高二化学原电池公开课课件

提高能量密度
科研人员正在研究新型材料和设计，以提高原电池的能量密度， 延长其使用寿命。
环保材料
为了降低对环境的负面影响，科研人员正在研发环保型的原电池， 如锂离子电池等。
智能管理
通过引入智能化管理系统，实现对原电池的实时监控、预警和自动 维护，提高其使用效率和安全性。
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CATALOGUE
原电池实验与探究
讨论
在实验过程中，我们发现锌片上产生的气泡比铜片上多，这 是为什么？如何提高原电池的效率？在原电池中加入盐桥是 否可行？这些问题的探讨有助于深入理解原电池的工作原理 和应用。
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原电池实验的设计与操作
实验目的：探究原电池的 工作原理，了解原电池的
组成和功能。
实验步骤
2. 将锌片和铜片用导线连 接，观察电流表指针的变
化。
实验材料：锌片、铜片、 稀硫酸、电流表、导线等
。
1. 将锌片和铜片分别插入 稀硫酸中，观察现象。
3. 记录实验数据，分析实 验结果。
原电池实验数据的分析与处理
野外科学考察
在野外进行科学考察时，通常需要携带各种电子设备，如 GPS、气象仪器等，而这些设备通常都依赖于原电池来提 供电力。
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CATALOGUE
原电池的优缺点
原电池的优点
高效能源转换
原电池能够将化学能高效地转化为电能，是能源 转换的重要方式之一。
便携能源
原电池体积小、重量轻，便于携带，为移动设备 和远程设备提供能源。
电子流动
电子通过外部电路从负极 流向正极，从而形成电流 。电流的方向与电子流动 的方向相反。
离子迁移
在原电池中，离子通过电 解质溶液从负极流向正极 ，从而维持电荷平衡。

向三个装置中分别加入 10ml 的稀硫酸，编号为甲 乙、丙，观察小灯泡是否发光。 向甲装置中加入 5ml 3% 的双氧水，振荡溶液， 记录小灯泡发光的时间和亮度。
向乙装置中加入 0.5 g 的重铬酸钾晶体，振荡溶液， 记录小灯泡发光的时间和亮度。
向丙装置中加入 0.5 g 的高锰酸钾晶体，振荡溶液， 记录小灯泡发光的时间和亮度。
（三）从实验视角看
必修2第38页“化学能转变为电能的活动与探究”
一是电流微弱， 用灵敏检流计检测；
二是供电时间短暂， 电池的放电效率低；
三是锌极板有大量气泡， 干扰铜极板现象的观察。
（三）从实验视角看
选修3第12页“原电池的工作原理活动与探究”
克服了锌极板有大量气泡的现象 盐桥能说明内电路中离子的迁移 电流密度依然较小，不足以使小灯泡发亮
电极材料：Al －C （直径1.1cm），与Al－Cu对比 溶液介质：稀盐酸 去极化剂：重铬酸钾晶体
按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察现象。
提出课题——用更有说服力的实验来证实 具有实际价值的电池
探究电池效率的因素，
放大电池的电流密度，
延长电池的工作时间，
。。。。。。。
二、实验基本原理
电池反应 Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu
外电路 检流计 电子迁移 内电路 盐 桥 离子迁移
正极 Cu2+ + 2e- = Cu
负极 Zn - 2e- = Zn2+
能否形成原电池。
（二）从学科指导看
基本要求： 通过原电池实验，加深对原电池工作原理的认识。
发展要求： 能根据已知的电池总反应式，判断电池的正负极， 书写电极反应式。

3．根据原电池里电解质溶液内离子的定向移动方向判 断。在原电池的电解质溶液内，阳离子移向的极是正极， 阴离子移向的极是负极。
4．根据原电池两极发生的变化来判断，原电 池的负极总是失电子发生氧化反应，其正极总是得 电子发生还原反应。
5．依据现象判断。溶解的一极为负极，质量 增加或者有气体放出一极为正极。
3．导线 正 负
综合拓展
原电池原理的应用
1．加快氧化还原反应的速率 例如：在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液能使产生 H2的速率加快。 2．寻求和制造干电池和蓄电池等化学能源(下节学习)。 3．比较金属活动性强弱 例如：有两种金属a和b，用导线连接后插入到稀硫酸中， 观察到a极溶解，b极上有气泡产生。根据电极现象判断出a是 负极，b是正极，由原电池原理可知，金属活动性a＞b。
答案：Pt(或石墨) 2Fe3＋＋2e－ === 2Fe2＋ Zn Zn－2e－ === Zn2＋
名师点睛：要牢记原电池正负极反应的反应类型，以 便确定正负极材料，同时要根据总反应式，选择合适的电解 质溶液。为了确保能选出正确答案，可将所设计的原电池的 总反应式写出，与题中所给的反应方程式对比、检查。
______
______
答案：④负极 ⑤正极 ⑥失 ⑦得 ⑧流出 ⑨流入 ⑩ Cl－ K＋ 氧化反应 还原反应 Zn－2e－===Zn2＋
Cu2＋＋2e－===Cu Zn＋Cu2＋===Zn2＋＋Cu
3.原电池形成的条件 (1)两个活泼性不同的电极： 相对活泼的金属作________， 较不活泼的金属或能导电的非金属作________； (2)________溶液； (3)形成________回路； (4)能自发发生氧化还原反应。 答案：(1)负极 正极 (2)电解质 (3)闭合

Zn 【温馨提示】 1、观察锌片、铜片、电流表的变化 并如实记录； 2、注意合作分工，讲究效率
Cu
稀硫酸
预期现象 锌片溶解 铜片上有气泡 电流表指针偏转
13:28:41
实验现象
锌片上有气泡
铜片上有气泡 电流表指针偏转
大 5
【交流 · 研讨一】 如何改进原电池装置？
让锌片与稀硫酸不直接接触
A
Zn
A
Cu
改进 Zn Cu
稀硫酸
ZnSO4溶液 H2SO4溶液
？
13:28:41
大
6
【观察与思考】 A
Zn Cu
ZnSO4溶液
SO4溶液
【结论1】改进后的原电池装置，工作时具有较高 的能量转换率
13:28:41 大 7
【交流 · 研讨二】
A
Zn Zn Cu 改进
稀硫酸
A
Cu
ZnSO4溶液 H2SO4溶液
U M
Na S
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大
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电池发展史
1839年 1836年 1799年
丹尼尔电池
W.R.Grove提出 氢氧燃料电池
伏打电堆
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大
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课下探究：电极插入两瓣分开的橘子，能 形成原电池吗？不能的话，有什么方法改 进？
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大
13
13:28:41
大
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第三节 化学能转化为电能—电池
第1课时 原电池的工作原理
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大
1
13:28:41
大
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学习目标
知识与技能
•深入了解原电池的 工作原理。 •能根据反应设计简 单的原电池。