原電池 工作原理課件【高效課堂+備課精研】 上學期高二化學人教版（2019）選擇性必修1

第四章化學反應與電能第一節(jié)原電池第1課時：原電池的工作原理問題1：寫出以下原電池的總反應方程式、電極反應式，標出電子流向和離子遷移方向，并預測能觀察到的現(xiàn)象。e-Zn2+Cu2+Zn+

Cu2+=

Cu

+Zn2+電極反應負極：Zn-2e-=Zn2+

正極：Cu2++2e-=Cu總反應

環(huán)節(jié)一：回顧化學能轉化為電能的裝置反思與總結原電池原理示意圖CuSO4溶液e-Zn2+CuZnCu2+負極氧化反應正極還原反應角度1電極反應角度2粒子轉移方向外電路：電子遷移：負→正內電路：陽離子：移向正級陰離子：移向負極預測實驗現(xiàn)象：銅片表面附著紅色固體，電流表指針偏轉。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?！緦嶒灛F(xiàn)象】Zn片【原因分析】現(xiàn)象原因鋅片表面附著紅色固體電流逐漸衰減Cu片1、Zn與Cu2+接觸，直接發(fā)生反應2、Zn片、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，電流逐漸衰減解決問題的關鍵：還原劑Zn與氧化劑CuSO4不直接接觸環(huán)節(jié)二原電池裝置的改造兩個溶液間缺少離子導體，無法形成閉合回路。為什么沒有電流？該如何解決？鹽橋一種凝膠態(tài)的離子導體鹽橋中一般裝有飽和的KCl溶液和瓊脂制成的膠凍;膠凍的作用是防止管中溶液流出;K+和Cl-能在膠凍內自由移動?！麮l-K+思考與討論：（1）圖4-1所示的鋅銅原電池工作時，電子在導線中的運動方向是怎樣的？陰離子和陽離子在電解質溶液中的運動方向是怎樣的？（2）鋅銅原電池可看作由兩個半電池組成，一個氧化反應，另一個發(fā)生還原反應。試分別寫出兩個電電極上的反應及總反應的離子方程式。e-e-CuZn負極：氧化反應正極：還原反應Zn-2e-Zn2+

Cu2++2e-Cu總反應：Cu2++Zn

Cu+Zn2+

Cl-K+Zn2+Cu2++-CuSO4溶液ZnSO4溶液雙液電池的工作原理cu片Zn片CuSO4溶液ZnSO4溶液鹽橋導線裝置中各部分的作用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離子導體電子導體原電池的構成要素還原劑-氧化反應、氧化劑-還原反應電極反應：電極材料（金屬或石墨）：電子導體或作還原劑離子導體（如電解質和鹽橋）：內電路，實現(xiàn)離子定向遷移電子導體（如導線）：外電路，實現(xiàn)電子定向轉移思考與討論：請結合圖4-1繪制反映原電池工作原理的示意圖，并與同學交流。示意圖要求包括以下內容：

(1)注明原電池的組成；

(2)標明氧化反應和還原反應發(fā)生的區(qū)域；

(3)標明電子的運動方向和陰離子、陽離子的遷移方向。

A原電池電流表e－e－－＋發(fā)生氧化反應發(fā)生還原反應負極正極離子導體陽離子遷移方向陰離子遷移方向鹽橋A原電池電流表e－e－－＋發(fā)生氧化反應發(fā)生還原反應負極正極離子導體陽離子遷移方向陰離子遷移方向鹽橋(+)(-)

G

ZnPtFeCl3溶液負極(Zn)：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應）正極(Pt或C)：2Fe3++2e-=2Fe2+（還原反應）(+)(-)鹽橋ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液

G

環(huán)節(jié)三設計原電池問題2：依據(jù)反應Zn+2Fe3+=2Fe2++Zn2+,設計原電池，實現(xiàn)化學能轉化為電能，并概括設計原電池的一般思路。

例、依據(jù)反應2Fe3+2I-

=2Fe2++I2

，設計成一個能產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定電流的原電池裝置CKI溶液CFeCl3溶液設計原電池的一般思路：分析氧化還原反應→與電極反應相對應→選擇電極材料→選擇正負極的電解質溶液。原電池電極方程式的書寫①寫出電極總反應的離子方程式，標雙線橋。②列物質寫電極：正極：氧化劑+ne-=還原產(chǎn)物負極：還原劑-ne-=氧化產(chǎn)物③看環(huán)境配守恒：酸性環(huán)境：O2-與H+結合成H2O，不能出現(xiàn)OH-.堿性環(huán)境：O2-與H2O結合成OH-，不能出現(xiàn)H+和CO2等酸性氣體.④總反應式=負極反應式+正極反應式?？偡磻?Al

+

2OH－+

2H2O

=

2AlO2－

+

3H2↑負極：2Al+8OH_

－6e_

=2AlO2_

+4H2O正極：6H2O+6e_

=6OH_+

3H2↑Mg∣NaOH∣AlFe∣濃HNO3∣Cu總反應：Cu+4H++

2NO3－=Cu2+

+2NO2↑+2H2O負極：Cu－2e_

=Cu2+正極：4H++

2NO3－

+2e_=2NO2↑+2H2O1、下列有關圖甲和圖乙的敘述不正確的是()A.均發(fā)生了化學能轉化為電能的過程B.Zn和Cu既是電極材料又是反應物C.工作過程中，電子均由Zn經(jīng)導線流向CuD.相同條件下，圖乙比圖甲的能量利用效率高(鹽橋中裝有含瓊膠的KCl飽和溶液)2、某原電池裝置如圖所示。下列有關敘述中正確的是(

)A．Fe作正極，發(fā)生氧化反應B．工作一段時間后，兩燒杯中溶液pH均不變C．負極反應：2H＋＋2e－=H2↑D．工作一段時間后，NaCl溶液中c(Cl－)增大3、某合作學習小組的同學利用下列氧化還原反應設計原電池：2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O，鹽橋中裝有飽和K2SO4溶液。下列敘述中正確的是()A.甲燒杯中溶液的pH逐漸減小B.乙燒杯中發(fā)生還原反應C.外電路的電流方向是從a到bD.電池工作時，鹽橋中的SO42-移向甲燒杯4、如圖是某同學設計的原電池裝置，(1)電極Ⅰ上發(fā)生_________(填反應類型)，作_____________(填電極名稱)。(2)電極Ⅱ的電極反應式為________________。(3)該原電池的總反應式為_________________________。(4)鹽橋中裝有含氯化鉀的瓊膠，其作用是_____________________________________。6、依據(jù)氧化還原反應：Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag設計的原電池如圖所示。請回答下列問題：(1)電極X的材料是___，電解質溶液Y是_____________。(2)銀電極的電極反應式是____________________；X電極的電極反應式是________________。(3)外電路中的電子是從___________極流向___________極。(4)該原電池的正極是____，還可以選用____________等材料。7、某探究活動小組想利用原電池反應檢測金屬的活動性順序，有甲、乙兩位同學均使用鎂片與鋁片作電極，但甲同學將電極放入6mol·L－1稀硫酸中，乙同學將電極放入6mol·L－1NaOH溶液中，如圖所示。(1)寫出甲池中發(fā)生的有關電極反應式：負極_________________，正極__________________。(2)乙池中負極為_____，正極發(fā)生__________反應，總反