4.1 课时1 原电池的工作原理（23页）课件 2024-2025学年高二化学人教版（2019）选择性必修1

(课件网) 原电池的工作原理 第四章 化学反应与电能 1.认识原电池的形成条件、原理及应用； 2.能根据电极反应、电流方向或离子的移动方向判断原电池的正极和负极； 3.能书写电极反应和总反应方程式； 4.知道原电池原理的应用，能设计简单的原电池。 如何让小风扇转起来？ 材料：锌片、铜片、硫酸铜溶液 任务一：提炼原电池基础模型 e－ e－ e－ e－ Zn2+ Cu2＋ e－ e－ SO42－ 内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极(离子不上岸) － + 外电路：电子由负极经导线流向正极(电子不下水) 负极：氧化反应 Zn－ 2e－=Zn2＋ 总反应：Zn＋Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu 正极：还原反应 Cu2＋+2e－=Cu 2e- 构成原电池的条件 ④必须自发进行氧化还原反应 ①一般有两种活泼性不同的导电材料作电极 ②两个电极必须相连并形成闭合回路 ③两个电极必须插入电解质溶液中或熔融的电解质中 两极一液成回路，氧化还原是中心 Cu析出 G Cu2＋ Zn2+ Zn Cu e- e- e- e- e- e- SO42- Cu2＋ 硫酸铜溶液 SO42- 单液电池的异常现象研究 负极：Zn - 2e- Zn2+ 正极：Cu2+ + 2e- Cu 总反应： Zn + Cu2+ = Cu + Zn2+ 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。 【思考】观察并记录上述实验现象，其中哪些与预测一致，哪些与预测不同？ 【思考】分析“锌片表面附着红色固体，电流逐渐衰减” 的原因。 现象 原因 锌片表面附着红色固体 电流逐渐衰减 化学能转化为热能，转移的电子没有经过导线，电流逐渐衰减。 Zn与Cu2+直接接触发生反应，Zn片、附着在Zn上的Cu以及CuSO4溶液局部形成了原电池，促进了Cu在锌片表面析出。 任务二：运用模型改进电池装置 任务二：运用模型改进电池装置 SO42－ Zn2+ Zn2+ SO42— Zn Cu2+ Cu2+ Cu 解决问题的关键： 还原剂Zn与氧化剂CuSO4不直接接触 两个溶液间缺少离子导体，无法形成闭合回路 ZnSO4溶液 CuSO4溶液 Zn SO42－ Cu2+ Cu2+ Cu CuSO4溶液 盐桥 通常盐桥是装有含琼胶的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。 A e- ZnSO4溶液 CuSO4溶液 + Zn Cu 电流表 盐桥 图4-1锌铜原电池示意图 如图4-1所示，将置有锌片的ZnSO4溶液和置有铜片的CuSO4溶液用一个盐桥连接起来，然后将锌片和铜片用导线连接，并在中间串联一个电流表，观察现象。取出盐桥，观察电流表的指针有何变化。 【实验4-1】 双液原电池（带盐桥） 双液原电池（带盐桥） A e- ZnSO4溶液 CuSO4溶液 + Zn Cu 电流表 盐桥 图4-1锌铜原电池示意图 双液原电池（带盐桥） (1)注明原电池的组成。 (2)标明氧化反应和还原反应发生区域。 (3)标明电子的运动方向和阴阳离子的迁移方向。 请同学们结合图4-1绘制原电池工作原理的示意图，并与同学交流。示意图要求包括以下内容: 双液原电池（带盐桥） ZnSO4溶液 CuSO4溶液 Zn Cu 电解质溶液 A K＋ Cl- Zn - 2e- = Zn2+ Cu2+ + 2e- = Cu 发生氧化反应 发生还原反应 负极 正极 铜半电池 锌半电池 总反应： Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu 电子导体 离子导体 阳离子迁移方向 阴离子迁移方向 e- 盐桥的作用 A e- ZnSO4溶液 CuSO4溶液 + Zn Cu 电流表 盐桥 图4-1锌铜原电池示意图 ①平衡电荷，使连接的两溶液保持电中性 ②沟通内电路传导离子，使之成为闭合回路 ③避免电极与电解质溶液的直接接触，放电更持久，提高了能量转换率 双液原电池解决了电池自损耗的问题 如何判断正负极？ 电子流出的电极 电子流入的电极 ———负极 ———正极 阴离子移向的电极 阳离子移向的电极 微观判断 根据电子流动方向 根据离子流动方向 ———负极 ———正极 如何判断正负极？ 宏观判断 ①根据电极材料 ②根据原电池电 ... ...