2019-2019学年高二化学鲁科版选修1课件31电池探秘

燃料电池 把能源中燃料燃烧反应的化学能
直接转化为电能的“能量转换器”
多孔性金属电极，具有催化性能 常见的燃料电池还有甲烷燃料电池、铝空气燃料电池、熔融盐燃料电池等 优点：效率高、无污染，装置可持续使用
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化学电池的表示方法
(-) 负极 | 电解质 | 正极 (+)
铜锌原电池 (-) Zn | H2SO4 | Cu (+)
2019/2/22
2019/2/22
判断下列哪些装置构成了原电池？若不是，请说明 理由；若是，请指出正负极名称，并写出电极反应 式. ① ② (× )
(× )
③ (∨ )
2019/2/22
负极（Zn）Zn－2e-
Zn2+ H2↑
正极（Ag） 2H++2e-
总反应： Zn+2H+＝Zn2++H2↑
负极（Zn） Zn－2e④ (∨ )
课题1
电池探秘
1．使学生能以铜锌原电池为例，分析原 电池的工作原理，知道原电池的组成条件。 2．了解如何从实验室中的原电池改进到实 际应用的电池。 3．介绍日常生活中常用的化学电源和新型化 学电池，了解电池的发展方向。 4．体会化学知识在实际生活中的应用。
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超快速充电锂电池
东芝公司的员
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反应类型 电子流动的 方向 电子流出的一极 氧化反应 负极-导线电子流入的一极 还原反应 正极 口决：负氧—正还
定义
交流· 研讨
形成原电池的条件有哪些？
1、有活泼性不同的两种金属或着一种金 属和非金属导体（如石墨）作电极 2、有合适的电解质（酸、碱、盐） 3、形成闭合回路 有一个自发进行的氧化还原反应

12
课程目标引航
情景思考
基础知识
重点难点
典型例题
随堂练习
知识点1
知识点2
知识点 1 原电池的工作原理 【例题 1】 实验室备有如下用品:铁片、铜片、锌片、碳棒、FeCl3 溶液、CuCl2 溶液、ZnCl2 溶液及导线。 (1)若选用铜片、碳棒、FeCl3 溶液及导线构成原电池,画出其装置图: 判断该电池的正极材料是 ,负极材料是 ,正极反应 式 ,负极反应式 ,电池反应式 。 (2)以下装置属于原电池的是 ,并在是原电池的装置图上画出电子流 动的方向。
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课程目标引航
情景思考
基础知识
重点难点
典型例题
随堂练习
1
2
3
4
5
3 关于如图所示装置的叙述,正确的是(
)。
A.铜是负极,铜片上有气泡产生 B.铜片质量逐渐减少 C.电流从锌片经导线流向铜片 D.氢离子在铜片表面被还原 解析:所给装置应为原电池,锌作负极,铜作正极,锌失去电子逐渐溶解,在铜片放 出氢气,电子由锌经导线流向铜,故应选 D。 答案:D
3
课程目标引航
情景思考
基础知识
重点难点
典型例题
随堂练习
汽车是人们生活中的重要交通工具,而汽车排放的尾气又是造成日益严重 的环境污染的重要原因,为此,人们急需寻找一种代用燃料。科学家经过几十年 的精心研究发现,用氢燃料电池作汽车动力无污染环境的有害成分产生,因此, 使用氢燃料电池的汽车才是名副其实的“绿色燃料”汽车。电池是将化学能转 化为电能的装置,其原理是什么?氢氧燃料电池又是如何工作的?这一课时我们 将揭开这些疑问。
4
课程目标引航
情景思考
基础知识
重点难点

自我检测
3.（2013·长春高一检测）将锌片和铜片用导线连接 置于同一稀硫酸中，下列叙述正确的是（ ） A．锌片是正极 B．电流从锌片流向铜片 C．氢气在锌片上析出 D．若锌片、铜片同时有气泡冒出，则说明锌片不纯
自我检测
4、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、C应是下列各组中的哪一组（ ）
学
以
①
致
(×)
②
(×)
用
③
⑤
(∨)
④
(∨)
(∨)
自我检测
2、下图是课外活动小组设计的用化学电源 使LED灯发光的装置。 下列说法错误的 是
A．铜片表面有气泡生成 B．装置中存在“化学能→ 电能→ 光能”的转换 C．如果将硫酸换成柠檬汁，导线中不会 有电子流动 D．如果将锌片换成铁片，电路中的电流方向不变
鲁科课标版选修一第三章第一节
一、化学电源—原电池
学习 目标
学习 重点
了解原电池的概念、反应原理 及构成
原电池概念、反应原理、构成
你知道吗？化学能除了可以转化为光能、热能，
还可以间接转化为电能—火力发电：
化学能 燃烧 热 蒸汽 机械能 发电机 电
（燃料）
能
（涡轮机）
能
请你评价这种能量转化方式有无缺点？
3、电极反电极总离子反应
原电池正负极 电极反应式 发生的反应
负极
Zn-2e-=Zn2+ 氧化反应
正极
2H++2e-=H2↑ 还原反应
Zn+2H+=Zn2++H2↑（两个电极反应之和）
通过实验思考构成原电池需要哪些条件?

2．形成原电池的条件。 (1)活泼性不同的电极；(2)电解质溶液；(3)闭合回路； (4)自发进行的氧化还原反应。
二、认识几种电池
1．锌锰干电池的组成：锌锰干电池以外围的锌筒作
负极，插在电池中心的碳棒与顶端的金属帽相连作正极， 选用氯化铵作电解质。用该电解质溶液拌湿的二氧化锰 和石墨及少量氯化锌填充在锌筒与碳棒之间。
2．锌锰干电池的工作原理：锌锰干电池工作时，锌 筒上的锌原子失去电子，电子通过外电路、金属帽流向 碳棒，电池内部的二氧化锰从碳棒上得到电子被还原。 电池内部填充的石墨不参与化学反应，仅起导电作用。
3．铅蓄电池：铅酸蓄电池的一组铅板的孔穴中填充
二氧化铅作正极，另一组铅板的孔穴中填充海绵状金属铅
作负极，选用稀硫酸作为电解质。这种电池发生的氧化还
3．根据原电池内离子的定向移动判断，在原电池的 电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
4．根据原电池两极发生的变化判断，负极总是失电 子发生氧化反应，正极得电子发生还原反应。
5．根据现象判断，溶解的一极为负极，质量增加或 有气泡放出的一一种以海水为电解质溶液的 水激活电池。下列叙述错误的是( )
一、电池是怎样工作的 1．电池是把化学能转化成电能的装置，其实质是发
生了氧化还原反应。以铜、锌原电池为例，锌片失去电 子，电子经导线流向铜片，溶液中的 H＋从铜片上得到电 子被还原成氢原子，继而结合成氢分子，在铜片上放出， 其中电子流出的极为负极，发生氧化反应，电子流入的 极为正极，发生还原反应，总的电池反应式为 Zn＋2H＋ ===Zn2＋＋H2↑。
自我检测 1．判断正误。 (1)原电池中负极发生还原反应，正极发生氧化反应。 (×) (2)锌锰干电池中碳棒与顶端的金属帽相连做正极， 锌筒做负极。(√) (3)铅蓄电池充电时化学能转化为电能。(×) (4)燃料电池中燃料燃烧充分，能量转化率高。(×)

Cu 负极： Zn－2e- =Zn2+；
正极： Cu2++2e- =Cu；
总反应：Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
锌半电池 铜半电池
双液电池的优点？
使原电池中氧化剂和还原剂几 乎完全隔离，并在不同区域之 间实现了电子的定向移动，使 原电池能持续、稳定的产生电 流。延长电池寿命。
实验探究三 连接、取出盐桥，观察现象，验证能否构成原电池
Zn
A
Cu
盐桥：含琼胶饱和KCl溶液
现象：电流计指针偏转
Zn2+ ZnSO4溶液
SO42CuSO4溶液
现象：电流计指针偏转
盐桥的作用？
构成闭合回路；保持溶液的电 中性
实验探究三 连接、取出盐桥，观察现象，验证能否构成原电池
电极反应：
Zn
盐桥
高二化学鲁科版选修1 31 电池探秘 课件（张）(共张PPT)
1 第一站 一只蛙腿引发的猜想
不同金属抽搐感强
伽伐尼 18世纪意大利生物学家
相同金属、木头、松脂不抽搐
1780年 青蛙抽搐实验
伽伐尼
生物电
2 第二站 伏打电池问世
青蛙腿只是灵敏验电 器
伏特
伏特电堆
只要有两种不同金 属互相接触，中间 隔以湿的硬纸其他 海绵状的东西，不 管有没有蛙腿，都 有电流产生。
Cu片、滤纸、电流表等
关键：避免锌与CuSO4 溶液的直接反应
A
应把锌与CuSO4 溶液分开
CuSO4 溶液
改进一
Zn
A
Cu 烧杯中加什么溶液？
Zn2+
不与锌反应的溶液

电池探秘
普通锌锰电池
镍 镉 电 池
锂离子电池
碱性原电池为例，分析原 电池的工作原理，知道原电池的组成条件。
2．了解如何从实验室中的原电池改进到实 际应用的电池。
3．介绍日常生活中常用的化学电源和新型化 学电池，了解电池的发展方向。
4．体会化学知识在实际生活中的应用。
× 没有闭合回路
二、认识各种电池
负极：Zn – 2e- = Zn2+
干电池
正极：2NH4++ 2e- = 2NH3+H2
总反应：Zn +2NH4+= Zn2++ 2NH3+H2
锌筒（负极）
石墨棒（正极） NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
普通酸性锌-锰干电池的 结构
改进型干电池：碱性锌-锰干电池
编 电极和溶液 号
1 Zn-Cu-稀硫酸
2 3
Zn-Cu-酒精
Zn-Cu-橘子
是否能构成原电池 原因
√ ×
√
非电解质溶液
4 Zn-Cu-稀硫酸 5 Zn-Zn-稀硫酸
√ ×
两电极相同
6 Zn-Cu-稀硫酸
√
7 Cu-C-稀硫酸
8 Zn- Cu -苹果
√
9 Zn、Cu分别插入两个不
同的苹果中
×
没有自发的氧化还原反应
优点：携带方便 缺点：电量小，污染大
蓄电池
（1）铅蓄电池
正极材料上 涂有棕褐色 的PbO2，负 极材料是海 绵状的金属 铅，两极浸 在H2SO4溶 液中。1、写 出放电时电 极反应式。
2、充电时电 极反应式
铅蓄电池
新型燃料电池
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全 部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外 界输入，同时将电极反应产物不断排出电池

三、化学电源
小型高性能
1普通锌锰干电池
锌筒 石墨棒
4
普通锌锰电池
负极： 锌筒 电解质溶液： NH4CI和ZnCI2 糊状混合溶液
2
正极： 石墨棒和金属帽 NH Cl、ZnCl
和 H2O等 MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
原理：锌失电子，电子通过外电路、金属帽流向石墨棒， 电池内部的MnO2从石墨棒上得电子，电池内部填充的石 墨不参与反应，仅起导电作用。 优点：制作简单、价格便宜。 缺点：1放电时间短，电压下降快，不能提供稳定电压。
优点：
充放电方便、稳定性强，安全可靠、价格低 廉，是汽车、小型电动机车及实验室的常用 电源
缺点： 一个蓄电池需要使用几十千克铅，体积 大十分笨重，使用不方便，使用寿命较 短且污染环境。
4锂电池
锂是密度最小的金属，用锂 作为电池的负极，跟用相同质量的 其他金属作负极相比较，使用寿命 大大延长。 锂电池是新一代高能电池，目前已研究成功多种锂电 池，其中一种用廉价的MnO2作正极活性材料，电解质溶 液是有机溶剂 电池总反应：Li + MnO2 = LiMnO2 特点： 高能电池，质量轻，贮存时间长等。 用途： 现已成为笔记本电脑、移动电话、摄像机、手 表、心脏起搏器等低功耗电器的主流。
鲁科版高二化学《化学与生活》（选修）
主题三
合理利用化学能源 电池探秘
课题1
主题三
合理利用化学能源 课题1 电池探秘
学习目标
1．了解原电池的组成及工作原理。 2．了解生活中常用化学电源，能根据需要 合理选择电池。 3．了解电池对环境的影响及电池的发展方向。
用途广泛的电池
锌 锰 干 电 池 纽 扣 电 池
实验3：两不同电极插入两瓣分开的橘子

由铜（正极）流出经导线流入锌（负极）
3、电解质溶液中阴阳离子的移动方向。 阴离子向锌（负极）移动，阳离子向铜（正极）移动 4、两个电极上分别发生了怎样的反应？试着写出相应 的电极反应。 负极：Zn - 2e- = Zn2+ (氧化反应)
正极: 2H+ + 2e- = H2 ↑ (还原反应) 总反应： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 ↑
两极 一液 一连线
构成原电池的前提： 必须是自发的氧化还原反应
试一试：
判断下列装置哪些能构成原电池？并解释不能构成原 电池的原因？
③
小结：
把化学能转化成电能的装置叫做原电池
负极
正极
原电池的工作原理
（以铜锌原电池为例） 1、外电路中电子的流动方向。
由锌（负极）经导线流向铜（正极）
2、 原电池中电流的流动方向。
你能找出格林太 太的病因吗？
教学目标：
知识与技能： 1.了解化学能与其它形式能量的相互转化。 2.通过实验探究，进一步探究原电池的形成条件 3. 了解常见的电池及化学科学在能源开发和利用方 面的重要应用 过程与方法： 1.通过“活动、探究原电池的形成条件”培养学生 的观察能力、实验能力和分析推理能力。 2.利用微课开拓学生的视野，知道电池在生活中的 应用 。 情感态度与价值观
小
结
原电池定义 原电池的工作原理 原 电 池 构成原电池的条件 原电池正负极判断
原电池电极反应的书写
微课助学
同学们观看微课铅蓄电池和甲烷燃料电池， 加深对原电池原理的认识和理解
作为一个电池的消费者，你希望使用怎样的电池？ 假如你是一个电池的研究者你应该开发怎样的电池？ 作为地球村的一员，除了应用电池我们还应该承担什 么义务？

Pt电极
O2
KOH
氢氧燃料电池模拟
若将氢气换成甲醇，写出各电极的电极反应
高中化学鲁科版 选修一 3.1 电池探秘(共17张PPT)
高中化学鲁科版 选修一 3.1 电池探秘(共17张PPT)
点燃
2 H2 + O2 === 2 H2O
氢氧燃料电池
燃料电池： 把能源中燃料燃烧反应的化学能
直接转化为电能的“能量转换器”
电极名称及电极反应：
电极 名称 负极(-)
正极(+)
定义
失电子的一极 得电子的一极
反应类型 电子流动的 方向
氧化反应 负极-导线还原反应 正极
口决：负氧化 — 正还原
交流·研讨
形成原电池的条件有哪些？
1、有活泼性不同的两种金属或着一种金 属和非金属导体（如石墨）作电极 2、有合适的电解质（酸、碱、盐） 3、形成闭合回路 4、自发进行的氧化还原反应
高中化学鲁科版 选修一 3.1 电池探秘(共17张PPT)
高中化学鲁科版 选修一 3.1 电池探秘(共17张PPT)
减少污染 节约资源
高中化学鲁科版 选修一 3.1 电池探秘(共17张PPT)
高中化学鲁科版 选修一 3.1 电池探秘(共17张PPT)
课堂小结
原电池的定义
原电池的工作原理
将化学能转变为电能的装置
原电池的构成条件
高中化学鲁科版 选修一 3.1 电池探秘(共17张PPT)
1、两个活泼性不同的电极 2、电解质溶液 3、闭合回路
高中化学鲁科版 选修一 3.1 电池探秘(共17张PPT)
1.汉字的亦文亦图性质，导致它的表 意功能 和美学 功能无 法截然 分开。 汉字一 直保持 着对称 平衡的 形态， 与其最 初扮演 的“饰 ”的角 色有相 当关系 。如果 没有在 青铜器 上度过 自己的 童年， 中国的 书法艺 术很可 能跳不 出美术 字的窠 臼，无 从获得 那种自 由奔放 的生命 感和力 量感。 2.对于这种能力，人们普遍存在一种 疑问， 即为什 么只有 一部分 人会发 生联觉 现象。 一些人 用基因 来解释 这个问 题。有 研究者 已经注 意到， 如果一 个家族 中有一 人具有 联觉能 力，那 么很可 能会出 现更多 这样的 人。 3.科学研究指出，联觉现象大多出现 在数学 较差的 人身上 ，此外 ，左撇 子、方 向感较 差以及 有过预 知经历 的人也 通常会 出现联 觉现象 。也有 人认为 ，联觉 能力与 一个人 的创造 力有关 ，许多 著名的 科学家 和艺术 家都具 备联觉 能力。 4.联觉现象对于人类认知和意识行为 的研究 ，具有 特殊意 义。许 多专家 指出， 联觉现 象的研 究为找 到比喻 和语言 能力的 神经学 基础打 开了大 门。一 些针对 联觉现 象的研 究提出 ，使声 音和物 体形状 之间建 立联系 的能力 可以成 为语言 和抽象 思维发 展的一 粒种子 。 5.真理总是越辩越明。曾几何时，方 言的存 废问题 ，曾经 引起激 烈争议 ，但争 论至今 ，越来 越多的 人逐渐 达成共 识：推 广普通 话很重 要，保 护方言 也很重 要，二 者并不 是非此 即彼的 关系。 6.方言俗称地方话，是语言的变体， 只通行 于一定 的地域 ，它不 是独立 于民族 语之外 的另一 种语言 ，而只 是局部 地区使 用的语 言。根 据性质 ，方言 可分地 域方言 和社会 方言， 地域方 言是语 言因地 域方面 的差别 而形成 的变体 ，是全 民语言 的不同 地域上 的分支 ，是语 言发展 不平衡 性在地 域上的 反映。 7.社会方言是同一地域的社会成员因 为所在 职业、 阶层、 年龄、 性别、 文化教 养等方 面的社 会差异 而形成 不同的 社会变 体。 8.语言最本质的功能，是作为人们交 际的工 具。英 国作家 塞缪尔·约翰逊 说过：“ 语言是 思想的 外衣。 ”除了 交际工 具，语 言同时 也是文 化的载 体。在 岁月与 文明的 浸泡下 ，方言 承载着 浓郁的 地方文 化特色 ，能够 满足本 地区社 会交际 的需要 。

认识认各认认种电识识池识各各各种种种电电电池池池
相机锂电池
纽扣电池
小型高性能燃料电池
请你利用学过的知识分析:
1、导线连接后,铜片上产生什么气体?H+得到的电子 是铜提供的吗？
2．电子由锌到H+经历了哪些途径？在这过程中铜 起什么作用？
3．你认为这个过程能量是如何转化的？
电极 名称 负极(-)
正极(+)
原电池的构成条件
1、两个活泼性不同的电极 2、电解质溶液 3、闭合回路 4、自发的氧化还原反应
Zn
Zn
稀硫酸
Zn
C
稀硫酸
活动﹒探究：原电池组成条件
Zn
Cu
蔗糖
活动﹒探究：原电池组成条件
Zn Fe
稀硫酸
Zn
Cu
稀硫酸
交流·研讨
形成原电池的条件有哪些？
1、有活泼性不同的两种金属或着一种金 属和非金属导体（如石墨）作电极 2、有合适的电解质（酸、碱、盐） 3、形成闭合回路 4、有一个自发进行的氧化还原反应
新型燃料电池
燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全 部贮藏在电池内，而是在工作时，不断从外 界输入，同时将电极反应产物不断排出电池
氢氧燃料电池
航天技术上使用的一种电 池，它具有高能、轻便、 H2 不污染环境等优点。用Pt 做电极，KOH溶液做电 解液，因其反应与氢氧燃 烧相似，故称为氢氧燃烧 电池。
Cu
总反应： Fe+Cu2+＝Fe2++Cu
二、认识各种电池
锌筒 （负极） 石墨棒 （正极） NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等 MnO2和C
普通锌-锰干电池的结构
优点：携带方便 缺点：电量小 的PbO2， 负极材料是 海绵状的金 属铅，两极 浸在H2SO4 溶液中。