微课课件-原电池工作原理

原电池原理(第一课 时)ppt课件
目录
CONTENTS
• 原电池的简介 • 原电池的工作原理 • 原电池的能量转化 • 原电池的应用 • 原电池的发展与展望
01
原电池的简介
原电池的定义
01
原电池是一种将化学能转化为电 能的装置，由两个电极（正极和 负极）和电解质溶液组成。
02
原电池中的化学反应是自发进行 的氧化还原反应，通过电子转移 产生电流。
电解池
电解池是利用电解原理将电能转化为化学能的装置。电解池 通常由电源、电解液和电极组成，通过电解液中的离子交换 和电子转移来产生化学反应。
电解池在工业上广泛应用于电镀、ห้องสมุดไป่ตู้属的电解提取以及水的 电解等方面。
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀是指金属与周围环境中的物质发生化学或电化学反应，导致金属的损坏或变质。金属腐蚀不仅会导致资源的浪费， 还会对环境造成污染。
金属的防护措施包括涂层保护、电化学保护和缓蚀剂保护等。涂层保护是将金属表面涂覆一层耐腐蚀的材料，如油漆、镀层 等；电化学保护是利用外加电流改变金属的电位，使其不易发生腐蚀；缓蚀剂保护是向介质中添加少量缓蚀剂，抑制金属的 腐蚀过程。
05
原电池的发展与展 望
新型原电池的开发
01
02
03
锂离子电池
具有高能量密度、循环寿 命长等优点，广泛应用于 电动汽车和移动设备等领 域。
安全性
提高原电池的安全性能， 防止电池起火、爆炸等安 全事故的发生。
原电池的未来应用
电动汽车
随着电动汽车市场的不断扩大， 原电池的需求量将进一步增加， 对电池的能量密度和功率密度要
求也越来越高。
可再生能源储存
原电池可以用于储存可再生能源， 如太阳能、风能等，实现能源的有 效利用和稳定供应。

第1章 化学反应与能量
第3节 化学能转化为电能——电池
你知道吗？
火力发电厂 火力发电厂
化学能转化为电能——电池
化石能源的枯竭,以及 生态环境的日益恶化，迫 使人们利用新能源发电。 氢能源便是一种非常理想 的新能源。你知道氢能源 有哪些应用吗？
化学能转化为电能——电池
化学能转化为电能——电池
2H2 + O2== 2H2O
化学能转化为电能——电池
请同学们先阅读“资料· 在线”栏目给大家的信 息——盐桥，然后仔细观察下面的演示实验，回答 相关的问题。（教材P21“观察· 思考”栏目。注意阅 读资料）
化学能转化为电能——电池
【观察 思考】
1.盐桥插入两电解质溶液中后 ，该装置是否实现了化学 能向电能的转化？两电池 相比，能量转化效率发生 了怎样的变化？为什么？ 2.你觉得哪个更适合设计成化 学电源呢？为什么？
Zn+MnO2+H2O== ZnO+Mn(OH)2 铅 蓄 电 池 Pb+PbO2+2H2SO4== 2PbSO4+2H2O 常见的 两种化 学电源 工作时 的化学 反应
化学电源中的反应是何种反应类型？ （从物质转化和能量转化的角度思考） 释放能量 的氧化还原反应
化学能转化为电能——电池
?
在必修2的学习中我们已经接 触过锌—硫酸—铜原电池，请 你试着画出该原电池的装置图; 并写出反应方程式 你知道该电池是怎样将化学 能转化为电能的吗？
化学能转化为电能——电池
活动· 探究
预测1 请你根据锌与CuSO4溶液反应的反应类型
预测，该反应伴随怎样的能量变化？我们可 以通过哪些直观现象来进行证明？
预测2 如果锌与硫酸铜溶液反应是放热反应,请

B项，太阳能集热器是把太阳能转化为热能，故错误；
形成条件一： B项中的两电极材料与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；
据装置乙知活动性：B>C，正极反应式为Cu2＋＋2e－===Cu；
活泼性不同的两个电极 (3)构成原电池的条件
电子经导线传递到正极，所以溶液中的阳离子向正极移动，正极得到电子，发生还原反应。 B项中的两电极材料与电解质溶液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；
【实验探究三】
A
在探究二装置的导线中间接入一个电流表，
观察电流表的指针是否偏转? [实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，
无气泡，电流表的指针发生偏转。 [实验结论]：导线中有电子的定向移动，有电流通过。
通过这个装置，我们实现了把 氧化还原反应 的电子转移变成电子的定向移 动，从而产生 电流 ，化学能 直接 转化为 电能 。
理解原电池的概念及工作原理。
④能自发发生的氧化还原反应（指放热的氧化还原反应）。
电子流进（或电流流出）的一极
（可以） （可以） (2019·吉安适应性测试)如图为某兴趣小组制作的番茄电池，下列说法正确的是
据装置丙知活动性：D>A，正极反应式为2H＋＋2e－===H2↑，故c(H＋)减小，pH增大。
由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
【实验探究二】用导线把锌片和铜片连接起来， 插入到稀H2SO4中,观察现象。
[实验现铜象片]：上有气泡产生；锌片加速溶解，表面 无气泡产生。
思考与交流二：
通过实验现象分析，当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中 时，较活泼的Zn失去电子被氧化成Zn2+进入溶液，电子由锌片通过导线流 向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子被还原成氢气从铜片上逸出。如何通 过更直观的实验现象来证明上述装置的导线中有电子的定向移动呢？

的离子方程式
。
（2）若将（1）中的反应设计成原电池， 请画出原电池的装置图，标出正、负 极，并写出电极反应式。
正极反应
负极反应
。
❖ （1）将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池， 两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应：
；
银片上发生的电极反应：
。
（2）若该电池中两电极的总质量为60g，工
作一段时间后，取出锌片和银片洗净干燥后 称重，总质量为47g，试计算：
Cu
Zn
❖ 用导铜线片和、盐银桥片（、装C有u琼(N脂O-3K)2N溶O液3的、UA型gN管O）3溶构液成、 一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确 的是( C ) ①在外电路中，电流由铜电极流向银电极 ②
正极反应为：Ag++e-=Ag ③实验过程中取出 盐桥，原电池仍继续工作 ④将铜片浸入
AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反 应相同
原电池的工作原理
实验现象：
乙装置 铜片表面无气泡， 锌片表面产生气泡， 溶液温度升高
甲装置 铜片表面有气泡， 锌片表面无气泡
现象解释：
乙装置 铜片与硫酸不反应，锌片与硫酸反应产生氢气， 有热量放出
甲装置 锌片失去电子，电子延着导线流向铜片，在铜片 表面H+得到电子产生H2 ，有电流产生
一、原电池
❖铜、锌、稀硫酸形成的原电池中
正极： 2H++2e— =H2 ↑ 负极： Zn—2e—= Zn2+
总反应式： 2H++Zn =H2 ↑ +Zn2+ ❖碳、锌、硫酸铜溶液形成的原电池中
正极： Cu2++2e— =Cu
负极： Zn—2e—= Zn2+

Cl- K+
学习任务一 原电池工作原理 外电路，电子导体，电子定向移动形成电流
失电子、 氧化反应
e-
负极
正极
Cl- K+
盐桥
含负极金属 阳离子电解 质溶液
含正极金属 阳离子电解 质溶液
负极半电池
正极半电池
得电子、 还原反应
内电路，离子导体，离子定向移 动(正移正，负移+
负极(Zn): Zn -2e - =Zn2+
氧化反应
正极(Cu)：: Cu 2+ +2e - =Cu 还原反应
总反应： Zn + Cu 2+ =Zn 2+ + Cu
硫酸铜溶液
问题1：如图所示的装置能产生持续的电流吗？为什么？
不能。由于锌片与硫酸铜溶液直接接触，铜在锌片表面 析出，锌表面也构成了原电池，进一步加速铜在锌表面 析出，致使向外输出的电流强度减弱。当锌片表面完全 被铜覆盖后，不再构成原电池，也就没有电流产生。
第四章 电化学基础
第一节 原电池 第一课时 原电池工作原理
学习目标： 1.掌握原电池的结构和工作原理； 2.知道半电池、内电路、外电路等概念； 3.能够写出电极反应式和电池反应方程式； 4.会利用氧化还原反应设计原电池。
旧知回顾 学习任务一 原电池工作原理
锌铜硫酸原电池： 电极反应式：负极( Zn): Zn -2 e - = Zn 2+ (氧化反应) 正极( Zn): 2H + +2e - =H2 ↑(还原反应)
5. 某研究性学习小组根据反应2KMnO4＋10FeSO4＋8H2SO4=2MnSO4＋ 5Fe2(SO4)3＋K2SO4＋8H2O设计如下原电池，其中甲、乙两烧杯中各物质的 物质的量浓度均为1mol·L－1，溶液的体积均为200mL，盐桥中装有饱和

2．盐桥
(1)成分：KCl饱和溶液。 (2)离子移动方向：Cl－移向 CuSO4 溶液。 (3)作用
ZnSO4
①使两个半电池溶液连成一个通路。
②使两溶液保持电中性。
溶液；K＋移向
工具
第一章 化学反应与能量转化
3．实验现象
电流计指针是 否偏转
电极表面变化情况
Ⅰ
偏转
锌片质量减少 ，铜片质量增加Ⅱຫໍສະໝຸດ 偏转称→逐项验证。
工具
第一章 化学反应与能量转化
由M棒变粗知M棒表面析出金属，发生还原反应，应为原电 池的正极；同理由N棒变细知N棒为负极。再根据原电池的构成 条件知，金属活性N>M，故A、D项不符合题意。B项的正极反 应 为 ： 2H ＋ ＋ 2e － ―→H2↑ ， 不 符 合 题 意 。 C 项 ： 负 极 反 应 为 Zn―→Zn2＋＋2e－，正极反应为2Ag＋＋2e－―→2Ag，符合题意。
答案： C
工具
第一章 化学反应与能量转化
1．剪约6 cm长、2 cm宽的铜片、铝片各一片，分别用接线 柱平行地固定在一块塑料板上(间隔2 cm)。将铜片与铝片分别和 电流表的两接线柱相连，电流表指针调在中间位置。取两个50 mL的小烧杯，在一个烧杯中注入约40 mL的浓硫酸，在另一只 烧杯中注入40 mL 0.5 mol·L－1的硫酸溶液。试回答下列问题(已 知电流表指针偏转方向与电子流向一致)：
工具
第一章 化学反应与能量转化
解析： 构成原电池要有四个基本条件。a.电解质溶液；b. 两个电极，其中一个相对较活泼，另一个相对较不活泼。两个 电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中；c.能自发 地发生氧化还原反应；d.形成闭合回路。④⑥⑦符合条件。

Zn-2e-=Zn2+ Cu2++2e-=Cu
化学能
2eZn+ Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu
原电池的工作原理优秀课件
电能
一、原电池的工作原理
电路：
外电路
电子流向：由失电子的一极向得电子的一极 （即负极→正极）
电流方向：与电子流向相反
阴离子流向与电子流向一致
内电路
阳离子流向与电流一致
原电池的工作原理优秀课件
四、原电池电极反应式的书写
1、确定原电池正负极，以及两极上发生反应的 物质，负极发生氧化反应，正极发生还原反应 2、重视介质是否参加反应，注意两极得失电子 总数相等 3、将两极电极反应式相加即得原电池的总反应 式
原电池的工作原理优秀课件
问题解决
1.如图装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐
变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液，则A、B、
原电池的工作原理优秀课件
知识回顾 一、原电池
1、原电池： 把化学能转化为电能的装置。
2、原电池工作原理： 氧化—还原反应
原电池的工作原理优秀课件
[练习]
判断下列装置能否构成原电池，思考原电池的构成条件。
Cu
C
×①
√②
√③
④
×
原电池的工作原理优秀课件
形成原电池的一般条件
（0）前提条件：有自发的氧化还原反应 （1）有两种活泼性不同的导电材料作电极
C应是下列各组中的哪一组（ D ）
A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4
G
AB
B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸
C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液
D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液

15
迁移应用1 一种新型燃料电池，一极通入空气，另
一极通入丁烷气体；电解质是掺杂氧化钇〔Y2O3〕
的氧化锆〔ZrO2〕晶体，在熔融状态下能传导
O2-。以下对该燃料电池说法不正确的选项是
(
)
A.在熔融电解质中，O2-移向负极
B.电池的总反响是：2C4H10+13O2
8CO2+10H2O
C.通入空气的一极是正极，电极反响为：O2+4e-
反答响案：〔3O1〕2+铝6H石2O墨+1〔2e2-〕4Al-121e2- OH4-A。l3+
(3)3O2+6H2O+12e-
12OH-
19
要点二 原电池原理及其应用
1.原电池原理
利用氧化复原反响可将化学能转变为电能，具体如
下：
负极失电子发 电子沿导线传递，从而产生电流
生氧化反响
即化学能转化为电能
17
迁移应用2 我国首创以铝-空气-海水电池作为能源
的新型海水标志灯，它以海水为电解质溶液，靠空
气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。只要把灯放
入海水中数分钟，就会发出耀眼的白光。那么；
〔1〕该电源负极材料为
；正极材料
为。
〔2〕负极反响为
。
〔3〕正极反响为
。
18
解析 Al、O2〔空气〕之间的氧化复原反响为：
发生氧化反响。据此判断四种金属的活动性顺序是
(
)
A.X＞Z＞W＞Y
B.Z＞X＞Y＞W
C.X＞Y＞Z＞W
D.Y＞W＞Z＞X
32
解析 在原电池中，活泼金属作为原电池的负极，
失去电子发生氧化反响；不活泼的金属作为原电

110.每天安静地坐十五分钟·倾听你 的气息 ，感觉 它，感 觉你自 己，并 且试着 什么都 不想。 ――[艾 瑞克·佛洛姆]
111.你知道何谓沮丧---就是你用一 辈子工 夫，在 公司或 任何领 域里往 上攀爬 ，却在 抵达最 高处的 同时， 发现自 己爬错 了墙头 。－－[坎伯]
112.「伟大」这个名词未必非出现 在规模 很大的 事情不 可；生 活中微 小之处 ，照样 可以伟 大。― ―[布鲁 克斯]
2、你知道原电池的两极上分别 发生什么反应吗？
3、原电池的工作原理是什么？
实验2：
实验3：
失去2e-
0 +1 +2
0
Zn+2H+=Zn2++H2 ↑
得到2e-
还氧 原化 剂剂
三、原电池的工作原理
e e －沿导线转移 －
产产生生电电流流
氧化还原反应
Zn
氧化反应
负 极
Cu
正 极
还原反应
Zn－2e-＝ Zn2+
113.人生的目的有二：先是获得你 想要的 ；然后 是享受 你所获 得的。 只有最 明智的 人类做 到第二 点总与 幽默的 人相伴 ，健康 总与阔 达的人 相伴。 20、对所学知识内容的兴趣可能成 为学习 动机。 ——赞 科夫 21、游手好闲地学习，并不比学习游手 好闲好 。—— 约翰·贝 勒斯
22、读史使人明智，读诗使人灵秀，数 学使人 周密， 自然哲 学使人 精邃， 伦理学 使人庄 重，逻 辑学使 人善辩 。—— 培根 23、我们在我们的劳动过程中学习思考 ，劳动 的结果 ，我们 认识了 世界的 奥妙， 于是我 们就真 正来改 变生活 了。— —高尔 基 24、我们要振作精神，下苦功学习。下 苦功， 三个字 ，一个 叫下， 一个叫 苦，一 个叫功 ，一定 要振作 精神， 下苦功 。—— 毛泽东