最新高考化学必修化学：4.1《原电池》课件(新人教版选修4)
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第四章 电化学基础
第一节 原 电 池
学习目标：
1.体验化学能与电能相互转化的探究过程。 2.进一步了解原电池的工作原理和构成原电池
的条件。 3.能够书写电极反应式和电池反应方程式. 4.初步形成判断、分析、设计原电池的能力。
电池发明的小故事
（意大利生物 学家伽伏尼）
1791年他在实验室解剖时, 将悬有去了皮的青蛙腿的铜 钩挂在铁架台上，发现蛙腿 会有肌肉抽搐的现象。伽伏 尼认为动物的组织会产生电 流，而金属是传递电流的导 体。
他从独特的角度认为电 流是由两种不同的金属产 生的，经过一系列的实验， 终于在1800年成功研制 了世界上第一个能产生稳 （法国物理定电流的电池（见下图）。
学家、化学 家伏特）
一、原电池的工作原理
（1）把氧化反应和还原反应分开在不同区域进
行，再以适当方式连接，可以获得电流。
①在这类电池中，用还原性较强的物质作为负极， 负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作 为正极，正极从外电路得到电子。
为了避免发生这种现象，设计如下图（书 P71图4-1）所示的原电池装置，你能解释它 的工作原理吗？
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？
参考教材72页 得出结论
在整个装置的电流回路中，溶液中的电 流通路是靠离子迁移完成的。Zn失去电 子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液 因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则 由于Cu2+ 变为Cu ，使得 SO42-相对较多 而带负电荷。溶液不保持电中性，这两 种因素均会阻止电子从锌片流向铜片， 造成电流中断。
①活泼性不同 的两种金属。如锌铜原电池， 锌作负极，铜作正极
②金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极， 石墨棒作正极
③金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极， PbO2作正极 ④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极 均可用Pt
五、对铜锌原电 池工作原理的进一步探究
上图是原电池，如果用它 做电源，不但效率低，而 且时间稍长电流就很快减
属的活动性顺序由强到弱的为 ( ) B
A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
2、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处， 用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之 平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液， 片刻后可观察到的现象是
（4）内部条件：能自发进行氧化还 原反应。
下列装置中电流表指针会发生偏转的
是（
）
三、原电池的正负极的判断方法
微观判断
（根据电子流动
方向）
电子流出的极 电子流入的极
——负极 ——正极
宏观判断： ①根据电极材料
较活泼的电极材料 ——负极
②根据原电池电极 发生的反应
较不活泼的电极材料——正极 发生氧化反应的极 ——负极
弱，因此不适合实际应用。 这是什么原因造成的呢？ 有没有什么改进措施？
硫酸铜溶液
造成的主要原因：由于锌片与硫酸铜溶液直 接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液 中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少 量的铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表 面也构成了原电池，进一步加速铜在负极锌 表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。 当锌片表面完全被铜覆盖后，不在构成原 电池了，也就没有电流在产生。
发生还原反应的极 ——正极
③根据电极增重还是减重
质量增加的电极 ——正极
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
1.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中， 用导线两两相连组成原电池。若a、b相连 时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c； a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d 相连时，b上有大量气泡产生，则四种金
A. 铁圈和银圈左右摇摆不定
B. 保持平衡状态
C. 铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜
D. 银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜 D
四、电解质溶液和电极材料的选择 （电池的电极必须导电）
电解质溶液一般要能够与负极发生反 应。但若是两个半反应分别在两个烧 杯中进行，则左右两个烧杯中的电解 质溶液应 与电极材料具有相同的阳离 子。
由于盐桥（如KCl）的存在，其中 阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移，阳 离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分 别中和过剩的电荷，保持溶液的电中 性，因而放电作用不间断地进行，一 直到锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解质溶液 与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3 代替KCl作盐桥。
②在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通 过阴阳离子的定向运动而形成内电路。
G
Zn
Cu
提炼 模型
稀H2SO4
➢此铜锌原电池装置中 正负极分别发生了什么 反应？ ➢电流是如何产生的？
G
Zn
Cu
稀H2SO4
负极：氧化反应 Zn－2e－＝Zn2+
正极：还原反应 2H＋＋2e－＝H2↑
电子e-
电流
H+Zn2+
SO42-
复习回顾:
判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？
（可以） （不可以）
（可以）
（可以）
形成条件一： 活泼性不Fra Baidu bibliotek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
形成条件二：电极需插进电解质溶液中
形成条件三：必须形成闭合回路
二.构成原电池的条件
（1）有两种活动性不同的金属（或一 种是非金属单质或金属氧化物）作电极。 （2）电极材料均插入电解质溶液中。 （3）两极相连形成闭合电路。
盐桥的作用： （1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接 接触。
（2）平衡电荷。
第一节 原 电 池
学习目标：
1.体验化学能与电能相互转化的探究过程。 2.进一步了解原电池的工作原理和构成原电池
的条件。 3.能够书写电极反应式和电池反应方程式. 4.初步形成判断、分析、设计原电池的能力。
电池发明的小故事
（意大利生物 学家伽伏尼）
1791年他在实验室解剖时, 将悬有去了皮的青蛙腿的铜 钩挂在铁架台上，发现蛙腿 会有肌肉抽搐的现象。伽伏 尼认为动物的组织会产生电 流，而金属是传递电流的导 体。
他从独特的角度认为电 流是由两种不同的金属产 生的，经过一系列的实验， 终于在1800年成功研制 了世界上第一个能产生稳 （法国物理定电流的电池（见下图）。
学家、化学 家伏特）
一、原电池的工作原理
（1）把氧化反应和还原反应分开在不同区域进
行，再以适当方式连接，可以获得电流。
①在这类电池中，用还原性较强的物质作为负极， 负极向外电路提供电子；用氧化性较强的物质作 为正极，正极从外电路得到电子。
为了避免发生这种现象，设计如下图（书 P71图4-1）所示的原电池装置，你能解释它 的工作原理吗？
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？
参考教材72页 得出结论
在整个装置的电流回路中，溶液中的电 流通路是靠离子迁移完成的。Zn失去电 子形成的Zn2+进入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液 因Zn2+增多而带正电荷。同时，CuSO4则 由于Cu2+ 变为Cu ，使得 SO42-相对较多 而带负电荷。溶液不保持电中性，这两 种因素均会阻止电子从锌片流向铜片， 造成电流中断。
①活泼性不同 的两种金属。如锌铜原电池， 锌作负极，铜作正极
②金属和非金属。如锌锰干电池，锌作负极， 石墨棒作正极
③金属和化合物。如铅蓄电池，铅版作负极， PbO2作正极 ④惰性电极。如氢氧燃料电池中，两根电极 均可用Pt
五、对铜锌原电 池工作原理的进一步探究
上图是原电池，如果用它 做电源，不但效率低，而 且时间稍长电流就很快减
属的活动性顺序由强到弱的为 ( ) B
A．a > b > c > d B．a > c > d > b C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
2、如图所示，在铁圈和银圈的焊接处， 用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之 平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液， 片刻后可观察到的现象是
（4）内部条件：能自发进行氧化还 原反应。
下列装置中电流表指针会发生偏转的
是（
）
三、原电池的正负极的判断方法
微观判断
（根据电子流动
方向）
电子流出的极 电子流入的极
——负极 ——正极
宏观判断： ①根据电极材料
较活泼的电极材料 ——负极
②根据原电池电极 发生的反应
较不活泼的电极材料——正极 发生氧化反应的极 ——负极
弱，因此不适合实际应用。 这是什么原因造成的呢？ 有没有什么改进措施？
硫酸铜溶液
造成的主要原因：由于锌片与硫酸铜溶液直 接接触，在反应一段时间后，难以避免溶液 中有铜离子在锌片表面直接还原，一旦有少 量的铜在锌片表面析出，即在负极（锌）表 面也构成了原电池，进一步加速铜在负极锌 表面析出，致使向外输出的电流强度减弱。 当锌片表面完全被铜覆盖后，不在构成原 电池了，也就没有电流在产生。
发生还原反应的极 ——正极
③根据电极增重还是减重
质量增加的电极 ——正极
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
1.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中， 用导线两两相连组成原电池。若a、b相连 时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c； a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d 相连时，b上有大量气泡产生，则四种金
A. 铁圈和银圈左右摇摆不定
B. 保持平衡状态
C. 铁圈向下倾斜，银圈向上倾斜
D. 银圈向下倾斜，铁圈向上倾斜 D
四、电解质溶液和电极材料的选择 （电池的电极必须导电）
电解质溶液一般要能够与负极发生反 应。但若是两个半反应分别在两个烧 杯中进行，则左右两个烧杯中的电解 质溶液应 与电极材料具有相同的阳离 子。
由于盐桥（如KCl）的存在，其中 阴离子Cl-向ZnSO4溶液扩散和迁移，阳 离子K+则向CuSO4溶液扩散和迁移，分 别中和过剩的电荷，保持溶液的电中 性，因而放电作用不间断地进行，一 直到锌片全部溶解或 CuSO4溶液中的 Cu2+几乎完全沉淀下来。若电解质溶液 与KCl溶液反应产生沉淀，可用NH4NO3 代替KCl作盐桥。
②在原电池的内部，两极浸在电解质溶液中，并通 过阴阳离子的定向运动而形成内电路。
G
Zn
Cu
提炼 模型
稀H2SO4
➢此铜锌原电池装置中 正负极分别发生了什么 反应？ ➢电流是如何产生的？
G
Zn
Cu
稀H2SO4
负极：氧化反应 Zn－2e－＝Zn2+
正极：还原反应 2H＋＋2e－＝H2↑
电子e-
电流
H+Zn2+
SO42-
复习回顾:
判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？
（可以） （不可以）
（可以）
（可以）
形成条件一： 活泼性不Fra Baidu bibliotek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
形成条件二：电极需插进电解质溶液中
形成条件三：必须形成闭合回路
二.构成原电池的条件
（1）有两种活动性不同的金属（或一 种是非金属单质或金属氧化物）作电极。 （2）电极材料均插入电解质溶液中。 （3）两极相连形成闭合电路。
盐桥的作用： （1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接 接触。
（2）平衡电荷。