资源简介

(共16张PPT)
第四单元 化学反应与电能
第一节 原电池
第1课时 原电池的工作原理
环节一 单液原电池及工作原理
【任务一】请你设计！用铜片、锌片，CuSO4溶液设计原电池
Cu
Zn
A
【思考】 1.判断电路中电子的流向，阴阳离子的流向
2.判断正负极，书写电极反应方程式
3.预测能观察到的现象
环节一 单液原电池及工作原理
原电池的工作原理
e－
e－
e－
e－
Zn2+
Cu2＋
e－
e－
SO42－
内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极(离子不上岸)
－
+
外电路：电子由负极经导线流向正极(电子不下水)
负极：氧化反应
Zn－ 2e－=Zn2＋
正极：还原反应
Cu2＋+2e－=Cu
总反应：Zn＋Cu2+ ＝ Zn2+ + Cu
整个电路构成了闭合回路，带电粒子的定向移动产生电流
预测现象：只有铜片表面附着红色固体，电流表指针偏转。
环节一 单液原电池及工作原理
【任务二】实验探究！利用数字化实验探究铜锌原电池工作效率
仪器：朗威数据采集器、电流传感器、温度传感器、电脑、烧杯、导线。
药品：0.5mol/L CuSO4溶液、铜片1条、锌片1条。
利用所给药品和仪器按照如图所示装置连接电路：
【实验】
环节一 单液原电池及工作原理
实验现象
①电流表指针偏转。
②锌片和铜片上均有红色固体生成。
③溶液温度升高。
④一段时间后，电流会逐渐减小。
？
？
？
环节一 单液原电池及工作原理
【问题1】 为什么锌片表面附着红色固体？
【问题2】 从能量转化角度思考，电流衰减的原因？
(1)单液原电池的缺点：
①锌与CuSO4溶液直接接触，发生置换反应，导致部分化学能转为热能，造成能量损耗。
②工作时，锌片上也有铜析出，原电池的电动势很快降低，电压不稳定
【问题3】怎样改进原电池装置，获得稳定的电流？
环节一 单液原电池及工作原理
改进方法
Zn与CuSO4不直接接触
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn
Cu
？
A
【问题4】为什么没有电流？该如何解决？
环节一 单液原电池及工作原理
改进方法
加一个合适的“桥梁”沟通两种电解质溶液
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
Zn
Cu
？
A
环节二 双液原电池及其工作原理
【任务一】认识盐桥
1.盐桥：通常是将浸泡了饱和KCl溶液的琼胶装在U型管中。
特点：
①.盐桥中的K+、Cl-可以自由移动
②.琼胶起到固定作用，防止KCl溶液直接流出来。
③.离子只出不进。
环节二 双液原电池及其工作原理
【实验4-1】取出盐桥电流表指针如何变化
有盐桥存在时，电流表指针偏转,取出盐桥，电流表指针不再偏转
环节二 双液原电池及其工作原理
【任务二】阅读教材P97,了解双液原电池的工作原理
K＋
Cl-
e-
Zn2+
Zn
Cu2＋
Cu
K+向正极移动，Cl-向负极移动
【问题1】盐桥的作用？
①沟通内电路，形成闭合回路
②平衡两侧的电荷，使溶液保持电中性；
③避免电极与电解质溶液的直接接触，放电更持久。
环节二 双液原电池及其工作原理
【练习评价】
依据氧化还原反应：Cu＋2Ag＋=Cu2＋＋2Ag设计的原电池如图所示。
请回答下列问题：
(1)电极X的材料是___，
电解质溶液Y是_____________。
(2)银电极的电极反应式是____________________；
X电极的电极反应式是________________。
(3)外电路中的电子是从___________极流向___________极。
(4)该原电池的正极是____，还可以选用____________等材料。
铜
硝酸银溶液
2Ag＋＋2e－=2Ag
Cu－2e－=Cu2＋
负(或铜)
正(或银)
银
铂、石墨
环节二 双液原电池及其工作原理
【任务三】利用数字化实验探究双液铜锌原电池工作效率
引入盐桥后内阻变大
【问题】双液原电池电流弱的原因是什么？
电流稳定但较小 电流较大但不稳定
环节三 隔膜原电池
【任务一】认识隔膜
Cu
Zn
ZnSO4溶液
CuSO4溶液
交换膜
1.隔膜：将电池的正负极材料隔开，防止两极接触发生短路
（不同的膜形成不同的离子通道）。
2.常见的三种离子交换膜
①阳离子交换膜：只允许阳 离子通过
③质 子 交 换 膜：只允许H+通过
②阴离子交换膜：只允许阴离子通过
电流强而且稳定
环节三 隔膜原电池
【任务二】初步认识隔膜电池
阴离子交换膜
负极
正极
正极
负极
【练习评价】
环节三 隔膜原电池
由于存在离子浓度差而产生电动势的电池称为离子浓差电池，当两极室离子浓度相等时放电完成。某离子浓差电池的工作原理如图所示，下列说法中正确的是(　　)
A. 铜电极Ⅰ上发生氧化反应
B. Cu2+从左极室透过隔膜移向右极室
C. 电池工作一段时间后，右极室CuSO4浓 度增大
D. 该电池工作时，电能转化为化学能
C

展开更多......

收起↑