人教版化学选修四原电池
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人教版高中化学选修四 化学电源 PPT课件
特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。
燃料电池汽车
四、燃料电池：
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能 直接转换成电能的化学电池。（氢气、烃、肼、甲 醇、氨、煤气燃料电池……）
1、氢氧燃料电池
中性 负极: 2H2-4e-==4H+ 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
负极 4Al-12e-=4Al3+ 正极 3O2+6H2O+12e-=12OH总反应式： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
练习6: 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而 得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液， 电流总反应式为：
Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s
铅蓄电池的充放电过程：
Pb+PbO2+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
优点： 可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉 缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境
➢其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂离子电 池……
2、银锌蓄电池
正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞 合金，电解质溶液KOH溶液。反应式为： 2Ag+Zn(OH充)放2 电电 Zn+Ag2O+H2O 写出放电时的电极反应式。
Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2++Mn2O3 + 2NH3 + H2O
优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
2、碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极：（Zn）
燃料电池汽车
四、燃料电池：
燃料电池是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能 直接转换成电能的化学电池。（氢气、烃、肼、甲 醇、氨、煤气燃料电池……）
1、氢氧燃料电池
中性 负极: 2H2-4e-==4H+ 正极: O2+2H2O+4e-==4OH总反应: 2H2+O2==2H2O
负极 4Al-12e-=4Al3+ 正极 3O2+6H2O+12e-=12OH总反应式： 4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3
练习6: 碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而 得到广泛应用。锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液， 电流总反应式为：
Zns＋2MnO2s＋H2Ol＝ZnOH2s＋Mn2O3s
铅蓄电池的充放电过程：
Pb+PbO2+2H2SO4
放电 充电
2PbSO4+2H2O
优点： 可重复使用、电压稳定、使用方便、安全可靠、 价格低廉 缺点： 比能量低、笨重、废弃电池污染环境
➢其它二次电池
镍镉电池、镍氢电池、银锌电池、锂离子电 池……
2、银锌蓄电池
正极壳填充Ag2O和石墨，负极盖填充锌汞 合金，电解质溶液KOH溶液。反应式为： 2Ag+Zn(OH充)放2 电电 Zn+Ag2O+H2O 写出放电时的电极反应式。
Zn + 2MnO2 + 2NH4+ = Zn2++Mn2O3 + 2NH3 + H2O
优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
2、碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 负极：（Zn）
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四4.1《原电池》课件 (共19张PPT)
第一节 原电池
下列装置中能构成原电池的是：
A
没有两个活泼性不同的导体作电极
B
C
没有电解质溶液
D
没有形成闭合回路
原电池的构成条件:
• 1.能自发进行氧化还原反应 • 2.两个活泼性不同的导体作电极 • 3.有电解质溶液 • 4.形成闭合回路
实验探究㈠
请根据反应：Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
本堂小结
⒈原电池的功能: ⒉原电池的工作原理：
⒊原电池输出电能的能力：
本堂小结
⒈原电池的功能:将化学能转化为电能 ⒉原电池的工作原理： ①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。 ②在原电池的内部，通过阴阳离子的定向移动而形 成内电路。 ⒊原电池输出电能的能力，取决于 ①装置设计的合理性； ②组成原电池的反应物的氧化还原能力。
练习
根据反应：Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag 设计一个带盐桥的原电池。 ⑴画出此原电池的装置简图； ⑵注明原电池的正负极； ⑶注明外电路中电子的流向； ⑷写出两个电极上的电极反应式。
实验方案
实验探究㈡
请根据反应：
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
设计一个能产生持续、稳定电流 的原电池，并进行实验。
实验装置构成及实验现象
正极
电极材料 电解质溶液
负极
装置图
连通两烧杯 溶液的材料
电流表读数 是否稳定
原电池的工作原理
e- → e- → 1.外电路中电子从
←ClK +→
设计一个原电池。
正极 电解质溶液 电极材料 负极 装置图
下列装置中能构成原电池的是：
A
没有两个活泼性不同的导体作电极
B
C
没有电解质溶液
D
没有形成闭合回路
原电池的构成条件:
• 1.能自发进行氧化还原反应 • 2.两个活泼性不同的导体作电极 • 3.有电解质溶液 • 4.形成闭合回路
实验探究㈠
请根据反应：Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
本堂小结
⒈原电池的功能: ⒉原电池的工作原理：
⒊原电池输出电能的能力：
本堂小结
⒈原电池的功能:将化学能转化为电能 ⒉原电池的工作原理： ①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。 ②在原电池的内部，通过阴阳离子的定向移动而形 成内电路。 ⒊原电池输出电能的能力，取决于 ①装置设计的合理性； ②组成原电池的反应物的氧化还原能力。
练习
根据反应：Cu+2AgNO3=Cu（NO3）2+2Ag 设计一个带盐桥的原电池。 ⑴画出此原电池的装置简图； ⑵注明原电池的正负极； ⑶注明外电路中电子的流向； ⑷写出两个电极上的电极反应式。
实验方案
实验探究㈡
请根据反应：
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu
设计一个能产生持续、稳定电流 的原电池，并进行实验。
实验装置构成及实验现象
正极
电极材料 电解质溶液
负极
装置图
连通两烧杯 溶液的材料
电流表读数 是否稳定
原电池的工作原理
e- → e- → 1.外电路中电子从
←ClK +→
设计一个原电池。
正极 电解质溶液 电极材料 负极 装置图
人教版高中选修四化学4.1 原电池ppt
CuSO4 溶液
电流表指针发生偏转，但 不稳定。两个电极上都有红 色物质生成
问题：该装置是否补构充成原实电验池？1电流表指针
发生偏转吗？铜电极上有什么现象？
现象：铜片表面明显有铜 析出，锌片逐渐溶解，电 流表指示无电流通过。
判断、假设：有原电池中电 极反应的特点；电流表指针 不动的原因可能与锌片与铜 片直接接触有关。
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，则四种金属的活动性
顺序由强到弱的为 ( )
A．a > b > c > d
B．a > c > d > b
C．c > a > b .> d D．b > d > c > a
六、【课后反思】 1.查漏知识点： 2.主要错题：
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
3、利用原电池的反应原理： Cu+2AgNO3=2Ag+Cu(NO3)2设计一个能持续 产生电流的原电池装置。
五、【课后作业】：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。
择决定命运，环境造就人生！
铜锌原电池
一、原电池
将化学能转变为电能的装置 1.组成——两个半电池、盐桥
盐桥：饱和 KCl 溶液(以琼 胶制作成冻胶)
盐桥的作用
①让溶液始终保持电中性使电极反应得以继续进行 ②使两个烧杯中的溶液连成一个通路
2、工作原理
外电路：Zn失去电子沿导线通过电流表进入 铜片
人教版高二化学选修4教学课件：第四章4.1 原电池(共12张PPT)
例：写出下列装置的电极反应式
二、设计原电池
设计思路
1. 写出电极反应式 将已知的氧化还原反应拆分为氧化反应和还原
反应两个半反应。 2. 确定电极材料
以两极反应原理为依据，确定电极材料。 如，发生氧化反应的物质为金属单质，可用该 金属直接作负极；用较不活泼的金属(或能导电的惰 性材料)作正极。 3. 确定电解质溶液 一般选用总反应式中的电解质溶液；若有盐桥 ，阳离子与电极相对应，电极不与电解质溶液反应
2. 工作原理
电极反Байду номын сангаас式的书写
(1)遵循离子方程式书写规则。 注意：生成难溶物沉积在电极上，不标“↓”。
(2)方法步骤 标变价→列物质→注得失→配守恒
负极：氧化反应，还原剂 − ne- ══ 氧化产物 正极：还原反应，氧化剂 + ne- ══ 还原产物 电池反应 = 负极反应式 + 正极反应式
注意：同时书写正负极反应式，以得失电子数 相等配平；书写单个电极反应式，化为最简整数比 。
第四章 电化学基础
第一节 原电池
一、原电池
−
+
1. 装置
盐桥：装有含琼胶的KCl饱和溶液 盐桥的作用： ① 构成闭合回路。 ② 平衡电荷。盐桥中的阴、阳离子定向迁移(溶液中的离子不能通过盐桥)，使电
解质溶液保持电中性，反应持续进行，能长时间稳定放电。 ③ 避免电极与电解质溶液直接反应，最大程度地将化学能转化为电能。
达标练习
教材 P73 习题
课后作业
学法 P105-106
这一 样个 的人 人所 才受 有的 学教 问育 。超
过 了 自 己 的 智 力 ，
You made my day!
我们，还在路上……
高中化学选修四原电池课件人教版
电流产生：正极 和负极之间形成 电势差，产生电 流
原电池的分类
干电池
充电电池
燃料电池
碱性电池
锂离子电池
镍镉电池
原电池的应用
化学电源：将化学 能转化为电能
工业生产：促进物 质转化
生物医学：为生命 活动提供能源
环保领域：处理废 物、净化环境
原电池中的氧化还原反 应
氧化还原反应的基本概念
氧化还原反应的定义：氧化还原反应是指物质之间发生的电子转移反应， 其中氧化剂获得电子并还原其他物质，而还原剂失去电子并被氧化。
氧化还原反应的电子转移
氧化还原反应的定 义：氧化还原反应 是指反应过程中有 电子转移的化学反 应。
电子转移的方向： 在氧化还原反应中， 电子从还原剂转移 到氧化剂。
电子转移的数目： 电子转移的数目与 反应中氧化剂和还 原剂的化合价变化 有关。
氧化还原反应的实 质：氧化还原反应 的实质是电子转移 ，即电子从一个原 子或分子转移到另 一个原子或分子。
高中化学选修四原 电池课件人教版
,
汇报人：
原电池的原理 和构成
原电池中的氧 化还原反应
原电池的组成 和结构
原电池的工作 原理和能量转 化
原电池的实际 应用和案例分 析
原电池的原理和构成
原电池的工作原理
氧化还原反应： 在原电池中， 氧化反应和还 原反应分别在 两个电极上发
生
电子转移：电 子通过导线从 负极流向正极， 实现化学能转
原电池与其他储能方式的比较
添加标题
原电池与干电池的比较：干电池是一种化学电源，通过化学反应将化学能转化为电能， 而原电池是一种将化学能直接转化为电能的装置。
添加标题
原电池与蓄电池的比较：蓄电池是一种可充电的化学电源，通过充电和放电过程实现能 量的储存和释放，而原电池是一种不可充电的化学电源。
人教版高中化学选修四课件第一节原电池原理
2019/2/2
5
一、原电池
1 什么是原电池？
把 化学能 转化为 电能 的 装置 就叫 原电池。
2019/2/2
6
2.构成原电池的条件是什么？
(1)有两个相连的电极
导体；
相连的形式可以多种多样的；
电极材料可以多种多样。 哪种是负极？ 两种活泼不同的金属。 电极本身都参与反应吗？ 一种金属与一种非金属（如石墨）。 哪个是负极？ 电极本身参与反应吗？ 也可以两电极都是其它材料。 哪个是负极？ 电极本身一定参与反应吗？
活泼性，还原性依次减弱。
2019/2/2 10
4 、 原 电 池 的 工 作 原 理 什 么 ？
2019/2/2 11
失e，沿导线传递，有电流产生
氧化反应 Zn-2e=Zn2+
还原反应
负极 铜锌原电池 正极
阳离子 阴离子
2H++2e-=H2↑
电解质溶液
阳离子
电 负极： Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 极 正极：2H++2e-=H ↑ （还原反应） 2 反 应 总反应： Zn+2H+=Zn2++H2↑ (离子方程式） Zn+H2SO4=ZnSO4+H2（化学方程式） ↑
15
2019/2/2
⑥
(× )
-＝Zn2+ Zn － 2e 负极：
⑦
(∨ )
正极： Cu2++2e-＝Cu 总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu 或Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu
2019/2/2 16
⑧
(× )
化学：第四章第一节《原电池》课件(人教版选修4)(共24张PPT)
总反应：Zn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu
负极(Zn)：Zn－2e- ＝Zn2+
④
正极(Cu)：2H++2e- ＝H2↑
(∨)
总反应：Zn+2H+＝Zn2++H2↑
负极(Fe)：Fe－2e - ＝Fe2+
⑤
正极(Ag)：Cu2++2e- ＝Cu
(∨)
总反应： Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
⑥ (×)
负极(Zn)：Zn－2e-＝Zn2+
生活中我们常使用各种各样的电池
手机专用电池
笔记本电脑专用电池
用于“神七”的太阳能电 池
实验探究
请根据反应：
Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu CuSO4
分析该反应氧化剂、还原剂及电子转移情 况和现象及反应快慢。
一、原电池的工作原理
氧化还原反应（本质：反应物之间有电子转移）
负极
（还原性）
2H2O+2e- H2 ↑+2 OH-
思考
原电池中电极反应的反应物一定来源于电极材料 和电解质溶液吗？
判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，
请说明理由；若是，请指出正负极名称，并
练
写出电极反应式.
习
①
②
(×)
(×)
负极（Zn)：Zn－2e-＝Zn2+
③
正极(Ag): 2H++2e-＝H2↑
(∨)
总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑
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A
Cu
Zn
A
Zn
Cu
H2SO4
人教版化学选修四原电池
ZnSO4
H2SO4
人教版化学选修四原电池
练习（上述原理的应用）P73.6
2. 根据下式所表示的氧化还原反应设计一个原电池。
Zn(S)+ Fe2+(aq) = Zn2+(aq) + Fe(S)
（1）装置可采用烧杯和盐桥，画出此原电池装置简图。 （2）注明原电池的正负极 （3）注明外电路中电子的流向
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，铅板作负极，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
人教版化学选修四原电池
人教版化学选修四原电池
请根据氧化还原反应 : Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ 设计成原电池。你有哪些可行方案?
电极和铜电极不接触,同时浸入到装有硫酸铜溶液的烧杯中，观察
电流计指针方向、锌电极变化及其读数的变化。
现象: 理论：电流计指针偏转,指示电子是
由锌极流向铜极; 锌极变细，铜极变粗； 实际：随着时间的延续, 铜极上很快就聚集了许 多氢气泡，把铜极跟稀硫酸逐渐隔开，这样就增 加了电池的内阻，使电流不能畅通。这种作用称 为极化作用。锌片上也逐渐被铜覆盖,电流计指针 偏转角度逐渐变小直至为零。
(4) 写出两电极的电极反应式
A
Zn
Fe
ZnSO4
人教版化学选修四原电池
FeCl2
(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。 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。 （2）电解质溶液的选择
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。
人教版化学选修四原电池
人教版化学选修四原电池
四、原电池的设计
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。
（电池的电极必须导电）
电极反应：
负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应） 正极（Cu）：Cu2++2e-=Cu（还原反应）
电池总反应：Zn+Cu2+=Zn2++Cu
+
-
2、判断电子的流动路线？溶液中阴、阳离子移动趋势？
外电路： 电子由负极（Zn片）流向正极（Cu片）；
内电路： 阳离子移向正极（Cu片）；阴离子移向负极（Zn片）。
思考:
用什么办法可避免Cu2+在锌片上也还原析出铜,以延长电池放电 时间提高供电效率?
设想：把锌电极与CuSO4溶液分开
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探究实验2 人教版化学选修四原电池
按课本P71图4-1所示, 将置有锌片的ZnSO4溶液和置 有铜片的CuSO4溶液分别通过导线与电流计连接，
有盐桥时现象:
人教版化学选修四原电池 人教版化学选修四原电池
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1780年，伽伐尼(Galvani,L.) 青蛙抽搐实验。
理论解释 ：生物电
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伏打对生物电观点的质疑
1800年建立伏打电堆模型。
伏打（Volta,A.1745-1827）
伏打电池是实用电池的开端。
人教版化学选修四原电池
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形形色色的电池
a极 b极
H2O
CH4
O2
KOHA 溶液
Cu
Zn
稀H2SO4
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复习：动画模拟原电池的原理
人教版化学选修四原电池
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一、对锌铜原电 池工作原理的进一步探究
探究实验1:将锌电极和铜电极分别通过导线与电流计连接,并使锌
盐桥制法：1)将热的琼胶溶液倒入U形管中(注意不要产
生裂隙)，将冷却后的U形管浸泡在KCl或NH4NO3的饱和 溶液中即可。2)将KCl或NH4NO3的饱和溶液装入U形管， 用棉花塞住管口即可。
人教版化学选修四原电池
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铜锌双液原 电 池 原 理
外电路 失e-，沿导线传递，有电流产生
3、盐桥的作用（参考课本P72第三段） （1）是离子通道，与外电路的电子通道相衔接；（2）是离 子库，为保持溶液电中性，氧化作用产生的Zn2+需要阴离子 来补充，Cu2+发生还原反应，需要阳离子来补充；而作为 KCl饱和溶液盐桥有足够的离子供给，所以是离子库。
人教版化学选针偏转,指示电 子是由锌极流向铜极有电流 通过电路,是原电池装置;
装置特点：
由两个半电池组成，锌 和锌盐组成锌半电池，铜和 铜盐组成铜半电池；每个半 电池中的电极与电解质溶液 互不反应，中间通过盐桥连接形成闭合回路。
人教版化学选修四原电池
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二、双液原电池的工作原理分析
1、确定该原电池的正、负极，并写出原电 池中的两个电极半反应和电池反应方程式。
练 一 练
负极： Cu Cu – 2e- = Cu2+
正极： 比Cu不活泼的金属或石墨
2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+
电解质溶液： Fe2(SO4 )3、FeCl3等
若是采用烧杯和盐桥装置图，采用的电解质溶液又是 什么？
人教版化学选修四原电池
人教版化学选修四原电池
课堂练习（上述原理的应用）
1.根据上述原理,为获得较长时间的稳定电 流,如何将必修2中由“Zn-稀H2SO4-Cu” 组成的原电池（如左下图）进行简单改装？
氧化反应
还原反应
负极 铜锌原电池 正极
Zn-2e-=Zn2+
阳离子 电解质 溶液
阴离子 盐桥
阳离子
Cu2++2e- =Cu 内电路
2e-
电极反应总式： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 原电池反应本质：化学能 氧化还原反应 电能
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人教版化学选修四原电池
三、由两个半电池组成原电池的工作原理