高三化學一輪復(fù)習模型建構(gòu)“拿捏”電池原電池的工作原理課件-1

模型建構(gòu)“拿捏”電池——原電池的工作原理你了解電池嗎？任務(wù)1：探究原電池的構(gòu)成條件思考：1.靈敏電流計的指針為什么發(fā)生偏轉(zhuǎn)？2.該原電池進行了何種形式的能量轉(zhuǎn)化？3.你認為原電池的構(gòu)成條件有哪些？任務(wù)1：探究原電池的構(gòu)成條件1.原電池：將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.構(gòu)成條件：（1）兩極：一般為兩種活潑性不同的導(dǎo)體（2）一液：電解質(zhì)溶液或熔融電解質(zhì)（3）一線：用導(dǎo)線相連（或直接接觸），形成閉合回路（4）一反應(yīng)：自發(fā)的氧化還原反應(yīng)可傳導(dǎo)哪些微觀粒子？可傳導(dǎo)哪些微觀粒子？反應(yīng)物應(yīng)具有何性質(zhì)？一、原電池的構(gòu)成條件任務(wù)1：探究原電池的構(gòu)成條件1.原電池：將化學能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。2.構(gòu)成條件：（1）自發(fā)的氧化還原反應(yīng)（2）電子導(dǎo)體（3）離子導(dǎo)體（4）電極反應(yīng)物一、原電池的構(gòu)成條件任務(wù)2：探究原電池的工作原理【活動】1.請以小組為單位，嘗試用簡單的示意圖來表示這個真實的原電池。2.連接好實驗裝置，觀察并分析以下內(nèi)容：【分析】1.負極Zn表面發(fā)生何反應(yīng)？所屬反應(yīng)類型？你能用符號表示出來嗎？正極Cu呢？2.電子導(dǎo)體中電子的遷移方向？3.離子導(dǎo)體中離子的遷移方向？4.電流的流動方向呢？任務(wù)2：探究原電池的工作原理e-e-外電路內(nèi)電路鋅片：Zn－2e－

=Zn2+銅片：Cu2+＋2e－

=Cu失電子，氧化反應(yīng)得電子，還原反應(yīng)電子流向：負極→正極離子移動：陽離子(+)：向正極，陰離子(-):向負極。電子不下“水”離子不上“岸”總反應(yīng)：

Zn＋Cu2+

=Zn2+＋Cu電流方向：正極→負極1.Cu—Zn單液原電池正極負極任務(wù)3：建構(gòu)原電池認識模型任務(wù)4：完善原電池認識模型【實驗器材】【注意事項】1.請連接好實驗裝置并將數(shù)據(jù)采集器與計算機相連；2.向小盒中加入硫酸銅溶液；3.打開傳感器數(shù)據(jù)采集界面；4.插入電極，觀察電流強度變化。任務(wù)4：完善原電池認識模型【實驗結(jié)論】【提出問題】銅鋅單液原電池電流強度不穩(wěn)定，能量轉(zhuǎn)化率低的原因是什么？如何解決？【交流討論】銅鋅單液原電池電流強度不穩(wěn)定并呈衰減趨勢，不能持續(xù)放電。鋅表面析出銅，能量轉(zhuǎn)化效率低。任務(wù)4：完善原電池認識模型問題1：銅鋅單液原電池電流強度大，不穩(wěn)定，能量轉(zhuǎn)化率低的原因是什么？

如何解決？還原劑Zn與氧化劑CuSO4不直接接觸解決問題的關(guān)鍵：【實驗驗證】?任務(wù)4：完善原電池認識模型【實驗器材】【注意事項】1.請連接好實驗裝置并將數(shù)據(jù)采集器與計算機相連；2.向小盒兩側(cè)中分別加入硫酸銅溶液與硫酸鋅溶液；3.打開傳感器數(shù)據(jù)采集界面；4.僅插入電極，觀察電流強度變化。任務(wù)4：完善原電池認識模型問題2：電流強度如何？該如何解決？？連接兩種電解質(zhì)溶液。解決問題的關(guān)鍵：【交流討論】兩種電解質(zhì)溶液間缺少離子導(dǎo)體，無法形成閉合回路。【資料卡片】鹽橋：裝有含KCl（或NH4NO3）飽和溶液的瓊脂K+和Cl－可在其中自由移動。任務(wù)4：完善原電池認識模型【實驗器材】【注意事項】1.請連接好實驗裝置并將數(shù)據(jù)采集器與計算機相連；2.向小盒中加入硫酸銅溶液與硫酸鋅溶液；3.打開傳感器數(shù)據(jù)采集界面；4.插入電極和鹽橋，觀察電流強度變化。5.改變電極間距離，觀察電流強度變化。6.增加鹽橋數(shù)目，觀察電流強度變化。任務(wù)4：完善原電池認識模型【實驗結(jié)論】銅鋅雙液原電池電流強度穩(wěn)定，可以持續(xù)放電。鋅表面未析出銅，能量轉(zhuǎn)化效率高。減小兩電極間距(縮短離子運動間距)增加鹽橋數(shù)量（加寬離子通道）任務(wù)4：完善原電池認識模型2.Cu—Zn雙液原電池Zn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=Cu總反應(yīng)：Zn+Cu2+

＝Zn2++Cu鹽橋作用①溝通內(nèi)電路，形成閉合回路②平衡電荷③避免電極與電解質(zhì)溶液直接反應(yīng)氧化劑和還原劑不直接接觸也能發(fā)生反應(yīng)。負極氧化反應(yīng)正極還原反應(yīng)由兩個半電池組成鋅和鋅鹽組成鋅半電池銅和銅鹽組成銅半電池任務(wù)4：完善原電池認識模型問題3：雙液原電池電流強度穩(wěn)定，但是電流強度較小的原因是什么？1.離子運動的距離長2.離子運動的通道窄……改進?增大電流呢？縮短鹽橋的長度，增大鹽橋的橫截面積能否用一張薄薄的隔膜代替鹽橋呢？膜任務(wù)4：完善原電池認識模型3.膜電池【資料卡片】離子交換膜：一種含離子基團的、對溶液里的離子具有選擇透過能力的高分子膜。任務(wù)4：完善原電池認識模型【實驗器材】【注意事項】1.請連接好實驗裝置并將數(shù)據(jù)采集器與計算機相連；2.向小盒中加入硫酸銅溶液與硫酸鋅溶液；3.打開傳