資源簡介

(共15張PPT)
Mg | CuSO4 | C電池驅動小車情況
恒定的 電壓 、 穩定的電流
較好的充放電性能
較長的循環 壽命
使用維護方便
高功率密度
無環境污染問題
… …
新能源電車對電池的要求
山 海2.0效能優化
—— 原 電池的改進與優化
魯科版選擇性必修一第一章第二節
【任務一 實驗探究】 以Mg | CuSO4 | C為材料設計原電池， 記錄電流、 電壓數據，
分析小車運行不穩的原因， 小組討論解決下列問題。
實驗用品： 鎂片、 碳片、 CuSO4溶液、 導線、 萬用電表、 小燒杯
【問題組1】
1 、電流電壓如何變化？你能結合實驗現象進行解釋嗎？
2 、該裝置中能量是如何轉化的？
3 、通過實驗你覺得單液原電池有哪些缺點？如何改進？
溫馨提醒：
①先測電壓、后測電流，數據會更準確。 ②先將萬用電表打到合適的量程，用導 線連接電表和電極片，最后將電極片插 入到溶液中進行讀數。
原電池的改進與優化 (一) 再探單液原電池
萬 用 電 表
Mg
原電池的改進與優化 (一) 再探單液原電池
【問題組2】 1 、兩室分別采用什么電解質溶液？
2 、如何連通內電路？
【任務二】 單液原電池的改良
MgSO4 溶液
CuSO4 溶液
Mg與CuSO4 溶液
關鍵
Mg
C
不直接接觸
鹽橋
C
1800年
原電池的改進與優化 (化學史話)
法拉第揭秘伏打 電池產生 電流的 原因是化學反應。
丹尼爾改進了 伏打電池,雙液 原 電池產生。
法拉第 (英) 丹尼爾 (英)
伏打電堆
1830年
1836年
鹽橋中通常裝有含瓊脂的KCl (或硝酸銨) 飽和溶液；
K+ 和Cl- 能在內部自由移動
是一種 “離子導體”
瓊脂的作用是防止U管中溶液流出
原電池的改進與優化 (二) 探究雙液原電池
鹽橋
【任務三 實驗探究】 將剛才的單液原電池改裝為雙液原電池， 檢測電流電壓數據及
小車運行情況， 小組討論解決下列問題。
實驗器材及藥品： 鎂片、 碳片、 CuSO4溶液、 NaCl溶液、 鹽橋、 導線、 萬用電表、
小車、 小燒杯。
1.2~1.5V
【問題組3】
1 、畫出雙液原電池的裝置圖，分析雙液原電池工作原理 (標明離子的遷移方向) 。
2 、電流電壓如何變化？小車能動嗎？為什么？
3 、通過實驗你覺得鹽橋雙液原電池有哪些缺點？如何改進？
原電池的改進與優化 (二) 探究雙液原電池
模型構建——離子交換膜的工作原理
1950年W.朱達首先合成了離子交換膜。1956 年首次成功地用于電滲析脫鹽工藝上。
1.構造: 陰離子交換膜中，嵌入固定的正電荷交換基團。 2.吸附:根據同性相斥，異性相吸只有陰離子能夠同膜中 的正電荷交換基團結合。
3.傳遞:在外力作用下(外加電場或存在濃度差)，從一個交
換基團傳遞到另一個交換基團，最終到達另一邊。
原電池的改進與優化 (三) 探究膜電池
【任務四 實驗探究】 將鹽橋雙液原電池改裝成膜雙液原電池， 檢測電流電壓數據及
小車運行情況， 小組討論解決下列問題。
實驗器材及藥品： 鎂片、 碳片、 CuSO4溶液、 帶膜亞克力池、 導線、 萬用電表、 小車。
【問題組4】
1 、畫出膜雙液原電池的裝置圖，分析膜原電池工作原理 (標明 離子的遷移方向) 。
2 、對比前兩組，膜雙液電池的電流電壓有何變化？
3 、你能利用該方法改裝其他的電池嗎？效果如何？ (課后作業)
原電池的改進與優化 (三) 探究膜電池
一、 濃差電池：
特征：濃差電池是一種利用電解質溶液濃度差產生電勢差而形成的電池，理論上當 電解質溶液的濃度相等時停止放電。
【問題組5】 1 、該電池應該選擇什么樣的離子交換膜？
2 、該電池是如何進行工作的 (分析工作原理) ？
3 、該電池停止放電時共轉移多少mol 電子？
原電池的改進與優化 (四) 學以致用——突破其他膜電池
原電池的改進與優化 (四) 學以致用——突破其他膜電池
原電池的改進與優化 (四) 學以致用——突破其他膜電池
原電池的改進與優化 (四) 學以致用——突破其他膜電池
二、磷酸鐵鋰電池：
充電
放電
【課后任務】
1 、 用帶膜亞克力池改裝其他原電池， 比較小車運行情況。
2 、 查閱資料， 了解隔膜電池的其他用途。
3 、 查閱資料， 了解廢舊鋰離子 電池回收處理的工藝流程。
4 、 尋找更加清潔的化學電 源， 讓“山海”電車運行的更加環保。
原電池的改進與優化

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