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(共26张PPT)
原电池
石墨烯手机充电5秒钟，可以使用一周；石墨烯新能源汽 车，充电10分钟，可以续航1000公里。
该电池为何能有如此长的待机时间和如此大的续航能力呢？
你知道吗？
寻求稳定高效的化学电源
人教版 · 选择性必修1 化学反应原理
第四章第一节原电池第一课时
陈磊 安徽全椒中学
效
Zn-2e- = Zn2+
氧化反应
Zn片不断溶解
外电路：电子导体
内电路：离子导体
A
e- e-
2H+ +2e- =H2 ↑ 还原反应
电解质溶液 (H2SO4 )
知识回顾
单液原电池模型
Zn
阳离子
阴离子
-
(负极)
正极
有气泡产生
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
Cu
e
I
实验活动一
【实验仪器】 ：铜片1条、锌片1条、连接线、 小 水槽、 电流表、小风扇
【实验药品】 稀 H2SO4
利用所提供仪器及药品组装成铜锌单液电池。
1.观察锌片和铜片表面变化；
2.电流表是否偏转； 3.再看看该电池能不能使风扇转动，注意观察风扇 的转速。
(温馨提示：实验结束后，将电极从电解质溶液中
寻 求 稳 定 高 效 的 化 学 电 源
取出后用水清洗并放入空烧杯中。 )
H2SO4溶液
Cu
Zn
A
1.锌片铜片表面有何变化？锌电极上为何也有气泡？
2.电流表是否偏转？小风扇是否转动？这说明什么？ 3.小风扇转速是否有变化？逐渐变慢说明什么？
4.你认为电流减弱的可能原因是什么？
效
思考与交流
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
【实验仪器】铜片1条、锌片1条、连接线、数据采 集器、温度传感器
【实验药品】稀H2SO4
利用温度传感器测量单液原电池的温度随时间的变 化情况。
效
A
演示实验一
H2SO4溶液
Cu
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
Zn
温度
1.在刚刚的实验中你看到了什么？
2.这说明了什么？
3.针对该问题，你认为该如何 改进呢？
效
思考与交流
铜锌单液原电池
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
我们需要连通内电路 ，让阴阳离子自由移动。有没有这样一种东西 可以帮助我们实现以上要求呢？ -----盐桥
效
ZnSO4溶液 H2SO4溶液
未构成闭合回路
H2SO4溶液
未插入电解质溶液
Cu
Cu
Zn
Zn
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
A
A
实验活动二
【实验仪器】铜片1条、锌片1条、连接线、电流 表、灵敏电流计、 小风扇、 装有饱和KCl溶液琼脂 的U型管
【实验药品】 稀H2SO4、 ZnSO4溶液
利用所给药品和仪器按照如图所示装置连接电路：
1. 观察锌片表面是否还有气泡
2.观察电流表指针是否偏转
3.试试能否让小风扇偏转？
(温馨提示：实验结束后，将电极从电解质溶液
中取出后用水清洗并放入空烧杯中。 )
效
A
Zn
ZnSO4 H2SO4 溶液 溶液
Cu
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
1.锌片表面是否还有气泡？锌片表面怎么没有气泡了呢？
2.电流表是否偏转？ 这说明了什么？
3.你认为盐桥起了什么作用 ？
效
思考与交流
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
盐桥：
通常是将饱和KCl溶液的琼胶 装在U型管中。 Zn片
特点：
1.盐桥中的K+、Cl-可以自由移动。 K＋
2.琼胶起到固定作用 ，防止KCl K＋
溶液直接流出来。 Zn2＋
3. K+移向正极， Cl-移向负极， ZnSO4
可使两极溶液保持电中性。
寻 求 稳 定 高 效 的 化 学 电 源
Cl－
Cl－ H＋
H2SO4
Cu片
寻 求 稳 定 高 效 的 化 学 电 源
A
e- e- e-
电解质溶液 (H2SO4 )
电解质溶液 (ZnSO4 )
K+
Zn-2e- = Zn
氧化反应
Zn片不断溶解
+ = 还原反应
有气泡产生
双液原电池模型
模型构建
2H+ 2e- H ↑
Zn
阴离子
Cu
阳离子
(负极)
正极
Cl-
2+
2
4.小风扇转动了吗？这说明什么呢？
5.你觉得该双液原电池电流稳定性如何呢？
效
思考与交流
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
【实验仪器】铜片1条、锌片1条、连接线、数据 采集器、电流传感器
【实验药品】稀H2SO4、 ZnSO4溶液
利用所给药品和仪器按照如图所示装置连接电路，
效
并利用电流传感器记录电流数据变化。
演示实验二
ZnSO4溶液 H2SO4溶液
Cu
Zn
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
A
电流
温度
电流
效
电流较大但不稳定 电流稳定但较小
你能总结单液和双液原电池的电流分别有何特点吗？
比一比
铜锌单液原电池
铜锌双液原电池
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
电流
1.你认为电流小的原因是什么呢？
2.与单液原电池相比，你认为是 哪一部分引起内阻大？
3.结合内电路改变的部分，你认为 内阻大的原因可能是什么？
寻 求 稳 定 高 效 的 化 学 电 源
思考与交流
4.那如何减小内阻呢？
铜锌双液原电池
“探究盐桥的长度和横截面积对电流大小的影响”
请大家以小组为单位，利用老师所提供的仪器 和药品，商讨如何进行此项实验？并试着给出可行 方案。
效
思考与交流
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
1.在一个塑料盒里按一定高度加入煮沸的KCl饱和溶液 的琼胶，自然冷却后备用。 2.用小刀按画的刻度在塑料盒的中间区域切割出一定 长度的盐桥，两端的琼胶挖出后的空间分别加入 ZnSO4溶液和稀H2SO4。 3.两端分别插入Zn片和Cu片，并连接电路。
效
琼脂块双液原电池
实验准备
Cu片和 稀H2SO4
ZnSO4溶液
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
Zn片和
盐桥
组别 盐桥的高度 盐桥的长度
电流
1 3cm 6cm
2 3cm 4cm
3 3cm 2cm
组别 盐桥长度 盐桥的高度
电流
1 2cm 1.5cm
2 2cm 3cm
3 2cm 4.5cm
效
二.探究盐桥横截面积对电流大小的影响
一.探究盐桥长度对电流大小的影响
实验活动三
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
1.其他条件不变时，盐桥的长度越大，则电流越小。
2.其他条件不变时，盐桥的横截面积越大，则电流越大。
寻 求 稳 定 高 效 的 化 学 电 源
缩短盐桥的 长度，增大 盐桥的横截 面积
能否用一张薄 薄的隔膜代替 盐桥呢？
增大电流
结论
改进
效
负极
正极 电解液
隔膜
生活中膜电池
石墨烯电池
构成
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
1.阳离子交换膜： 只允许阳 离子通过
2.阴离子交换膜： 只允许阴离子通过 3.质 子 交 换 膜： 只允许H+通过
效
离子交换膜是一种对溶液中的离子具有选择性 透过能力的高分子膜。
资料卡片
阴离子交换膜
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
效
琼脂块盐桥 双液原电池
双液原电池
单液原电池
隔膜原电池
课堂小结
盐桥 双液
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
原电池
电
U型管
2.根据所给仪器和用品，组装微电池。
Cu片， Zn片，滤纸，隔膜， ZnSO4溶液， H2SO4溶液 导线、灵敏电流计
效
1.解剖某品牌1.5V干电池，观察此干电池的结构，思考这类 电池中有的不耐用的原因。
课后作业
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电
在实际生活的应用中，我们仍然需要不断改进，优化电池， 包括电极材料，电解质以及隔膜的选择。此外电池的使用安全更是 我们不可忽略的问题。正是因为人类的不断探索，才有了功能强大 的石墨烯电池。然而，探索永不止步，希望同学们能够继续努力学 习，我相信未来一定还会有更稳定更高效的化学电源问世。
效
结束语
定
源
高
求
稳
学
化
寻
的
电

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