出 要以不足量的 为标准计算。A.滴加几滴浓盐酸，增大了溶液中的 ，反应速率增大，且 的产量不变，A符合题意；B.硝酸具有强氧化性，与 反应不能产生氢气，B不符合题意； 与 发生置换反应生成 和 ， 、 及稀硫酸构成原电池，使反应速率增大，但由于 消耗，导致反应产生 的量减少，C不符合题意；D.加入少量锌粒，由于 是固体，浓度不变，因此反应速率不变，但产生 的量增多，D不符合题意。
（2）若将上述反应设计成原电池，石墨棒为原电池某一极材料，则石墨棒为____（填“正”或“负”）极，产生的现象为____________，发生的电极反应为__________________。原电池工作时溶液中的 移向____（填“正”或“负”）极。若反应产生 气体（已换算成标准状况），则理论上消耗铁的质量是_____ 。
正
有气泡产生
负
8.4
解析：若将题述反应设计成原电池，则铁电极上发生的电极反应为 ，发生氧化反应，为负极，则石墨棒为正极，发生的电极反应为 ，产生的现象为有气泡产生。原电池工作时阳离子移向正极，阴离子移向负极，故溶液中的 移向负极。根据总反应方程式可知，若反应产生 气体（已换算成标准状况），则理论上消耗铁的质量是 。
（3）实验后同学们经过充分讨论，认为符合某些要求的化学反应都可以设计成原电池。下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是___。A. B. C. D. 在所选反应中选择其中某个反应设计成原电池，该电池负极反应为__________________________。
第1章 第3节 第1课时 原电池的工作原理
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随堂验收练习 03
1.下列装置中，能构成原电池的是
12345
√
2.下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是 A.均发生了化学能转化为电能的过程
√B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物
C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向Cu D.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高
解析 两个装置都为原电池装置，均发生化学能转化为电能的过程，故A正确； 根据原电池的工作原理，锌比铜活泼，锌作负极、铜作正极，铜本身不是反应 物，故B错误； 锌作负极，电子从负极经外电路流向正极，故C正确； 图乙装置产生的电流在一段时间内变化不大，但图甲装置产生的电流在较短时 间内就会衰减，故D正确。
核心素养发展目标
1.以铜锌原电池为例，从宏观和微观角度，理解原电池的工作原理及构成条件， 能认识盐桥在原电池中的作用，培养宏观辨识与微观探析能力。
2.能正确判断原电池的正、负极，能正确书写简单的电极反应式和总反应式， 能理解化学能与电能的相互转化，培养变化观念与平衡思想。
内容索引
NEIRONGSUOYIN
方法指导
原电池的设计方法——“两极一液一连线” (1)根据电池总反应式写出正极和负极的电极反应式。 (2)电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池中的负极必须能够与 电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料，所以 正极和负极不能用同一种材料，两个电极可以是活泼性不同的两种金属或 一种金属和一种非金属。 (3)电解质溶液的选择：电解质溶液是为正极提供放电的物质，一般能够与 负极发生氧化还原反应。 (4)形成闭合回路。
12345
(2)装置乙中正极的电极反应式是_C__u_2＋__＋__2_e_－_=_=_=__C_u__。 (3)装置丙中溶液的pH_变__大___(填“变大”“变小”或 “不变”)。 (4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_D__＞__A_＞__B__＞__C_。
随堂验收练习 03
1.下列装置中，能构成原电池的是
12345
√
2.下列有关图甲和图乙的叙述不正确的是 A.均发生了化学能转化为电能的过程
√B.Zn和Cu既是电极材料又是反应物
C.工作过程中，电子均由Zn经导线流向Cu D.相同条件下，图乙比图甲的能量利用效率高
解析 两个装置都为原电池装置，均发生化学能转化为电能的过程，故A正确； 根据原电池的工作原理，锌比铜活泼，锌作负极、铜作正极，铜本身不是反应 物，故B错误； 锌作负极，电子从负极经外电路流向正极，故C正确； 图乙装置产生的电流在一段时间内变化不大，但图甲装置产生的电流在较短时 间内就会衰减，故D正确。
核心素养发展目标
1.以铜锌原电池为例，从宏观和微观角度，理解原电池的工作原理及构成条件， 能认识盐桥在原电池中的作用，培养宏观辨识与微观探析能力。
2.能正确判断原电池的正、负极，能正确书写简单的电极反应式和总反应式， 能理解化学能与电能的相互转化，培养变化观念与平衡思想。
内容索引
NEIRONGSUOYIN
方法指导
原电池的设计方法——“两极一液一连线” (1)根据电池总反应式写出正极和负极的电极反应式。 (2)电极材料的选择：电池的电极必须导电。一般电池中的负极必须能够与 电解质溶液反应，容易失去电子，因此负极一般是活泼的金属材料，所以 正极和负极不能用同一种材料，两个电极可以是活泼性不同的两种金属或 一种金属和一种非金属。 (3)电解质溶液的选择：电解质溶液是为正极提供放电的物质，一般能够与 负极发生氧化还原反应。 (4)形成闭合回路。
12345
(2)装置乙中正极的电极反应式是_C__u_2＋__＋__2_e_－_=_=_=__C_u__。 (3)装置丙中溶液的pH_变__大___(填“变大”“变小”或 “不变”)。 (4)四种金属活动性由强到弱的顺序是_D__＞__A_＞__B__＞__C_。
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)
e-
电极反应：
负极：Zn - 2e-
Zn2+
正极：Cu2+ + 2e-
Cu
总反应：Zn + Cu2+
Cu + Zn2+
Zn2+
Cu2+
预测现象：铜片表面均附着红色固体
电流表指针偏转
任务一 原电池原理的应用
第7 页
【实验探究】组装装置进行实验，观察并记录实验现象
实验现象： 铜片、锌片表面均附 着红色固体 电流表指针偏转，但 电流逐渐衰减。
减少电流的衰减，提高原电池的工作 效率
第 1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
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。
任务二 原电池装置的改进优化
核心问题：使还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触
第 11 页
↑
Cl- K+
↑
注意：①盐桥中琼胶的作用是防止管中溶液流出 ②离子只出不进
盐桥中通常装有 含KCl饱和溶液的 琼胶， K+和Cl-可 在其中自由移动
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
第一节 第1课时 原电池的工作原理
第一节原电池第1课时原电池的工作原理学业要求核心素养建构1.认识化学能转化电能的实际意义及其重要应用。
2.能分析、解释原电池的工作原理。
3.能设计简单的原电池。
『知识梳理』一、原电池1.概念：利用氧化还原反应原理将化学能转化为电能的装置。
2.构成条件：(1)具有两个活泼性不同的电极。
(2)合适的离子导体(如电解质溶液)。
(3)形成闭合回路。
(4)能自发地发生氧化还原反应。
3.工作原理(以铜锌原电池为例)：(1)实验现象。
①电流表指针发生偏转。
②锌片逐渐溶解。
③铜片上有红色物质沉积。
④将盐桥取出，电流表指针回到零点。
(2)工作原理。
电极Zn电极Cu电极电极名称负极正极得失电子失电子得电子电子流向流出流入反应类型氧化反应还原反应电极反应式Zn－2e－===Zn2＋Cu2＋＋2e－===Cu总反应式Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu4.盐桥：盐桥中装有含KCl饱和溶液的琼胶，离子在其中自由移动。
[微自测]1.为了避免锌片与Cu2＋直接接触发生反应而影响原电池的放电效率，有人设计了如下装置，按要求完成以下填空：(1)此装置工作时，可以观察到的现象是________________，电池总反应式为________________。
(2)以上电池中，锌和锌盐溶液组成________，铜和铜盐溶液组成________，中间通过盐桥连接起来。
(3)电池工作时，硫酸锌溶液中SO2－4向________移动，硫酸铜溶液中SO2－4向________移动。
(4)此盐桥内为饱和KCl溶液，盐桥是通过________移动来导电的。
在工作时，K ＋移向________。
解析该装置为锌铜原电池，总反应式为Zn＋Cu2＋===Cu＋Zn2＋，电池工作时，观察到①电流计指针发生偏转，②锌片不断溶解，③铜片上有红色物质析出，其中Zn与ZnSO4溶液组成锌半电池，Cu与CuSO4溶液组成铜半电池。
电池工作时，ZnSO4溶液中SO2－4向负极(锌电极)移动，CuSO4溶液中SO2－4向盐桥移动，而盐桥中的K＋向正极区(CuSO4溶液)移动，Cl－向负极区(ZnSO4溶液)移动，这样靠离子的移动形成闭合回路。
4.1.1 原电池的工作原理
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 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溶液中发生的化学反应与该原电池反 应相同 A． ①② B．②③ C．②④ D．③④
正、负极的判断
微 根据电子流动方向
观
电子流出的极 电子流入的极
原电池原理的应用
1. 比较金属活动性强弱
对于酸性电解质，一般是负极金属的活动性较强，正极金属的活动性较弱。 2. 加快氧化还原反应的速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。
例如：实验室制取氢气时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应速率快；或向溶液中
滴入几滴硫酸铜溶液，产生氢气的速率加快。 3. 设计化学电池 (1)理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。 (2)外电路：还原性较强的物质在负极上失去电子，氧化性较强的物质在正极 上得到电子。 (3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。
1、有一个自发进行的氧化还原反应 2、要有电极材料 3、电解质溶液 4、组成闭合回路 5、装置
设计盐桥原电池的思路： Zn+2Ag+=Zn2++2Ag
还原剂和氧化产物为负极的半电池 氧化剂和还原产物为正极的半电池
根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液 外电路用导线连通，可以接用电器 内电路是将电极浸入电解质溶液中，并通过盐桥沟通内电路 画出装置示意图
（4）两个电极必须相连并形成闭合回路。
电极材料
两种活泼不同的金属。 一种金属与一种非金属（如石墨）。 两电极都是其它材料。
两极一液成回路，氧化还原是中心
判断下列装置能否构成原电池
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 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溶液中发生的化学反应与该原电池反 应相同 A． ①② B．②③ C．②④ D．③④
正、负极的判断
微 根据电子流动方向
观
电子流出的极 电子流入的极
原电池原理的应用
1. 比较金属活动性强弱
对于酸性电解质，一般是负极金属的活动性较强，正极金属的活动性较弱。 2. 加快氧化还原反应的速率
构成原电池的反应速率比直接接触的反应速率快。
例如：实验室制取氢气时，粗锌比纯锌与稀硫酸反应速率快；或向溶液中
滴入几滴硫酸铜溶液，产生氢气的速率加快。 3. 设计化学电池 (1)理论上，任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。 (2)外电路：还原性较强的物质在负极上失去电子，氧化性较强的物质在正极 上得到电子。 (3)内电路：将两电极浸入电解质溶液中，阴、阳离子作定向移动。
1、有一个自发进行的氧化还原反应 2、要有电极材料 3、电解质溶液 4、组成闭合回路 5、装置
设计盐桥原电池的思路： Zn+2Ag+=Zn2++2Ag
还原剂和氧化产物为负极的半电池 氧化剂和还原产物为正极的半电池
根据电极反应确定合适的电极材料和电解质溶液 外电路用导线连通，可以接用电器 内电路是将电极浸入电解质溶液中，并通过盐桥沟通内电路 画出装置示意图
（4）两个电极必须相连并形成闭合回路。
电极材料
两种活泼不同的金属。 一种金属与一种非金属（如石墨）。 两电极都是其它材料。
两极一液成回路，氧化还原是中心
判断下列装置能否构成原电池
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
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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。
课件《原电池的工作原理》精美PPT课件_人教版1
B项，太阳能集热器是把太阳能转化为热能，故错误；
形成条件一： B项中的两电极材料与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；
据装置乙知活动性：B>C，正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu；
活泼性不同的两个电极 (3)构成原电池的条件
电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。 B项中的两电极材料与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；
【实验探究三】
A
在探究二装置的导线中间接入一个电流表，
观察电流表的指针是否偏转? [实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，
无气泡，电流表的指针发生偏转。 [实验结论]：导线中有电子的定向移动，有电流通过。
通过这个装置，我们实现了把 氧化还原反应 的电子转移变成电子的定向移 动，从而产生 电流 ，化学能 直接 转化为 电能 。
理解原电池的概念及工作原理。
④能自发发生的氧化还原反应（指放热的氧化还原反应）。
电子流进（或电流流出）的一极
（可以） （可以） (2019·吉安适应性测试)如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是
据装置丙知活动性：D>A，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故c(H＋)减小，pH增大。
由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
【实验探究二】用导线把锌片和铜片连接起来， 插入到稀H2SO4中,观察现象。
[实验现铜象片]：上有气泡产生；锌片加速溶解，表面 无气泡产生。
思考与交流二：
通过实验现象分析，当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中 时，较活泼的Zn失去电子被氧化成Zn2+进入溶液，电子由锌片通过导线流 向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子被还原成氢气从铜片上逸出。如何通 过更直观的实验现象来证明上述装置的导线中有电子的定向移动呢？
原电池的工作原理 高二化学(人教版2019选择性必修1)
铜片 2H++2e-=H2↑
电流传感器
宏观现象
锌片表面产生气泡 铜片表面产生气泡 开始电流强度较大，随后减弱
思考与交流：
1.为什么电流会逐渐减小？ 2.能否阻止Cu2+在锌片表面还原？
单液原电池
思考1： 锌极上有气泡产生说明什么问题？ 一部分H+直接在锌片表面得电子生成H2
思考2： H+在锌片上得电子会导致什么后果？ 锌失去的电子没有完全经过导线，导致化学
A
Zn
Cu
A
Zn
Cu
H2SO4溶液
ZnSO4溶液 H2SO4溶液
1.锌片可以插入什么溶液中?
2.怎样能使电解质溶液连通构成原电池？
双液—盐桥电池
科学视野
溶液的导电能力与离子的迁移速率有关
阴阳离子的迁移速率接近可以提高导电能力
298.15K时一些离子在水溶液中的离子迁移率U(m2•S-1 • V-1)
双液原电池的工作原理
思考4：盐桥中有电子流过吗？ 没有
思考5：两溶液中的离子能通过盐桥吗？ 只出不进
不能，两溶液中SO42-浓度不变
Zn片
思考6：盐桥中K+和Cl-的移动方向？
K+向正极移动，Cl-向负极移动；
思考7：盐桥有什么作用？
K＋
1.沟通内电路，形成闭合回路；
K＋
2.提供离子，保持两溶液电中性；
能转化成电能效率降低，电池寿命短。
思考3：如何避免H+在锌片上得电子，提高 原电池能量转化效率?
锌片不能伸入H2SO4溶液中
【交流 ·研讨一】 如何改进原电池装置？
再
A
A
探 单
Zn
Cu
电流传感器
宏观现象
锌片表面产生气泡 铜片表面产生气泡 开始电流强度较大，随后减弱
思考与交流：
1.为什么电流会逐渐减小？ 2.能否阻止Cu2+在锌片表面还原？
单液原电池
思考1： 锌极上有气泡产生说明什么问题？ 一部分H+直接在锌片表面得电子生成H2
思考2： H+在锌片上得电子会导致什么后果？ 锌失去的电子没有完全经过导线，导致化学
A
Zn
Cu
A
Zn
Cu
H2SO4溶液
ZnSO4溶液 H2SO4溶液
1.锌片可以插入什么溶液中?
2.怎样能使电解质溶液连通构成原电池？
双液—盐桥电池
科学视野
溶液的导电能力与离子的迁移速率有关
阴阳离子的迁移速率接近可以提高导电能力
298.15K时一些离子在水溶液中的离子迁移率U(m2•S-1 • V-1)
双液原电池的工作原理
思考4：盐桥中有电子流过吗？ 没有
思考5：两溶液中的离子能通过盐桥吗？ 只出不进
不能，两溶液中SO42-浓度不变
Zn片
思考6：盐桥中K+和Cl-的移动方向？
K+向正极移动，Cl-向负极移动；
思考7：盐桥有什么作用？
K＋
1.沟通内电路，形成闭合回路；
K＋
2.提供离子，保持两溶液电中性；
能转化成电能效率降低，电池寿命短。
思考3：如何避免H+在锌片上得电子，提高 原电池能量转化效率?
锌片不能伸入H2SO4溶液中
【交流 ·研讨一】 如何改进原电池装置？
再
A
A
探 单
Zn
Cu
原电池的工作原理ppt课件
电子流向： 负极 → 正极 电流方向： 正极 → 负极
外电路
e-
锌片：Zn－2e- = Zn2+
氧化反应 负极
正极
铜片： 2H+＋2e- = H2↑
还原反应
内电路
H+ H+
电子不下水 离子不上岸
离子移动： 阳离子(+)：向正极，阴离子(-) : 向负极。
总反应： Zn＋2H+ = Zn2+＋H2↑
建构原电池认知模型
【重点难点】 原电池的工作原理，电极反应式的书写
【知识回顾】
什么是原电池？
把化学能转化成电能的装置
构成原电池需要哪些条件？
反应
自发的氧化还原反应
电极材料 离子导体
两个能导电的电极 电解质溶液或熔融电解质
四个基本要素
电子导体 导线、电极等
一、单液原电池
Cu-H2SO4(aq)-Zn原电池（必修）
e-
CuSO4溶液
三、隔膜电池
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。
只允许阴离子通过
只允许阳离子通过
只允许H+通过
总结
名称
单液原电池
双液原电池
隔膜原电池
优点
电流强
避免氧化剂与还原剂 1、氧化剂与还原剂不 直接接触，寿命长 直接接触，寿命长
2、内阻小，电流强
缺点 1、电流容易衰减 2、氧化剂与还原 剂直接接触，不工 作也会发生反应
2、如何避免Cu2+在锌片上得电子，提高电能转化效率? 锌片与Cu2+不直接接触。
【思考】负极区域应该用什么电解质溶液呢？ A 、CuSO4溶液 B、ZnSO4溶液
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
③N、E用导线连接放入E的硫酸盐溶液中,电极反应为E2＋＋2e－=E，
N－2e－=N2＋。则这种金属的还原性由强到弱的顺序是( A )
A．P＞M＞N＞E
B．E＞N＞M＞P
C．P＞N＞M＞E
D．E＞P＞M＞N
课堂练习11：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：
课堂练习7：高密度储能电池锌溴电池如图所示，总反应为Zn+Br2=ZnBr2。 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
课堂练习8：控制合适的条件，将反应2Fe3＋＋2I－
隔膜型原电池及原理： 阳离子交换膜：只允许阳离子通过 阴离子交换膜：只允许阴离子通过 质 子 交 换 膜：只允许H+通过
课堂练习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
所示的原电池。下列判断不正确的是 (D )
2Fe2＋＋I2设计成如图
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. 电流表读数为零时，反应达到化学平衡状态 D. 电流表读数为零后，向甲中加入FeCl2固体，
乙中的石墨电极为负极
《原电池的工作原理》课件(鲁科版选修4)第1课时
随堂检测
1、把金属甲和乙分别插入稀硫酸中，观察到 、把金属甲和乙分别插入稀硫酸中， 金属甲表面有气泡产生， 金属甲表面有气泡产生，金属乙表面无气 泡产生， 泡产生，此实验说明甲的金属活动性比乙 的 强；若把这两种金属用导线连接后平行 插入稀硫酸中， 插入稀硫酸中，则可观察到金属 乙 的表面 有气泡产生， 有气泡产生，一段时间后金属 甲 的质量减 少。
A
Cu Zn A
Zn
Cu
H2SO4
ZnSO4
H2SO4
例2、 、
四块金属片浸入稀硫酸中， 把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用 、 、 、 四块金属片浸入稀硫酸中 导线两两相连组成原电池。 、 相连时 相连时， 为 导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为 负极； 、 相连时 电流由d到 ； 、 相连时 相连时， 相连时， 负极；c、d相连时，电流由 到c；a、c相连时， c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气 极上产生大量气泡， 、 相连时 相连时， 上有大量气 极上产生大量气泡 泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为： 泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为： ( B ) A．a > b > c > d ． C．c > a > b .> d ． B．a > c > d > b ． D．b > d > c > a ．
Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu
化学能
热能
自主探究1 自主探究
实验2. 如果锌片加入CuSO4溶液的反应是放热反应， 溶液的反应是放热反应， 放热反应 实验 如果锌片加入 请设计实验将该反应释放的能量转化为电能 电能并 请设计实验将该反应释放的能量转化为电能并 实施你所设计的实验。 实施你所设计的实验。 试剂和仪器： 溶液，锌片，铜片， 试剂和仪器：CuSO4溶液，锌片，铜片，温度 检流计，导线，大烧杯。 计，检流计，导线，大烧杯。 思考并设计实验方案，预测实验 的现象和结论 的现象和结论。 思考并设计实验方案，预测实验2的现象和结论。
第一课时：原电池工作原理 (实验班)
第三节：化学能转化为电能——电池第一课时：原电池工作原理 （实验班） NO.9学习目标：1．理解原电池工作原理。
2．会写电极反应式，能够判断原电池正负极3. 会设计简单的原电池 4、了解各种原电池的工作原理重点难点：原电池工作原理，各种特殊原电池工作原理，原电池电极反应式及总式的书写。
复习回顾：1、电解池是一种将 能转变为 能的装置。
2、写出用碳棒做电极电解硝酸铜溶液的离子方程式 ___ 学习过程：思考：1.在实验①中 能转化 能。
实验中③ 能转化 能。
2. 锌片的电子为什么会流向铜片？3.铜片上为什么有气体产生？4. 锌片的质量会有什么变化？5. 从氧化还原反应的角度来分析两极各发生了什么反应？6. 从能量转变的观点来分析，原电池是一种什么装置？【归纳总结】1、概念：的装置，称之为原电池 思考：下列装置可构成原电池的有哪些？ 注意：构成原电池要有四个基本条件： （1）溶液必须为（2）两个电极，其中一个相对 ，另一个相对较 。
两个电极直接或间接的连接在一起，并插入电解质溶液中。
E F（3）能自发地发生 。
（4）必须形成 。
【例1】：下列装置能够组成原电池，产生电流的是( )2、分析Zn –H 2SO 4溶液—Cu 原电池（右图）反应原理：由于_____活泼，容易_____电子,锌原子失去电子被______成Zn 2+进入溶液，锌片的质量减小,失去的电子通过导线流向铜片, 溶液中的______从铜片得到电子而被______形成氢原子, 氢原子再结合成氢气分子从铜片上逸出。
电极反应式：负极:____________________正极:___________________总反应方程式:_____________________, 离子方程式:_________________________【总结】电极的判断：负极发生氧化反应，正极发生还原反应电子流向： → 导线 →【交流·研讨】阅读课本P 22，图1—3—4的装置不加盐桥能否构成原电池？___________ 加入盐桥呢？现象是_______________________________。
第1课时 原电池的工作原理
以可以把 Cu 电极换成能导电的石墨。
活动 3
上述实验设计的电池因锌与 CuSO4 溶液直接接触能反应,时间稍长电流很快就
2+
减弱,效率比较低,不适合实际应用。若设计成双液原电池,避免了 Cu 在锌片上直接还原析
出铜,以延长电池的放电时间,提高供电效率。
(1)下图装置能构成原电池吗?若不能,怎样才能构成原电池?
个电极;②有电解质溶液;③形成闭合回路;④能自发进行的氧化还原反应。
活动 2
-1
请根据药品和仪器:1 mol·L CuSO4 溶液、铜片、锌片、导线、电流计、烧杯,
组装一个原电池装置,确定电极材料、电极反应物、电解质溶液,并将实验现象与大家分享。
答案
;负极材料为锌片,正极材料为铜片,负极反应物为锌片,正极反应物
为 CuSO4 溶液,电解质溶液为 CuSO4 溶液。
现象:锌片不断溶解,铜片逐渐加厚,CuSO4 溶液颜色变浅,电流计指针发生偏转。
微思考
1.若将 CuSO4 溶液换成稀硫酸能形成电流吗?
答案
能。
2.可以将锌铜原电池中的 Cu 电极换成石墨吗?为什么?
答案
可以;因为 Cu 在该原电池中起到传递电子的作用,其本身并未参与电极反应,所
锌作负极;D 项,发生的电池总反应是 Zn+Cu
2+
2+
Zn +Cu。
2.某原电池装置如图所示。下列有关叙述正确的是( AD )。
-
A.电池工作中,盐桥中的 Cl 向负极移动
+
B.负极反应式:2H +2e
-
H2↑
C.工作一段时间后,两烧杯中溶液 pH 均不变
D.Fe 作负极,发生氧化反应
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盐桥 锌棒 铜棒
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
盐桥：在U型管中装满用饱和KCl或 1、优点：最大程度的 NH4NO3琼脂溶液作成的。离子在盐桥 将能量转化为电能； 中能定向移动，通过盐桥将两个隔离 的电解质溶液连接起来。可使电流传 2、两个装置在本质上 导。
是相同的。
2、写出下列原电池装置中的电极反应和电池反应
第3节 化学能转化为电能——电池
纽扣电池
普通电池
铅酸蓄电池
锂离子电池
实验探究
１、将锌粉加入到CuSO4溶液中，测量溶液 温度变化，分析能量变化情况。
反应前溶液温度（℃） 反应后溶液温度（℃） 结论 化学能转化为热能
锌棒
2、设计实验方案将化学能转化为电能 实验 现象 检流计指针 发生偏转
反应前后溶液温度 升高 变化
负极：Fe -2e-= Fe2+
H2 + Fe2+
小结：原 电 池 工 作 原 理（构成条件） e外电路
失电子 （氧化反应）
负极
正极
得电子 （还原反应）
阴离子移动方向
内电路
电解质溶液
阳离子移动方向
伏打电堆
在很早的时候，人们就发现海里的动物电鳐、电鳗能放出电来，于是称这些电为动物电。意 大利动物学家和医生伽伐尼就是对动物电感兴趣的人之一，他在偶然的机会中发现了一种动物电， 后来称之为“伽伐尼电流”。 有一次，伽伐尼家吃青蛙，他的妻子不小心将钢制的小刀掉在铜盘上，铜盘里的放着剥了皮 的青蛙，当小刀和铜盘接触的时候，青蛙腿竟然抽搐起来，他的妻子吓得尖叫起来。伽伐尼想， 会不会是青蛙本身会发出电呢？人们知道海里的动物电鳐、电鳗就能放出电来。经过多次实验， 伽伐尼认为青蛙体内也能发电，这就是动物电。但有一个人不赞成他的说法，这就是意大利科学 家伏打。 伏打通过实验，发现伽伐尼动物电的说法并不正确，因为他用其他已知的电去通过青蛙肉， 发现青蛙肌肉也会发生抽搐，这证明电并不是来自青蛙，青蛙只是通过电。伽伐尼的实验中，是 因为铜盘和钢刀通过湿润的青蛙身体接触产生了电流。由此他想到可不可以用其他的金属和湿的 物体产生电流呢？经过无数次的实验，伏打发明了伏打电堆：由几十个银与锌的圆板相互迭加起 来，在每一个银板与锌板之间放上一张浸液片，这样就做成了一个电堆，它能产生相当多的电。 这就是动电的来源。伏打不仅用这个电堆产生了同静电一样的电，而且还可以将这种电储存起来， 想用的时候就用，不会像装静电的莱顿瓶一次用完。伏打发明的这种电池和我们今天的干电池原 理一样。
原电池 装置图 电极反应
Cu 正极： 2+ + 2e= Cu
电池反应离子方程式
负极： Fe -2e-= Fe2+
正极： + + 2e-= 2Ag 2Ag 负极： -2e-= Fe2+ Fe
正极： + + 2e= H2 2H
Cu2++Fe = Cu+ Fe2+ ＿
﹏ ﹏
+
2Ag++Fe = 2Ag+Fe2+ ＿ 2H ＿ ﹏ + Fe =
观察下列装置图，判断哪些属于原电 池？总结形成原电池的条件有哪些？
Ａ
Ｂ
√
H2SO4
Ｃ
√
Ｄ
Ｅ
F
构成原电池的条件
①两种活动性不同的金属(或一种是非 金属导体)作电极。 ②电解质溶液。 ③必须形成闭合回路。
前提：自发的氧化还原反应。
观察· 思考
1、插入盐桥后检流计指针是否偏转？该装置 否为原电池？ 2、若是原电池，试写出两极的电极反应式。 3、与前述原电池相比，该装置有什么特点？
发明电池的伏打
该装置能够将化学能转化为电能 实பைடு நூலகம்结论 同时伴有少量热量的释放。
锌棒
铜棒
锌棒
铜棒
原电池： 将化学能转化为电能的装置。
Zn较活泼
负极 电子流出 失电子 发生氧化反应
Cu较不活泼
正极
工作原理
电子定向移动（电流）
电子流入
原电池
得电子
电子的转移 氧化还原反应
发生还原反应
金属溶解（质量减少） 析出金属（质量增加）