資源簡介

(共22張PPT)
第一節(jié) 原電池　
第1課時 原電池的工作原理
人教版選擇性必修1
榆次一中 李金虎
學習目標
1．認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要應用。
2．了解原電池的工作原理，能設計簡單的原電池 。
學習目標
1．以鋅銅原電池為例，通過從宏觀和微觀的角度，分析理解原電池的工作原理，正確判斷原電池的正極和負極，書寫其電極反應式。培養(yǎng)學生“宏觀辨識與微觀探析”的學科素養(yǎng)。
2．通過理解化學能與電能的相互轉化，認識從簡單原電池發(fā)展到帶有鹽橋原電池的過程變化，并能理解帶有鹽橋原電池的實用性。培養(yǎng)學生“變化觀念與平衡思想”的學科素養(yǎng)。
3．通過對鋅銅原電池工作原理的分析，建立對電化學過程的系統(tǒng)分析思路，提高學生對電化學本質的認識。培養(yǎng)學生“證據(jù)推理與模型認知”的學科素養(yǎng)。
素養(yǎng)目標
情境引入
手機
航天神舟飛船
電燈
家用電器
生活中離不開電
電腦
生活中的電池
鉛蓄電池
干電池
紐扣電池
鋰離子電池
鋰離子電池
燃料電池
情境引入
教學過程
Cu
Zn
-
-
-
Zn2+
H+
H+
Zn－2e－=Zn2+
氧化反應
還原反應
負極：
陽離子
陰離子
SO42-
發(fā)生溶解
產(chǎn)生氣泡
原電池總反應：Zn+2H+=Zn2++H2↑
外電路
內(nèi)電路
2H++2e－=H2↑
正極：
一、原電池工作原理
電子不下水
離子不上岸
回顧舊知
情境引入
通過必修二的學習，我們已經(jīng)知道，將鋅片、銅片置于稀硫酸中并以導線連接起來組成原電池，可以獲得電流。
由于這種原電池中氧化反應與還原反應并沒有完全隔開，如鋅與其接觸的稀硫酸發(fā)生反應，電流會逐漸衰減。
教學過程
理論上的現(xiàn)象 實驗 觀察到的現(xiàn)象
鋅片逐漸溶解
銅片上有紅色物質析出
電流表指針發(fā)生偏轉
Zn-Cu-CuSO4電池
教學過程
理論上的現(xiàn)象 實驗 觀察到的現(xiàn)象
鋅片逐漸溶解 鋅片表面有紅色物質生成
銅片上有紅色物質析出 銅片上有紅色物質析出
電流表指針發(fā)生偏轉 電流表指針先發(fā)生偏轉后，示數(shù)逐漸減小
Zn-Cu-CuSO4電池
教學過程
分析：“鋅片表面附著紅色固體，電流逐漸衰減” 的原因。
Zn與Cu2+直接接觸發(fā)生反應，Zn片、附著在Zn上的Cu以及CuSO4溶液局部形成了原電池，促進了Cu在鋅片表面析出。
轉移的電子沒有經(jīng)過導線，電流逐漸衰減
教學過程
思考討論：那么我們應該如何對該電池優(yōu)化呢？
解決問題的關鍵：還原劑Zn與氧化劑CuSO4不直接接觸
現(xiàn)象：
電流表指針不偏轉
原電池裝置優(yōu)化
教學過程
原電池裝置優(yōu)化
為什么沒有電流？該如何解決？
鹽橋
一種凝膠態(tài)的離子導體
鹽橋：裝有含KCl飽和溶液的瓊膠，Cl-、K+可在其中自由移動。
兩個溶液間缺少離子導體，無法形成閉合回路。
教學過程
有鹽橋存在時，電流表指針偏轉
取出鹽橋，電流表指針不再偏轉
隨著時間的延續(xù)，能產(chǎn)生持續(xù)穩(wěn)定的電流
鹽橋的作用：
1、連通內(nèi)電路，形成閉合回路
2、平衡電荷，保持溶液的電中性，從而使原電池不 斷地產(chǎn)生電流
教學過程
雙液電池
負極：Zn - 2e- = Zn2+
正極：Cu2+ + 2e- = Cu
鹽橋中的K+會移向CuSO4溶液
鹽橋中的Cl-會移向ZnSO4溶液
1. 雙液原電池工作原理
教學過程
教學過程
Cu片
Zn片
CuSO4溶液
ZnSO4溶液
鹽橋
導線
2. 構成原電池的四要素模型
電極反應 電極材料 離子導體 電子導體
電極材料
電極反應物 電極材料
電極反應物 離子導體
離子導體
電子導體
離子導體
教學過程
二、設計原電池
教學過程
Cu + 2Ag＋ = 2Ag + Cu2+
(1)明確兩極反應：負極：Cu－2e－=Cu2＋；正極：2Ag＋＋2e－=2Ag)
(2)選擇電極材料：負極材料一般為失電子的物質，如Cu，正極材料一般為導電且活潑性較差的物質，如C、Ag等。
(3)選擇電解質溶液：不含鹽橋：參與正極反應的為氧化劑，如AgNO3
含鹽橋：負極溶液一般為含負極金屬離子，如Cu2＋、正極溶液為參與正極反應的氧化劑，如AgNO3)
(4)畫裝置圖：注明電極材料和溶液成分
設計原電池的思路(以Cu與AgNO3反應為例)
如圖所示原電池的有關敘述不正確的是(　　)
A．電子沿導線由Cu片流向Ag片
B．正極的電極反應式是Ag+＋e－=Ag
C．Cu片上發(fā)生氧化反應，Ag片上發(fā)生還原反應
D．反應時鹽橋中的陽離子移向Cu(NO3)2溶液
典例1．
【答案】D
課堂練習
如圖所示原電池的鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液，電池工作一段時間后，甲燒杯中溶液顏色不斷變淺。下列敘述中正確的是(　　)
A．b極是電池的正極
B．甲燒杯中K＋經(jīng)鹽橋流向乙燒杯
C．甲燒杯中溶液的pH逐漸減小
D．電池的總反應離子方程式為MnO4-＋5Fe2＋＋8H＋=Mn2＋＋5Fe3＋＋4H2O
典例2．
【答案】D　
課堂練習
如圖所示原電池工作時，右池中Y2O72-轉化為Y3＋。下列敘述正確的是(　　)
A．左池中電極反應式：X4＋＋2e－= X2＋
B．每消耗1 mol Y2O72-轉移3 mol電子
C．左池中陰離子數(shù)目增加
D．改變右池溶液的c(H＋)，電流強度不變
典例3．
課堂練習
【答案】C　
課堂小結
感 謝 傾 聽　

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