4.1.2双液原电池及应用

原电池的原理及应用课件一、原电池的概述•原电池是一种将化学能转化为电能的装置•由两个电极和介质组成•通过化学反应，将化学能转化为电能二、原电池的工作原理1.电极–阳极：电子从电池中流出，带正电荷–阴极：电子流入电池，带负电荷2.电解质–溶液或固体，负责电子和离子的传导–电解质浓度的变化会影响电池的电压和电流3.化学反应–通过化学反应，将化学能转化为电能–化学反应的种类和速率决定了电池的性能和寿命三、原电池的分类1.原电池按照电解质的类型分类–酸性电池：电解质为酸性溶液–碱性电池：电解质为碱性溶液–中性电池：电解质为中性溶液2.原电池按照工作原理分类–干电池：电解质为固体–湿电池：电解质为液体四、原电池的应用领域1.电子产品–手机、平板等移动设备使用锂离子电池–电脑、电视等家用电器使用铅酸电池2.汽车工业–汽车使用蓄电池作为启动电源–混合动力汽车使用镍氢电池或锂离子电池作为辅助电源3.军事领域–军用设备使用高能密度电池以满足高功率需求4.新能源领域–太阳能、风能等新能源装置需要电池来存储和供应电能五、原电池的优缺点优点•便携性强，可以随时随地使用•快速充放电，使用方便•环保，不会产生污染物 ### 缺点•电池会老化，寿命有限•部分电池需要定期维护和更换•一些电池含有有害物质，需要特殊处理六、原电池的发展趋势1.高能量密度–追求更高的能量存储密度，实现更长时间的使用2.快速充电–提高充电速度，缩短充电时间3.长寿命–延长电池的使用寿命，减少更换频率4.环保绿色–减少或消除对环境的污染以上是关于原电池的原理及应用的课件，介绍了原电池的工作原理、分类、应用领域、优缺点以及发展趋势。

通过本课件的学习，了解了原电池在现代社会中的重要性和广泛应用。

希望能对大家的学习和工作有所帮助！。

双液原电池工作原理
双液原电池是一种将两种液体作为电极和电解质的电池，其工作原理基于两种液体中化学反应的产生和电荷的转移。

双液原电池通常由两个电极（阳极和阴极）和一个电解质组成。

阳极和阴极分别由不同的液体组成。

在双液原电池中，阴极液体和阳极液体中会发生一系列的化学反应。

阴极液体中的还原反应会导致电子的释放，而阳极液体中的氧化反应会导致电子的吸收。

当电池连接外部电路时，电子就会从阴极流动到阳极，完成电路中的电流传输。

这种电子流动的过程是通过外部电路在阴极和阳极之间建立的。

在阴极和阳极液体之间还存在一个电解质，它起到了导电和维持反应的离子平衡的作用。

电解质中的离子会在电解质中运动，维持电路的连通。

双液原电池的工作原理可以通过以下示意图来解释：
（示意图）
总之，双液原电池的工作原理是基于两种液体中的化学反应和电子的转移。

这种电子流动在外部电路中形成电流，实现了能量转化和储存的功能。

学法指导化学实验探究中双液原电池装置的应用■阮琴摘要：利用双液原电池装置把还原反应区域和氧化反应区域分开，通过排除外在因素，或者体系里面的其他存在对氧化还原反应实验研究产生干扰的问题，保障学生“证据推理”的核心素养得到有效发展。

本文通过实验设计，促进学生自主学习、自我思考能力，始终围绕氧化还原反应开展问题分析，进一步实现电化学学习目标。

关键词：双液原电池；氧化还原反应；应用前言：在2017年版高中化学教材中凝练出“化学学科核心素养”，对学业质量提出更高要求，引导教学新的理念，从知识教学到能力教学再到素养教学的转变。

近年来，高中化学从理论逐渐转为实践，利用化学实验进行事实论证的方式帮助学生加深理解，培养学生的逻辑思考能力，提高创新意识。

电化学是化学课程中非常重要的知识点，是科学研究与学习化学基础理论知识的重要方式。

电解池装置和原电池通过与电流计或者电压表进行连接，可以将氧化还原反应中的电子进行转移定量化、可视化。

学生可以从实验中分析原理，结合微观反应和宏观实验现象对实验反应历程相互关联，为总结化学实验原理提供分析依据。

双液原电池是高中化学教材中进行氧化还原反应的实验装置，其优点是能够将还原反应和氧化反应区分开，可以让同学们更为细致地分析实验原理，加深理解。

一、探究外界条件对物质氧化性或还原性的影响反应物的还原性和氧化性会随外界因素的影响而发生变化，比如温度、浓度、酸碱度及有无杂质等，都会引起变化。

但是不同条件对反应物的还原性和氧化性是否都产生影响，还是只对其中一个发生改变？改变外界因素，氧化性的影响较大还是还原性的影响较大？为了进行问题的论证，利用双液原电池装置，通过改变外界因素的状态，比如物体形状、大小、浓度、温度、PH值等，改变其中的某一些因素，利用电流表数据的变化分析在氧化还原反应中具体因素对实验对象的影响情况。

例如，在研究c（H+）对cl-的还原性和MnO2的氧化性哪一个的影响更大，同样可以利用双液原电池装置，在电压表指针稳定之后，在U形管的左右两边分别滴加硫酸溶液，分析电压表的示数变化，对实验结果进行分析，证明猜想，c（H+）对MnO2的氧化性影响更加显著。

双液原电池工作原理双液原电池是一种新型的能量存储设备，它利用两种不同的液体来实现能量的储存和释放。

这种电池具有高能量密度、长循环寿命和快速充放电等优点，因此在电动汽车、储能系统和可再生能源等领域具有广阔的应用前景。

下面我们将详细介绍双液原电池的工作原理。

双液原电池由两个电极和一个电解质组成。

其中一个电极是阳极，另一个是阴极。

两种不同的液体分别浸泡在两个电极中，它们分别被称为阳液和阴液。

这两种液体之间通过电解质进行离子传输。

当双液原电池充电时，外部电源提供电能，使得阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。

在这个过程中，阳液中的一种物质被氧化成阳离子，阴液中的一种物质被还原成阴离子。

这些离子穿过电解质，从而完成了电池的充电过程。

当双液原电池放电时，电池内部的化学能被转化为电能。

这时，阳液中的阳离子和阴液中的阴离子重新组合成原来的物质，同时释放出电子。

这些电子通过外部电路流回电池，完成了电能的输出。

双液原电池的工作原理可以简单总结为，充电时进行氧化还原反应，放电时进行还原氧化反应。

通过这种方式，双液原电池实现了能量的存储和释放，从而为各种应用提供了可靠的能源支持。

双液原电池的工作原理具有一定的复杂性，但总体上可以用简单的化学反应来描述。

通过不同液体的氧化还原反应，双液原电池实现了高效的能量转换，为各种领域的能源需求提供了可靠的解决方案。

总的来说，双液原电池以其高能量密度、长循环寿命和快速充放电等优点，成为了当今能源领域备受关注的新型能量存储设备。

通过深入了解其工作原理，我们可以更好地理解其性能特点和应用前景，为其进一步的研究和发展提供有力支持。

《原电池》单元教学设计引领性学习主题【研读课标找到依据】高中化学教学的指导思想确定应当以高中化学课程标准为依据，进而来确定单元教学内容和方法。

本单元对应课标为必修模块主题3 物质结构基础与化学反应规律，主题5 化学与社会发展和选择性必修模块主题1 化学反应与能量。

其具体内容如下：必修模块3.4 化学反应与能量转化：知道化学反应可以实现化学能与其他能量形式的转化，以原电池为例认识化学能可以转化为电能，从氧化还原的角度初步认识原电池的工作原理。

5.3 化学在自然资源和能源综合利用方面的重要价值：认识化学对于构建清洁低碳、安全高效的能源体系所发挥的作用，体会化学对促进人与自然和谐相处的意义。

选修模块1.3 化学反应与电能：认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用，了解原电池及常见化学电源的工作原理1.4 学生必做实验：制作简单的燃料电池。

【梳理教材准确定位】学生完成了化学反应与能量变化的学习，认识到化学能可以转化热能、光能等多种形式的能量。

人类可以通过控制条件，实现能量向有用的方向高效转化。

化学能向电能转化就是很好的教学主题。

如何实现化学能向电能转化、高效转化是值得学生学习与研究的内容。

原电池在高中知识体系、生产生活方面，科学研究领域均有重要作用与地位。

原电池教学内容涉及到化学必修2 第六章化学反应与能量第一节《化学反应与能量变化》和选择性必修1 第四章化学反应与电能第一节《原电池》。

课标关于《原电池》的教学内容与学业要求如下图（图1）：图1 2017 版高中化学课程标准《原电池》的教学内容与学业要求高二的学生已经具备认识原电池的工作原理和判断原电池装置的能力。

根据新课标要求，选择性必修对原电池在原理、装置、应用等层面都提出了更高的要求。

而这一要求则可以通过原电池的装置和原理来统摄和概括。

此本单元教学的大概念提取为《原电池》。

本主题单元横向教学活动基于情境——问题——活动——知识——素养模式进行的结构化课堂。

2025年高考化学一轮复习基础知识讲义—原电池的工作原理及应用（新高考通用）【知识模型】1、原电池的概念及构成条件(1)定义：将化学能转化为电能的装置。

（太阳能电池：将太阳能转化为电能）(2)原电池的形成条件①能自发进行的氧化还原反应。

②两个活泼性不同的电极(燃料电池的两个电极可以相同)。

③形成闭合回路，需满足三个条件：a.存在电解质；b.两电极直接或间接接触；c.两电极插入电解质溶液或熔融电解质中。

2、工作原理(以锌铜原电池为例)(1)装置变迁名称单液原电池双液原电池装置相同点电极名称负极：锌片正极：铜片电极反应负极：Zn－2e－===Zn2＋(氧化反应) 正极：Cu2＋＋2e－===Cu (还原反应) 总反应Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu电子流向电子由负极（锌片）经导线流向正极（铜片）电流流向电流由正极（铜片）经导线流向负极（锌片）不同离子迁移方向电解质溶液中，阴离子向负极（锌片）迁移，阳离子向正极（铜片）迁移Cu2＋移向正极，SO42－移向负极盐桥含饱和KCl溶液，K＋移向正极，Cl－移向负极①盐桥的成分：盐桥通常是装有饱和KCl或者NH4NO3琼脂溶胶的U形管，溶液不致流出来，但离子则可以在其中自由移动②盐桥的作用有三种：a.连接内电路，形成闭合回路；b.平衡电荷，使原电池不断产生电流；c.隔绝正负极反应物，避免直接接触，导致电流不稳定，提高电池效率。

③盐桥中离子移向：阴离子移向负极，阳离子移向正极。

④无论是单液原电池装置还是双液原电池装置，电子均不能通过电解质溶液（离子走水，电子走线）3、原电池电极判断4(1)加快氧化还原反应的速率：原电池中，氧化反应和还原反应分别在两极进行，使溶液中离子运动时相互的干扰减小，使反应速率增大。

如：在Zn和稀硫酸反应时，滴加少量CuSO4溶液，则Zn置换出的铜和锌能构成原电池的正负极，从而加快Zn与稀硫酸反应的速率(2)比较金属活动性的强弱：原电池中，负极一般是活动性较强的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)方法：电极质量减少作负极，较活泼；有气体生成、电极质量不断增加或不变作正极，较不活泼(3)设计制作化学电源①拆分反应：将氧化还原反应分成两个半反应②选择电极材料：电极材料必须导电。

第四章《化学反应与电能》导学案第一节原电池的工作原理第一课时原电池的工作原理【学习目标】1.认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用；2.从氧化还原反应的角度初步认识原电池的工作原理；3.了解原电池及常见化学电源的工作原理，理解原电池的构造组成；4.能分析、解释原电池的工作原理，能设计简单的原电池及创造性实验设计。

【学习重难点】重点：原电池原理、盐桥的作用、探究能力的培养；难点：原电池设计改进、探究能力的培养。

【课前预习】旧知回顾一、原电池的知识总结1．定义：将化学能转化为电能的装置叫做原电池_。

2．组成条件（1）两个活泼性不同的电极【注意】①其中一个电极的金属性相对较活泼，另一个相对较不活泼，如：金属与金属、金属与非金属。

②燃料电池中两极选石墨或铂电极。

（2）电解质溶液（3）电极用导线相连并插入电解液，构成闭合回路（4）自发的氧化还原反应3．原电池中电子流向、电流的流向及离子的迁移方向外电路中电子的流向：负极——导线——正极外电路中电流的流向：正极——导线——负极内电路中离子的迁移：阴离子移向负极溶液，阳离子移向正极溶液。

【课中探究】情境导入：我们生活中无处不见电池的使用，户外运动检测的电子手表；、笔记本电脑很多家用电器都需要使用电池；还有近几年推行的环保交通工具，电动汽车，它的主要核心就是在电池的技术，那么大家知道电池的能量是如何转化的吗？一、原电池原理（铜锌原电池为例）活动1、铜锌原电池原理的梳理任务1：实验演示：将锌片和铜片分别用夹子夹好与电流表串联，再同时插入到盛有CuSO4溶液的烧杯中，如图所示：【讨论1】1.观察两电极的现象，电解质溶液的现象及电流表的读数如何变化？【答题要点】1.原电池工作中两极的现象：①锌片逐渐溶解，铜片一极厚度变大，颜色仍是红色；②CuSO4溶液颜色逐渐变浅；③电流表的指针发生偏转。

【讨论2】原电池工作时，电子，电流的移动方向及两极反应式的书写。

【答题要点】1.原电池中电子流动方向和电流方向①外电路：电子的移动：由负极（Zn片）→导线→正极（Cu片）。

化学实验中双液原电池装置的应用摘要：电化学是化学领域中较为重要的内容，电化学对于学习者的理论和实验技能要求较高。

原电池是电化学中的核心内容，在学习电化学时，经常需要进行与原电池有关的实验。

而通常情况下，学生在理论学习中接触到的单容器原电池并不利于对实验现象进行观察和分析，因此电化学实验常用的是双液原电池。

双液原电池将氧化还原反应独立在两个容器中进行，其独特性可实现化学实验中的多种目的。

基于此，本文对双液原电池在化学实验中的应用方式进行了研究。

关键词：双液原电池；化学实验；应用引言电化学是化学实验环节中非常重要的一部分，电化学实验中涉及对氧化还原反应的知识和对一些电子仪器，如电流表、电压表之类的应用，属于化学实验中较难理解的部分。

而双液原电池将原电池中的氧化反应和还原反应区分开来，有助于在实验中更为细致地分别观察氧化反应和还原反应的过程，并理解其反应机制，因此双液原电池在化学实验中有着非常广泛的应用。

一、双液原电池原电池是电化学中一种常见的实验装置，在原电池中氧化剂（电解质溶液）和还原剂（阳极）都处于同一个容器中，因此对于反应的效率会产生一定影响，不利于在实验中对氧化反应和还原反应进行理解和分析。

而双液原电池将阴极和阳极分别置于两个盛有电解质溶液的容器中，中间通过盐桥连接，氧化反应和还原反应分别发生在两个容器中，可以不受干扰地分别进行，有利于对氧化反应和还原反应进行区分和理解。

二、双液原电池在化学实验中的应用（一）研究外界条件对反应物氧化性和还原性的影响一般来说，物质的氧化性和还原性会受到温度、pH值、催化剂等的影响。

在实际实验中，我们通常需要研究不同外界条件对物质氧化性或还原性的影响，以及影响的程度。

因此，我们可以使用双液原电池探究不同的外界条件对物质氧化性和还原性的影响，下面将阐述一种利用双液原电池探究外界条件对Mn4+的氧化性和Cl-的还原性的影响。

借助图1中的实验装置可探究pH值对Mn和Cl-的氧化还原反应特性的影响，其中U型管底部为胶质盐桥，将U型管两端分隔开，形成了一个双液原电池。

双液原电池工作原理双液原电池是一种新型的电池，它采用双液体作为电解质，具有高能量密度、长循环寿命和高安全性的特点，因此备受关注。

在了解双液原电池的工作原理之前，我们先来了解一下它的结构。

双液原电池由正极、负极、双液电解质和隔膜组成。

正极和负极分别是正极活性物质和负极活性物质的集合体，它们在充放电过程中发生化学反应，从而释放或吸收电荷。

双液电解质是指由两种不同的液体组成的电解质溶液，它们分别存在于正极和负极的电极反应中。

隔膜则起到隔离正负极电解质的作用，防止短路和混合。

双液原电池的工作原理主要包括充电和放电两个过程。

在充电过程中，外部电源提供电能，使正极发生氧化反应，负极发生还原反应，同时双液电解质中的离子在正负极之间移动。

这些反应和离子的移动将电能转化为化学能，存储在电池中。

在放电过程中，电池供电，正负极反应逆转，化学能转化为电能，通过外部电路输出。

双液原电池的工作原理涉及多种物理化学过程，其中包括电化学反应、离子传输和质子传输等。

在正极和负极的电化学反应中，活性物质发生氧化还原反应，释放或吸收电荷。

双液电解质中的离子在充放电过程中扮演着传递电荷的角色，它们在正负极之间移动，维持电池的正常工作。

此外，质子传输也是电池正常工作的关键，它影响着电池的内阻和循环寿命。

双液原电池工作原理的深入理解对于电池的设计、制造和性能优化具有重要意义。

通过对电池内部物理化学过程的研究，可以改善电池的能量密度、循环寿命和安全性能，推动电池技术的发展。

同时，深入理解电池的工作原理也有助于解决电池在实际应用中遇到的问题，为电池的商业化应用提供技术支持。

总之，双液原电池作为一种新型电池，具有独特的工作原理。

通过对其工作原理的深入理解，我们可以不断改进电池的性能，并推动电池技术的发展。

相信随着科学技术的不断进步，双液原电池将在能源存储领域发挥重要作用。