蘇教版選修4第1節(jié)原電池課件

蘇教版選修4第1節(jié)原電池ppt課件原電池的概述原電池的工作原理原電池的構(gòu)成要素原電池的應(yīng)用原電池實驗探究原電池的發(fā)展歷程與未來展望contents目錄01原電池的概述0102原電池的定義原電池中的電極通常由金屬或石墨制成，而電解質(zhì)溶液則根據(jù)所使用的電極材料和化學反應(yīng)的不同而有所差異。原電池是一種將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，由兩個電極和電解質(zhì)溶液組成。原電池的原理當原電池的兩個電極插入電解質(zhì)溶液中并連接外部電路時，化學反應(yīng)會在電極上發(fā)生，產(chǎn)生電子轉(zhuǎn)移。電子從負極通過外部電路傳遞到正極，形成電流。這個電流可以用來驅(qū)動電子設(shè)備或為其他裝置提供電力。原電池的種類只能使用一次，使用完后需要更換新電池。例如：堿性電池、碳鋅電池等。可以充電并重復(fù)使用。例如：鎳鎘電池、鋰離子電池等。通過燃料和氧化劑的反應(yīng)產(chǎn)生電流，通常用于大型設(shè)備和車輛中。利用太陽能轉(zhuǎn)換為電能，常用于光伏發(fā)電系統(tǒng)。一次原電池二次原電池燃料電池太陽能電池02原電池的工作原理在化學反應(yīng)中，物質(zhì)失去電子的反應(yīng)稱為氧化反應(yīng)，而物質(zhì)得到電子的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)。氧化還原反應(yīng)氧化劑和還原劑氧化數(shù)變化氧化劑是使其他物質(zhì)氧化的物質(zhì)，還原劑是使其他物質(zhì)還原的物質(zhì)。在氧化還原反應(yīng)中，氧化數(shù)發(fā)生變化，這是氧化還原反應(yīng)的重要特征。030201氧化還原反應(yīng)在氧化還原反應(yīng)中，電子從還原劑轉(zhuǎn)移到氧化劑，從而使得氧化劑被還原，還原劑被氧化。電子轉(zhuǎn)移電子轉(zhuǎn)移導致電荷平衡被破壞，從而產(chǎn)生電勢差，這是原電池工作的驅(qū)動力。電荷平衡電子從負極流向正極，與電流方向相反。電子流動方向電子的轉(zhuǎn)移

電流的產(chǎn)生電極反應(yīng)在原電池中，電極反應(yīng)是氧化還原反應(yīng)的具體表現(xiàn)，分為正極和負極反應(yīng)。電流產(chǎn)生由于電子的定向流動，使得電路中產(chǎn)生電流。電流方向電流從正極流向負極，與電子流動方向相反。03原電池的構(gòu)成要素電解質(zhì)的選擇電解質(zhì)溶液的種類和濃度對原電池的性能產(chǎn)生影響，需要根據(jù)具體的應(yīng)用場景選擇合適的電解質(zhì)。電解質(zhì)溶液的離子導電性電解質(zhì)溶液的離子導電性越高，原電池的電流密度越大，性能越好。電解質(zhì)溶液的作用在原電池中，電解質(zhì)溶液主要起到離子傳輸?shù)淖饔茫闺娮雍碗x子能夠移動，從而產(chǎn)生電流。電解質(zhì)溶液在原電池中，正極和負極是必不可少的組成部分。正極接收電子，負極釋放電子，從而產(chǎn)生電流。正極和負極的作用電極的材質(zhì)對原電池的性能具有重要影響。常用的電極材料包括金屬、金屬氧化物、碳材料等。電極的材質(zhì)電極的表面積越大，原電池的電流密度越大，性能越好。因此，在實際應(yīng)用中，應(yīng)盡可能增大電極的表面積。電極的表面積兩個電極電路的連接方式閉合電路的連接方式可以采用導線連接、化學反應(yīng)連接等方式。根據(jù)具體的應(yīng)用場景選擇合適的連接方式。閉合電路的作用在原電池中，閉合電路是必不可少的組成部分。它確保電子能夠從負極傳遞到正極，從而形成完整的電流回路。電路的導電性能閉合電路的導電性能對原電池的性能產(chǎn)生影響。導電性能越好，原電池的電流密度越大，性能越好。閉合電路04原電池的應(yīng)用一次電池二次電池燃料電池貯備電池化學電源01020304使用一次后即被丟棄的電池，如鋅錳干電池。充電后可重復(fù)使用的電池，如鋰離子電池。通過燃料和氧化劑的反應(yīng)產(chǎn)生電流的電池，如氫氧燃料電池。在特定條件下能釋放出所貯存能量的電池，如鎂-氯化銀電池。金屬在電解質(zhì)溶液中發(fā)生的腐蝕。電化學腐蝕通過改變金屬的表面性質(zhì)、涂層保護、電化學保護等手段來防止或減緩金屬的電化學腐蝕。防護措施金屬的電化學腐蝕與防護利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的過程。電鍍通過電解過程將電能轉(zhuǎn)化為化學能，以生產(chǎn)某些化學物質(zhì)或金屬單質(zhì)。電解利用電解飽和食鹽水的方法生產(chǎn)氫氧化鈉、氯氣和氫氣的工業(yè)。氯堿工業(yè)電化學生產(chǎn)工藝05原電池實驗探究010204實驗?zāi)康奶骄吭姵氐墓ぷ髟怼Ｓ^察原電池反應(yīng)產(chǎn)生的電流。了解原電池的構(gòu)成要素和電子流動方向。探究不同電極材料對原電池性能的影響。03銅片、鋅片、稀硫酸、導線、電流計、燒杯。鹽橋（可選）。實驗材料步驟5記錄實驗數(shù)據(jù)和觀察結(jié)果，分析原電池的工作原理和構(gòu)成要素。步驟4改變電極材料，重復(fù)步驟2和步驟3，觀察不同電極材料對電流計指針偏轉(zhuǎn)的影響。步驟3在導線中加入鹽橋，觀察電流計指針偏轉(zhuǎn)情況。步驟1將銅片和鋅片分別插入稀硫酸中，觀察現(xiàn)象。步驟2將銅片和鋅片用導線連接，觀察電流計指針是否偏轉(zhuǎn)。實驗步驟與觀察06原電池的發(fā)展歷程與未來展望1800年意大利物理學家伏打通過一系列實驗發(fā)明了伏打電堆，這是世界上第一個原電池，能夠產(chǎn)生持續(xù)、穩(wěn)定的電流。1780年意大利解剖學家伽伐尼在青蛙腿實驗中偶然發(fā)現(xiàn)電流的產(chǎn)生，提出了“動物電”的概念，這是原電池的雛形。1836年英國電學家丹尼爾·杜安尼提出了原電池的電極反應(yīng)理論，為后續(xù)的電池設(shè)計和研究提供了理論基礎(chǔ)。20世紀初隨著電子工業(yè)的發(fā)展，各種不同類型的原電池相繼問世，如鎳鎘電池、鋰離子電池等。1859年法國物理學家普蘭特發(fā)明了鉛酸電池，這是世界上第一個可充電的電池。原電池的發(fā)展歷程原電池的未來展望提高能量密度隨著電動汽車等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對高能量密度原電池的需求越來越大，未來研究將更加注重提高原電池的能量密度。環(huán)保材料環(huán)保意識的提高和可持續(xù)發(fā)展理念的普及，將促使原電池材料向環(huán)保、可回收方向發(fā)展。智能電池隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工