原电池原理-详细讲解分类ppt课件

Cu2++2e- =Cu 内电路
2e-
电极反应总式： Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu 原电池反应本质：化学能 氧化还原反应 电能
6、原电池的设计
（1）电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反 应分别在两个烧杯中进行，则左右两个烧杯中的电解质溶液应 与电极材料具有相同的阳离子。
Fe3+被还原 C. 电流计读数为零时，反应达到
化学平衡状态 D. 电流计读数为零后，在甲中溶
入FeCl2固体，乙中石墨电极为负极
7、原电池的表示方法：
(-) Zn|Zn2+ (C1) ‖ Cu2+ (C2)|Cu (+)
“|”表示液-固相有一界面；“‖”表示盐桥。 在有气体参加的电池中还要表明气体的压力，
（2）银电极为电池的 正 极，
发生的电极反应为
；
X电极上发生的电极反应为 ；
（3）外电路中的电子是从 X 电极
流向 Ag 电极。
3.控制适合的条件，将反应2Fe3++2I-
⇌ 2Fe2++I2 设计成如右图所示的原 电池。下列判断不正确的是 D
A. 反应开始时，乙中石墨电极上 发生氧化反应
B. 反应开始时，甲中石墨电极上
CuSO4 溶液
思考：如何才能得到持续稳定的电流？
实验探究
在原有实验基础上进行改进，设计成一个能 产生持续稳定电流的原电池。
导线
锌铜原电池装置示意图
装置特点：
由两个半电池组成，锌 和锌盐组成锌半电池，铜和 铜盐组成铜半电池；每个半 电池中的电极与电解质溶液 互不反应，中间通过盐桥连接 形成闭合回路。

武器系统
一些现代化的武器系统需要大量的电力支持，如激光武器、电磁炮等，原电 池作为一种高效、可靠的电力来源，被广泛应用于武器系统中。
04
原电池的发展趋势和挑战
技术发展
锂离子电池技术持续创新
随着电动汽车市场的扩大，锂离子电池的需求量不断增加，技术也在不断进步，包括提高 能量密度、降低成本、提高安全性和提高充电速度等方面。
固态电池技术研发
固态电池具有更高的能量密度和更快的充电速度，是未来电池技术的发展方向。目前，固 态电池技术还处于实验室阶段，但已有不少企业和研究机构在进行研发和投资。
微生物燃料电池的探索
微生物燃料电池是一种利用微生物产生电能的装置，具有环保、低成本等优点，但目前其 发电效率还较低，需要进一步研发和技术突破。
2
在原电池中，电子从负极流向正极，同时电解 质中的离子受到电场作用而迁移，形成电流。
3
原电池的输出电压取决于电极材料的性质、电 解质的选择以及电池的构造和大小。
02
原电池的种类和特点
酸性锌锰电池
成本低
酸性锌锰电池由于结构简单，制造成本相对较低 。
电量低
由于其化学反应程度较弱，酸性锌锰电池的电量 相对较低。
原电池的基本组成
正极
通常是一个具有较高电势的电极， 接受电子并传递能量。
负极
通常是一个具有较低电势的电极， 释放电子并传递能量。
电解质
一种能够提供离子迁移的溶液或固 体。
隔膜
一种用于隔离正负极，防止直接接 触的薄膜。
原电池的工作原理
1
当原电池连接外电路时，正极和负极之间产生 电势差，驱使电子从负极流向正极，从而实现 化学能向电能的转化。
原电池的回收再利用

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。
05
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。
THANKS
感谢观看
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。
04
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。

第2讲 原电池(基础落实课)
逐点清(一) 原电池的工作原理
1．原电池的工作原理
(1)原电池的构成
反应
电极 介质 闭合回路
能_自__发__进__行__的氧化还原反应(一般是活泼性强的金属 与电解质溶液反应) 一般是活泼性不同的两电极(金属或石墨) 电解质溶液或熔融电解质或某离子导体等 两电极连接或接触插入介质
[注意] ①H＋在碱性环境中不存在；②O2－在水溶液中不存在，在酸性 环境中结合H＋，生成H2O，在中性或碱性环境结合H2O，生成OH－；③若 已知总反应式时，可先写出较易书写的一极的电极反应式，然后在电子守 恒的基础上，总反应式减去较易写出的一极的电极反应式，即得到较难写 出的另一极的电极反应式。
[题点考法·全面练通]
题点(一) 一次电池
1．(202X·湖南等级考)海水电池在海洋能源领域备受关注，一种锂海水电
池构造示意图如图。下列说法错误的是
()
A．海水起电解质溶液作用
(× )
2．以甲醇为燃料，写出下列介质中的电极反应式。 (1)酸性溶液(或含质子交换膜) 正极：_______________________； 负极：_______________________。 (2)碱性溶液 正极：_______________________； 负极：_______________________。
与Fe
(× )
2．某原电池装置如图所示。下列有关叙述中，正确的是
()
A．Fe作正极，产生氧化反应 B．负极反应：2H＋＋2e－===H2↑ C．工作一段时间后，两烧杯中溶液pH均不变 D．工作一段时间后，NaCl溶液中c(Cl－)增大
解析：负极是铁产生氧化反应，A错误；正极是石墨，H＋在此产生还原 反应，B错误；工作一段时间后，右池中H＋在石墨棒上被还原为H2，溶 液的pH增大，Ca错误；盐桥中的Cl－移向负极，NaCl溶液中c(Cl－)增大， D正确。

铅酸蓄电池
铅酸蓄电池是一种较为环保的电池类型，主要应 用于汽车、电动车等领域。
铅酸蓄电池的负极材料是铅，正极材料是二氧化 铅。
铅酸蓄电池的电压是2V，可以存储较多的电能， 但体积较大且重量较重。
镍镉电池
镍镉电池是一种可充电的电池 类型，主要应用于各种充电设 备。
镍镉电池的负极材料是镉，正 极材料是镍。
2023
原电池原理ppt
目录
• 原电池的基本概念 • 原电池的种类和特点 • 原电池的制造和使用 • 原电池的优缺点分析 • 原电池的实际应用案例
01
原电池的基本概念
原电池的定义
1 2
定义
原电池是一种将化学能转化为电能的装置。
历史背景
1800年，意大利物理学家伏打发明了伏打电堆 ，是最早的原电池。
电动汽车电池的发展趋势
随着电动汽车技术的不断发展，对电池的要求也越来越高，未来电动汽车电 池将朝着更高能量密度、更快的充电速度和更长的使用寿命方向发展。
航空航天领域
航空航天领域的应用场景
原电池在航空航天领域中被广泛应用于电源、导航、通信等方面。
原电池在航空航天领域中的重要性
由于航空航天领域的特殊性质，对电池的要求非常高，如高能量密度、高功率密 度、长寿命、抗辐射等，原电池作为一种高可靠的电源，在其中扮演着非常重要 的角色。
高效能材料研发
随着材料科学的不断发展，科研人员不断研发新的高效能原电池材料，提高原电池的能量 密度和转化效率。
智能化管理
通过智能化管理系统，实现对原电池的实时监控、状态监测和智能管理，提高原电池的可 靠性和使用寿命。
可再生能源利用
结合可再生能源技术，如太阳能、风能等，将可再生能源转化为电能储存于原电池中，实 现能源的有效储存和利用。

2、已知氧化还原反应 Cu ＋ 2FeCl3 = 2FeCl2 ＋ CuCl2，
利用这一反应设计一个原电池，画出示意图， 标出电极材料，电解质溶液，写出电极反应式。
Cu
CuCl2
A C
负极： Cu－2e - ＝Cu2+
正极： 2Fe3++2e- ＝2Fe2+ FeCl3 总反应：2Fe3++Cu＝2Fe2++Cu2+
二、原电池正负极判断－－原电池原理的应用
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子（电流）流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断
负极－－ 失 电子，产生 氧化 反应 正极－－ 得 电子，产生 还原 反应
二、原电池正负极判断－－原电池原理的应用
1.由组成原电池的电极材料判断 2.根据电子（电流）流动的方向判断 3.根据电极反应类型判断 4.根据电解质溶液离子移动的方向判断
Fe+CuSO4＝Cu+FeSO4
4
(×)
(∨)
负极： Zn－2e-＝Zn2+ 正极： Cu2++2e-＝Cu 5 总反应：Zn+Cu2+＝Zn2++Cu
或 Zn+CuSO4＝ZnSO4+Cu
二、原电池正负极判断－－原电池原理的应用
1.由组成原电池的电极材料判断
一般 负极－ 活泼性强 的金属
正极－ 活泼性弱 的金属 镁
一、原电池
1.定义：
把化学能转变为电能的装置
理解： ①外形－－无外加电源 ②放热的氧化还原反应 才可能被设计成原电池
2.构成条件:
两种相连接的活泼 性不同的金属同时浸入电 解质溶液中（一种可以是 非金属导体如碳棒）。

观察和记录电流表读数，探究不同 电极材料和电解质溶液对原电池性 能的影响
4. 分析实验结果
根据实验数据，分析和讨论原电池 的工作原理和性能指标
实验结果与分析
原电池的电压和电流大小取决 于电极材料和电解质溶液的性 质
不同的电极材料和电解质溶液 对原电池的能量密度、功率密 度、内阻等性能指标产生影响
通过实验数据的分析，可以进 一步理解和掌握原电池的工作 原理和性能指标，为后续的学 习和应用打下基础
原电池的应用
电子产品
手机、笔记本电脑、平板电脑等电子产品广泛使 用原电池作为能源。
汽车
电动汽车和混合动力汽车使用原电池作为动力源 。
航空航天
航空航天领域需要高能量密度、高安全性的电源 ，原电池是一种重要的选择。
06
实验部分：原电池的制作 和性能测试
实验目的
学习和掌握原电池的工作原理和制作方法
了解和探究原电池的性能指标和测试方法
原电池通常由正负两个电极、电 解质溶液以及连接两极的导线组 成。
工作原理
原电池通过氧化还原反应将化学能 转化为电能。
原电池类型
01
02
03
一次电池
使用一次后就被丢弃的电 池，如碱性锌锰电池。
二次电池
可充电反复使用的电池， 如铅酸电池和锂离子电池 。
燃料电池
一种将燃料和氧化剂反应 所释放的化学能直接转化 为电能的装置。
原电池的应用
总结词
原电池具有广泛的应用领域，如电子产品、 电动汽车、航空航天等。
详细描述
原电池广泛应用于电子产品如手机、笔记本 电脑等便携式设备中，同时也应用于电动汽 车、航空航天等领域，为设备提供稳定可靠
的电源。
使用原电池的注意事项

环境监测和污染处理中的原电池应用
环境监测
原电池为环境监测设备提供电力，如空气质量监测 站、水质监测站等。
污染处理
原电池为污染处理设备提供电力，如污水处理装置 、废气处理装置等。
05
原电池的发展趋势和未来展望
Chapter
高性能原电池的研发和应用
研发高能量密度、长寿命和快速充电的原电池，以满足移动设备、电动汽车和储能 系统等领域的需求。
02
原电池的英文名称是"Primary battery"，意为一次电池，因为这种电池只能使 用一次，电量耗尽后需要更换。
原电池的基本组成
原电池主要由正负极、电解质、隔膜和 外壳等组成。
外壳是原电池的支撑体，同时起到保护 内部结构的作用。
隔膜是原电池的隔离层，主要作用是隔 离正负极，防止短路，同时允许离子通 过。
《原电池》课件
汇报人： 日期:
目录
• 原电池概述 • 原电池的种类和特点 • 原电池的充放电过程 • 原电池的应用场景和实例 • 原电池的发展趋势和未来展望 • 原电池的安全使用和环保意识
01
原电池概述
Chapter
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，它利用不同金属的化学活性不同，通 过电解质将化学能转化为电能。
放电过程
原电池放电时，正极 材料释放电子，负极 材料得到电子。
放电效率受到负载电 阻、放电电流、温度 等因素的影响。
放电过程中，电子从 负极流向正极，形成 电流。
原电池的效率
原电池的效率是指放电能量与充 电能量的比值，通常用百分数表
示。
效率受到多种因素的影响，如电 池内部电阻、电极材料性能、电

电子流向： 负极 → 正极 电流方向： 正极 → 负极
外电路
e-
锌片：Zn－2e- = Zn2+
氧化反应 负极
正极
铜片： 2H+＋2e- = H2↑
还原反应
内电路
H+ H+
电子不下水 离子不上岸
离子移动： 阳离子(+)：向正极，阴离子(-) : 向负极。
总反应： Zn＋2H+ = Zn2+＋H2↑
建构原电池认知模型
【重点难点】 原电池的工作原理，电极反应式的书写
【知识回顾】
什么是原电池？
把化学能转化成电能的装置
构成原电池需要哪些条件？
反应
自发的氧化还原反应
电极材料 离子导体
两个能导电的电极 电解质溶液或熔融电解质
四个基本要素
电子导体 导线、电极等
一、单液原电池
Cu-H2SO4(aq)-Zn原电池（必修）
e-
CuSO4溶液
三、隔膜电池
离子交换膜：是一种含离子基团的、对溶液里的离子具有选择透过能力 的高分子膜。
只允许阴离子通过
只允许阳离子通过
只允许H+通过
总结
名称
单液原电池
双液原电池
隔膜原电池
优点
电流强
避免氧化剂与还原剂 1、氧化剂与还原剂不 直接接触，寿命长 直接接触，寿命长
2、内阻小，电流强
缺点 1、电流容易衰减 2、氧化剂与还原 剂直接接触，不工 作也会发生反应
2、如何避免Cu2+在锌片上得电子，提高电能转化效率? 锌片与Cu2+不直接接触。
【思考】负极区域应该用什么电解质溶液呢？ A 、CuSO4溶液 B、ZnSO4溶液

原电池的应用
原电池广泛应用于移动设备、电动汽车、风力发电等领域，同时也存在一些环境 和安全问题，需要进一步研究和改进。
02
原电池的构成和类型
原电池的构成要素
正极
原电池中的阳极，是电子流出的极 ，其电势较负极低。
负极
原电池中的阴极，是电子流入的极 ，其电势较正极高。
电解质
在两极之间传导离子，同时维持电 中性状态。
放射性废物处理
放射性废物处理是一个需要高度安全措施的领域，原电池可以作为其中的一种电源供应方 式，为处理放射性废物的设备提供电力。
05
原电池的发展趋势和挑战
原电池技术的发展趋势
锂离子电池技术持续创新
锂离子电池是目前应用最广泛、技术最成熟的原电池之 一，未来将继续在能量密度、充电速度和安全性等方面 得到提升。
源提供瞬时大电流，使电机旋转并启动汽车。
03
辅助电源
电动汽车的辅助电源通常由原电池组电池在化学反应催化作用中的应用
催化剂
原电池可以作为催化剂应用于化学反应中，通过电化学反应 促进化学反应的进行，提高反应速率和产物的选择性。
电化学反应器
原电池作为电化学反应器，可以用于进行各种电化学反应， 如氧化、还原、电镀、电解等，广泛应用于化工、材料科学 和环境科学等领域。
操作注意事项
了解实验操作过程中的注意事项和 安全要求；
实验数据处理
学会对实验数据进行处理和分析， 得出正确的结论；
实验总结与反思
对实验过程进行总结和反思，发现 问题并提出改进意见。
THANKS
谢谢您的观看
从1800年伏打电池的发明到现代原电池的广泛应用，化学电 源经历了漫长而曲折的发展历程。
原电池的基本定义和作用

原电池的工作原理
总结词
原电池通过氧化还原反应将化学能转化为电能，电流由正极流向负极。
详细描述
原电池的工作原理基于氧化还原反应，这种反应在电极上产生电子转移。在原电池中，负极发生氧化反应，正极 发生还原反应。电子从负极通过导线流向正极，而电流则从正极流向负极。电解质溶液中的离子在电场作用下移 动，形成电流。
注意电池的存放
长时间不使用的电池应存放在干燥、 阴凉的地方，并定期进行充电和维护 ，以保持电池性能。
05
原电池的保养与维护
原电池的保养方法
01
02
03
04
定期检查
定期检查原电池的外观、连接 线和密封圈，确保没有损坏或
老化现象。
保持清洁
使用干燥的布擦拭原电池表面 ，去除灰尘和污垢，保持清洁
可以延长使用寿命。
它的工作原理是通过锂离子在正负极之间迁移，实现电能的储存和释放 。
锂离子电池的电压约为3.7V，能量密度高，使用寿命长，自放电率低， 常用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域。
03
原电池的优缺点
原电池的优点
01
02
03
高效能源转换
原电池能够将化学能高效 地转化为电能，提高了能 源的利用率。
便携能源
《几种常见的原电池》ppt课件
目录 Contents
• 原电池的基本概念 • 常见的原电池类型 • 原电池的优缺点 • 原电池的充电与放电 • 原电池的保养与维护
01
原电池的基本概念
原电池的定义
总结词
原电池是一种将化学能转化为电能的装置，由两个电极和电解质溶液组成。
详细描述
原电池是一种将化学能转化为电能的装置，通常由两个电极（正极和负极）和 电解质溶液构成。原电池中的电极通常由金属或半导体制成，而电解质溶液则 起到传递电荷的作用。

（或传导离子的介质） ③ 两极相连形成闭合电路。
④ 一个自发的氧化还原反应。
讨论1：以下哪些装置可以形成原电池？
Pt
Zn
Cu Fe
Fe Fe
C
H2
Pt O2
CuSO4溶液 A
Mg
Al
稀硫酸 B
Zn
NaCl溶液 C
Cu
KOH溶液 D
Fe
C
NaOH溶液 E
稀硫酸 稀硫酸 F
纯酒精 G
讨论：原电池的电极名称不仅与电极的性质有关，也与电解质 溶液有关，下列说法中不正确的是 （ ） A．由 Al、Cu、稀H2SO4组成原电池，其负极反应式为：
C. 电流计读数为零时，反应达到化学平衡状态
D. 电流计读数为零后，在甲中溶入FeCl2固体，乙中 石墨电极为负极
练习4：反应AsO43-+2I-+2H+⇌
AsO33-+I2+H2O，现设计如下实验 装置，进行下述操作：
I:向B杯内逐滴加入浓盐酸，发现微安表指针偏转； II: 若改向B烧杯中滴加40%NaOH溶液，发现微安表 指针与(I)实验的反向偏转。
科学探究
基于盐桥的作用，你知道上述原电池装置还可以怎 么改进？
思考：原电池的设计
利用Fe + Cu2+=Fe2+ +Cu，设计一个原电池.
Fe
Cu
FeSO4
CuSO4
课堂练习： 利用此氧化还原反应来设计原电池，写
出电极反应式，并画出装置图。
Cu+ 2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
Cu
A
Zn
Cu
CuSO4

A
Mg
Al
NaOH溶液
2Al3+ + 8OH- =2AlO2- + 4H2O
负极总反应： 2Al +8OH- －6e－ ＝2AlO2- + 4H2O
正极：总反应－负极反应
6H2O ＋6e－ ＝6OH—＋ 3H2↑
20
2.燃料电池电极方程式的写法 总反应： 实际上就是燃料的完全燃烧。 负极（通入燃料）： 为燃料失去电子的氧化反应， 正极（通入氧化剂）： 为氧化剂得到电子的还原反应。
6
实验探究1
CuSO4 溶液 实验探究2
电流表指针发生偏转吗？两个电极上及溶液都有什么现象？ 换成H2SO4现象又如何？
指针偏转，锌片逐渐溶解，铜片质量增加， 溶液颜色变浅速度较快。
该装置是否构成原电池？电流表指针发生偏转吗？铜电极上 有什么现象？
是原电池，指针不偏转，铜极增重。
7
判断下列哪些装置能构成原电池。为什么？
（可以） （不可以）
（可以）
2.原电池的形成条件： （1）活泼性不同的两个电极
（可以）
负极：较活泼的金属。（一定吗？） 正极：较不活泼的金属、石墨等
8
（可以）
（可以） (2)电极需插进电解质溶液中； (3)必须形成闭合回路； (4)能自发发生氧化还原反应；
（不可以） （不可以）
9
CuSO4 溶液
率由慢到快的顺序是
(4) (2) (1) (3)
27
原电池原理应用：
(4)判断溶液pH值变化
例5：
在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为0.125mol/L , 若工作一段时间后， 从装置中共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子为———— mol,溶液的pH