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(共23張PPT)
Chapter 04
化學反應與電能
4.1 原電池
學習目標：
1、從單液原電池工作原理，構建雙液原電池工作原理
2、能設計簡單的雙液原電池，并書寫電極反應式
3、從電池發展史體會社會“按需設計”的科學發展本質
4.1.1 原電池原理
一、回顧舊知
1. 原電池的基本概念
（1）概念：原電池是將 能轉化為 能的裝置。
（2）本質：氧化反應和還原反應分別在兩個不同的區域進行。
（3）電極：
① 負極：________電子，發生________反應；
② 正極：________電子，發生________反應。
負極
正極
Zn
Cu
電解液
還原反應
2H++2e-=H2↑
氧化反應
Zn-2e-=Zn2+
外電路
內電路
失e-,沿導線傳遞，產生電流
2.工作原理
正電荷回路
負電荷回路
陰離子
陽離子
一、回顧舊知
下列哪些裝置能構成原電池？
A
B
D
E
F
G
稀硫酸
Zn
Fe
稀硫酸
Ag
Cu
A
稀硫酸
Zn
Cu
酒精
Zn
Cu
H
稀硫酸
Zn
Zn
C
3：原電池的構成條件？
① 活動性有差異的兩個電極
② 兩極均插入電解質溶液；
③ 兩極相連形成閉合電路。
④ 一個自發的氧化還原反應。
一、回顧舊知
答案：BED
【演示實驗1】
將鋅片和銅片分別用夾子夾好與電流表串聯，再同時放入盛有CuSO4溶液的燒杯中,請同學們觀察鋅片上現象和電流表指針變化？
重溫-----鋅銅原電池
【思考1】鋅片上為什么有銅析出？為什么電流表讀數會逐漸減小？
二、探索新知
演示實驗1
銅片、鋅片表面均附著紅色固體，
電流表指針偏轉，但電流逐漸衰減。
【實驗現象】
Zn片
【原因分析】
現象
原因
鋅片表面附著紅色固體
電流逐漸衰減
Zn與Cu2+直接接觸發生反應；
鋅與CuSO4溶液的接觸面積減少，電流逐漸衰減
Cu片
探索新知
溫度
電流
17.3 ℃
0.126A
25 ℃
0.026A
【數字實驗探究單液原電池】
探索新知
Zn片
【思考4】這個裝置形成了原電池嗎？ 該用什么樣的物質連接裝置的內電路呢？怎樣能使電解質溶液連通構成原電池？
【思考2】能否阻止Cu2+在鋅片表面還原
【思考3】鋅片應插入什么樣的溶液中？
ZnSO4
CuSO4
探索新知
【學生演示實驗】
用鹽橋將置有鋅片的ZnSO4溶液和置有銅片的CuSO4溶液的燒杯連接起來，然后將鋅片和銅片分別用導線與電流表相連。
【觀察并填寫實驗現象】
1.電流表指針偏轉情況，工作一段時間有無變化
2.電解質溶液的變化
3.電極表面的變化
4.取出鹽橋后的變化
探索新知
探索新知
觀察現象
1.有鹽橋存在時電流表指針 ；
2.銅片表面有 析出；
3.鋅片逐漸 ；
4.隨著時間的延續，能產生 穩定的電流；
5.取出鹽橋 電流產生；
探索新知
發生偏移
銅
溶解
持續
無
小組討論：1.鹽橋的作用？
2.鹽橋中離子移動方向
3.陰陽離子在電解液中的運動方向
三、討論與交流
Cl-
K+
鹽橋
一種凝膠態的離子導體
鹽橋中通常裝有: 含KCl飽和溶液的瓊膠， K+和Cl-可在其中自由移動。
知識拓展：
離子遷移速率
知識拓展
雙液電池的工作原理
負極：Zn - 2e- = Zn2+
正極：Cu2+ + 2e- = Cu
鹽橋的作用
（1）形成閉合回路；
（2）平衡電荷，使溶液呈電中性；
（3）持續穩定的產生電流，提高能量轉換率
負極
氧化反應
正極
還原反應
Cl-
K+
鹽橋中的離子遷移進入兩側電解質溶液，聯通了兩側電解質溶液，從而形成閉合回路。
匯報與總結
三、討論與交流
優點： 避免電極與電解質溶液直接反應，減少電流的衰減，提高原電池的工作效率。
談談相對單液原電池，雙液原電池的優缺點？
缺點：電流強度比較小。
膜電池：
硫酸銅
硫酸鋅
Zn
知識拓展
膜電池：
硫酸銅
硫酸鋅
Zn
你能談談單液原電池、雙液原電池、隔膜原電池的優缺點嗎？
三、討論與交流
名稱 單液原電池 雙液原電池 隔膜原電池
優點
缺點
電流強
1.能量轉化率低
2.氧化劑與還原劑直接接觸，壽命短
1.內阻大，電流弱
2.鹽橋需要定期更換
1.能量轉化率高
2.避免氧化劑與還原劑直接接觸，壽命長
1.能量轉化率高
2.避免氧化劑與還原劑直接接觸，壽命長
3.內阻小，電流強
通過這節課你學會了什么？
單液原電池
雙液原電池
隔膜原電池
隔膜原電池微型化
1.兩極
2.電解質溶液
3.導線
4.自發進行的氧化還原反應
電池四要素
—離子導體
—電子導體
五、談談你的收獲
四、學以致用
利用反應Cu + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cu2+ ，設計出單液與雙液原電池圖
負極
正極
Zn
Cu
電解液
還原反應
2H++2e-=H2↑
氧化反應
Zn-2e-=Zn2+
外電路
內電路
失e-,沿導線傳遞，產生電流
2.工作原理
陰離子
陽離子
天道酬勤 跬步高登

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