高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池授课ppt课件

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第一节 原电池授课ppt课件，共28页。PPT课件主要包含了生活中电池的结构，化石燃料，化学能，机械能，发电机，原电池，2规定，氧化还原反应，原电池反应的本质，外电路等内容，欢迎下载使用。
1.复习必修第二册中的铜锌原电池装置,巩固原电池装置的构造及形成条件。2.通过实验,认识双液原电池相比普通原电池的优点,特别是盐桥的作用,培养宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想等学科核心素养。3.依据带盐桥的锌铜原电池装置,学会分析电子和阴、阳离子的移动方向,并以电极反应式的形式表达出来,培养证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想等学科核心素养。
1800年，意大利物理学家伏打，成功制造了产生稳定电流的装置——伏打电堆。
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现在新能源电池市面上分为两种：一种是由特斯拉为代表的的锂电池，一种有比亚迪为代表的的磷酸铁锂电池。有人说新能源汽车好不好，关键看电池！
1.在氧化还原反应中:(1)氧化剂→得到电子→元素化合价降低→被还原→发生还原反应。(2)还原剂→失去电子→元素化合价升高→被氧化→发生氧化反应。(3)氧化剂、还原剂之间转移电子数目相等。2.原电池是将化学能转化为电能的装置,原电池内发生的反应属于 氧化还原反应。
电能——又称电力（二次能源）一次能源： 从自然界中直接取得的能源．如:煤,石油,天然气等.二次能源： 经一次能源加工转移得到的能源．
火电站从开始到结束能量是如何转化的？
（1）定义：将化学能直接转变成电能的装置，称为原电池。 其反应本质是
电子e-流出（或电流流进）的一极
电子e-流进（或电流流出）的一极
Zn-2e-=Zn2+
2H++2e-=H2↑
Zn+2H+=Zn2++H2↑（两个电极反应之和）
这样整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流
电子不能通过电解质溶液
(1)反应：看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。(2)两电极：一般是活泼性不同的两电极。(3)电解质溶液(4)形成闭合回路，形成闭合回路需： ①两电极直接或间接接触； ②两电极插入电解质溶液中。
甲装置所示原电池俗称单液原电池,锌片、铜片用导线相连后,都插入到稀硫酸中,所以,锌片上失去的电子一部分通过导线流向铜片,形成电流,还有一部分直接传递给溶液中碰撞到锌片上的氢离子,这一部分电子不形成电流,这种原电池供电效率不高,且电流在较短时间内就会衰减。
乙装置所示原电池俗称双液原电池,锌片、铜片用导线相连后,锌片插入ZnSO4溶液中,铜片插入稀硫酸中,这样就避免了锌片与稀硫酸直接接触发生反应而造成的电能损失,锌失去的电子全部通过导线流向铜片,这种原电池供电效率高,且能提供较稳定的电流。
原电池的缺陷:能量转化率低，持续时间短
能量转化率提高，持续时间更长
Zn－2e－===Zn2＋
2H＋＋2e－===H2
盐桥的组成和作用①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。②盐桥的作用：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。
总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑
Zn Cu
Fe C(石墨)
Zn Cu
Zn Zn
Fe Cu
Si C(石墨)
稀H2SO4 CuSO4 溶液 稀H2SO4 稀H2SO4 A B C D
稀H2SO4 酒精 稀H2SO4 E F G
[自我检测]1.正误判断(1)原电池是把化学能转化为电能的一种装置。(　　)(2)原电池正极发生氧化反应,负极发生还原反应。(　　)(3)不能自发进行的氧化还原反应,通过原电池装置可以实现。(　　)(4)石墨棒不能用来作原电池的电极。(　　)(5)反应Cu+2Ag+ === 2Ag+Cu2+能以原电池的形式来实现。(　　)(6)NaOH+HCl === NaCl+H2O可自发进行,可设计成原电池。(　　)(7)Zn-Cu-稀硫酸原电池中,正极“半电池”可为Cu-稀硫酸,负极“半电池”可为Zn-ZnSO4溶液。(　　)
2.关于如图所示装置的叙述,不正确的是(　　)A.锌片为负极,且锌片逐渐溶解B.电子由铜片通过导线流向锌片C.铜片为正极,且铜片上有气泡产生D.该装置能将化学能转变为电能答案 B解析 该装置为原电池,将化学能转化为电能,故D正确;Zn易失电子作负极,负极的反应为Zn-2e- === Zn2+,所以锌片逐渐溶解,故A正确;Cu为正极,正极的反应为2H++2e- === H2↑,正极上有气泡产生,故C正确;原电池中电子由负极经过导线流向正极,电子从负极Zn沿导线流向正极Cu,故B错误。
【注意】(1)金属的活动性受所处环境的影响。如Mg、Al的活动性：在中性或酸性溶液中活动性Mg＞Al；而在碱性溶液中，Al可以与OH－反应，而Mg不反应，所以Mg与Al用导线连接后放入NaOH溶液中，Al是负极，Mg是正极。(2)Fe、Cu相连，浸入稀HNO3中，Fe作负极；浸在浓HNO3中，Cu作负极(Fe发生钝化)。
(1)比较金属的活动性强弱：原电池中，负极一般是活动性 的金属，正极一般是活动性较弱的金属(或非金属)。(2)加快化学反应速率：氧化还原反应形成原电池时，反应速率加快。 例如，实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可加入少量CuSO4以加快反应速率。(3)用于金属的防护：将需要保护的金属制品作原电池的 而受到保护。 钢铁中含有碳，C与Fe组成原电池，发生原电池反应而使钢铁（做负极）遭到腐蚀(4)设计制作化学电源①首先将氧化还原反应分成两个半反应。②根据原电池的工作原理，结合两个半反应，选择正、负电极材料以及电解质溶液。
例题：某原电池总反应的离子方程式为2Fe3++Fe === 3Fe2+,能实现该反应的原电池是(　　)A.正极为Cu,负极为C,电解质为FeCl3溶液B.正极为C,负极为Fe,电解质为Fe(NO3)3溶液C.正极为Fe,负极为Zn,电解质为Fe2(SO4)3溶液D.正极为Ag,负极为Fe,电解质为CuSO4溶液
答案 B解析 将总反应拆分为氧化反应和还原反应两个半反应,即为负极Fe-2e- === Fe2+,正极2Fe3++2e- === 2Fe2+,然后根据原电池的构成条件确定正、负极材料和电解质溶液。因此,本题负极必是Fe,正极可为比Fe活动性弱的金属或非金属导体,电解质溶液为含Fe3+的盐溶液,所以B项正确。
(1)设计原电池的原理原电池是一种将化学能转化为电能的装置。在电池中,通过电极和导线将电子转移变成了电子的定向移动,将氧化反应和还原反应分到两个电极上进行,使其成为两个“半反应”。(2)设计原电池的思路①电极材料的选择。负极一般是活动性强的金属材料,正极一般选用活动性比负极弱的金属材料或石墨等惰性电极。②电解质溶液的选择。电解质溶液一般要能够与负极发生反应。③保证设计出的原电池装置中,还原剂在负极上发生反应,氧化剂在正极上发生反应。
2H++2e－=H2↑
Zn－2e－=Zn2+
总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑(离子方程式)
Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑(化学方程式)
注意：在同一个原电池中，负极失去电子数必然等于正极得到的电子数，所以在同时书写正负极电极反应时，一定要考虑电荷守恒。
(1)书写步骤①步骤一：写出电池总反应式，标出电子转移的方向和数目(ne-)。②步骤二：找出正、负极，失电子的电极为负极；确定溶液的酸碱性。③步骤三：写电极反应式。 负极反应：还原剂－ne- ====氧化产物 正极反应：氧化剂＋ne -====还原产物
(2)书写技巧 若某电极反应式较难写时，可先写出较易的电极反应式，用总反应减去较易的电极反应式，即得较难的电极反应式。
变式训练2利用反应Zn+2FeCl3 === ZnCl2+2FeCl2设计一个双液原电池。在下图方框内画出实验装置图,并注明电极材料,写出电极反应式。正极材料为　　　　　,电极反应式为　　　　　　　　　　　; 负极材料为　　　　　,电极反应式为　　　　　　　　　　　。 
Pt(或石墨等)
Zn-2e- === Zn2+
2Fe3++2e- === 2Fe2+
用铜片、银片、Cu(NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有含KCl饱和溶液的琼胶)构成一个原电池(如图)。以下有关该原电池的叙述正确的是(　　)①在外电路中,电子由铜电极流向银电极②正极反应为Ag++e- === Ag③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A.只有①②B.①②④C.只有②③D.①③④