人教版必修二第二章第二节第一课时：原电池的工作原理及构成条件
人教版高中化学必修2：原电池
Z实n验后,在读书卡片上记C录u 如负下极,其：中（正氧确的化是反( 应B）) ①③电Zen- 子为是正由极Z，nC经u外为电负路极流；锌向片Cu：②；ZHn+－向④2负Ceu-极=极移Z上n动2+；
有的HHe-22产为生0.5；m⑤o若l；有1mo正l电极子：流（过还导原线反,则应产）生
⑥A.正①极②的③电极B反H.+③应④式⑤为Zn铜C−. 2片④e：⑤−═2⑥ZHn+2++D2. .e-②=③H2④↑
Zn2+
总反应：
H+
Zn+2H+=Zn2++H2↑
8
四、原电池的应用
1、设计原电池 2、判断金属的活泼性 3、加快反应速率 4、金属的腐蚀与防护
课堂练习:
3.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸 中，用导线两两相连组成原电池。若a、b 相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d 到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、 d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金 属的活动性顺序由强到弱的为：
还原反应
Cu 溶液中阳离子
3. 失去电子
得到电子
Zn－2e=Zn2+
+
2H++2e－=H2↑
4。电极变细
Zn2+
H+ H+ SO42-
产生气泡 或电极 变粗
5.三个流向：负极
阴离子 阳离子 正极
电子流向： 负极
正极 电流流向：正极 负极
－ 课堂练习:
+ Cu-Zn原电池：
2. 如图是Zn和Cu形成的原电池,某实验兴趣小组做完
高一化学必修2
第二章 第二节 化学能与电能
化学 人教版必修2教学设计：2.2.1 化学能与电能 2 Word版含答案
教学设计
[质疑2]锌片上产生大量铜对原电池电能的提供有没有影响?
[质疑3]如何改进这套装置?
〔演示实验〕演示带有盐桥的改进实
验。
（结合动画理解）
[质疑4]盐桥原电池的优点有哪些?
[师生总结]盐桥原电池的优点。
1．能量转换率高
2．产生持续、稳定的电流
3．防止自放电
[质疑5]氧化剂与还原剂不直接接触，就一定不能发生化学反应吗
[投影]盐桥原电池与化学电源的关系
【投影】手机隔膜锂电池新能源汽车动力电池1．锌片本身不纯
2．锌片与硫酸铜溶液因为直接接触而发生氧化还原反应，在锌片上产生少量铜，致使锌片与析出的铜形成了原电
这种原电池的工作效率低
学生提出改进的实验方案
师生共同完成实验二
主要现象记录
1．锌片上没有明显现象
2．电流表指针恒定氧化剂和还原剂可以不直接接触，在有盐桥的特定原电池装置下，也能发生氧化还原反应，这为原电池原理的实用性开发奠定了理论基础。
发挥想象
倾听与思考。
高中化学必修二教案-2.2 化学能与电能---原 电 池 人教版
《原电池》一、设计思路（一）指导思想新课程的实施将学生置身于一种动态、开放、个性、多元的学习环境中，以学生为主体，让学生自主探索、主动求知，学会收集、分析和利用各种信息及信息资源，将对原有知识的回顾与新知识的引入融为一体，将实验探究与思考交流交替进行，并以此发展学生的实践能力、创新精神、合作与分享意识、社会交往能力与社会责任感。
1、教材分析本节课是新课标人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》的教学内容，该节分为两课时教学，本课为第一课时。
本节课内容在选修模块《化学反应原理》中有更加深入的学习，因此本节课重点在于让学生感受到理论到实践的应用，化学与生活的紧密联系。
能量与我们每个人生活息息相关，在社会生产、生活和科学研究中广泛应用，是对人类文明进步和社会发展有着重大价值。
化学能对人类的重要性决定了本节学习的重要性。
2、学情分析由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度，但学生初次接触电化学知识，很兴奋。
在学生学习《化学能转化为电能》之前已具有氧化还原反应、离子反应、物质的量等理论知识，但是缺乏微观原理分析能力和感性的实验体验，因此可以利用多媒体和边讲边实验有效地解决可能遇到的问题和困惑。
3、总体思路在教学内容的安排上，按照从易到难，从实践到理论再到实践的顺序，从学生常见的干电池引入原电池的内容，通过对探究干电池给电路中用电器供电的原理，激起学生的本节课的好奇心，可以达到教学创设情境的需要。
首先通过实验，引入课题。
在实验——观察——讨论——推测——验证——归纳的过程中，学习和理解原电池的概念和原理。
在此基础上，通过实验探索能产生持续稳定电流的原电池的条件。
最后，让学生自己设计一个原电池以检验学生对所学知识的实际应用能力。
通过了解生活中对原电池原理的应用，培养学生的理论联系实际的能力，激发学生的学习热情，树立环境保护的意识，增强为人类的文明进步学习化学的责任感和使命感。
（二）教学目标1、知识与技能目标：（1）使学生对“利用化学反应造福人类”认识进一步具体化。
人教版高中化学必修二2-2化学能与电能 PPT课件 图文
电动剃须刀等
③锂离子电池：
是新一代可充电的绿色电池，现已成为笔记本电脑、 移动电话、数码相机、摄像机等低功耗电器的主流 电源
3.燃料电池
（1）原理：利用原电池的工作原理,将燃料和 氧化剂（如O2）反应所放出的化学能直 接转化为电能
a. 燃料电池是一种高效、环境友好的发电装置 b.它的电极材料一般为活性电极，具有很强的
线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负 极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c 极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气 泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的 为( B )
A．a>b>c>d B．a>c>d>b C．c>a>b>d D．b>d>c>a
分析：①a>b ② c>d ③ a>c ④ d>b
负极：电子流出的电极——失电子，发生氧化反应 (较活泼的金属)
正极：电子流入的电极——得电子，发生还原反应 (较不活泼的金属、石墨等)
2.原电池的工作原理
Zn
Cu
发生失电子的氧化反应
Zn - 2e- = Zn2+
发生得电子的还原反应
2H+ + 2e- = H2↑
负极
H2SO4
e- 外电路
正极
阴离子 溶液中 阳离子
催化活 性，如铂电极，活性炭电极等 c. 燃料电池由3个主要部分组成
负极——燃料电极 正极——氧气或空气电极 电解质溶液 d. 两电极材料均为惰性电极，电极本身不发生反应， 而是由引入到两电极上的物质发生反应
（2）常见的燃料电池：
化学能与电能人教版化学必修2第二章第2节 第一课时
正极：Cu2+ +2e- =Cu 负极锌片溶解，正极上 覆盖一层红色的铜。
风力发电
水力发电
太阳能发电
火力发电
潮汐能发电
地热发电
燃烧
蒸汽
发电机
直接转化？
原电池微观原理：
电子流向： 锌片
导线
铜片
离子流向：阳离子 阴离子
铜片 锌片
构成原电池的条件 ①具有活泼性不同的两个电极。 ②两电极必须插在电解质溶液中。 ③形成闭合回路。 ④能自发地发生氧化还原反应。
原电池微观原理：
电子流向： 锌片 （负极）
离子流向：阳离子 阴离子
导线
铜片
（正极）
铜片（正极） “正正负负”
锌片（负极）
电 锌片（负极）：Zn – 2e- = Zn2+
极
氧化反应
反
应 式
铜片（正极）：2H+ +2e- = H2↑ 还原反应
总反应：Zn+2H+= Zn2++H2↑
Zn
Fe
H2SO4
Cu
Ag
AgNO3
负极(锌)：Zn －2e － = Zn2+ 正极(铁)：2H＋＋2e－ =H2↑
Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑
负极(铜)：Cu - 2e- = Cu2+ 正极(银)：Ag+ + e- = Ag Cu + 2Ag+ = Cu2+ + 2Ag
请根据反应:Zn+Cu2+=Zn2++Cu设计原电池
画出装置图，写出电极反应式及产生的现象
《原电池原理及组成》教学设计
原电池原理【情景导入】电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。
例如，小到日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像机……大到火箭上天、神州六号宇宙飞船遨游太空，这一切都依赖于电池的应用。
那么，同学们一定想知道电池的结构、它的工作原理。
电池是怎样把化学能转变为电能的呢？今天我们用化学知识来揭开电池这个谜。
【投影】【板书】活动一、化学能与电能的转化【思考】阅读教材P39页“资料卡片”，思考什么是一次能源和二次能源？填写下表内容。
【交流投影】分类 定义实例一次能源直接从自然界取得的能源 流水、风力、化石能源、天然铀矿等 二次能源一次能源经加工、转换得到的能源电力、蒸汽等。
其中电能是应用最广泛，使用最方便，污染最小的能源。
【讨论1】（1）根据教材P40页图2-8，分析思考火电站的工作原理及如何实现能量转化的？ 【交流1】①火力发电(火电)是通过化石燃料(如煤、石油、天然气)燃烧，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。
【交流2】②燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转换过程，该过程可表示为：【板书】化学能――→燃烧热能――→蒸汽机械能――→发电机电能 其中，燃烧(氧化还原反应)是使化学能转换为电能的关键。
【交流3】③能量转化装置：燃烧炉→ 蒸汽机 →电机，说明化学能可通过氧化还原反应直接转化成电能。
【讨论2】（2）火力发电有哪些优点和缺点？【交流1】优点：(1)我国煤炭资源丰富；(2)电能清洁、安全，又快捷方便。
【交流2】缺点：(1)排出大量的温室气体CO 2；(2)有些废气可能导致酸雨，如SO 2；(3)消耗大量的不可再生能源；(4)能量转化率低；(5)产生大量的废渣、废水。
【小结】按照人类对能源的利用及性质，能源还可以进行哪些分类？ 【交流】 能源类别 定义 按利用历史 按性质 举例 一次能源直接从自然界常规能源可再生能源水能实验步骤现象锌片逐渐溶解，表面有气泡；铜片表面无气泡锌片逐渐溶解，铜片表面有气泡，电流表指针发生偏转两锌片逐渐溶解且表面都有气泡，电流表指针不偏转无现象解释或说明锌与稀硫酸发生置换反应产生H2，而铜则不能锌与稀硫酸反应，但氢气在铜片上产生，导线中有电流锌与稀硫酸反应产生氢气，但导线中无电流乙醇是非电解质，与Zn、Cu都不反应【小结】根据上述实验探究，思考原电池的定义、构成条件、工作原理分别是什么？【交流1】(1)原电池的概念是将化学能转化为电能的装置；原电池的反应本质是氧化还原反应。
人教版高中化学必修2[知识点整理及重点题型梳理]_原电池_提高
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人教版高中化学必修二知识点梳理重点题型（常考知识点）巩固练习原电池【学习目标】1、了解常见化学能与电能转化方式及应用；2、掌握原电池的组成及反应原理；3、认识常见的几种化学电源和开发利用新型电池的意义。
【要点梳理】要点一、原电池的工作原理1、原电池的定义燃煤发电的能量转换过程是，该过程虽然实现化学能与电能的转化，但是过程繁琐、复杂且能耗较大。
在此过程中，燃烧（氧化还原反应）是使化学能转换为电能的关键。
因此，需要设计一种装置使氧化还原反应释放的能量直接转变为电能，原电池就是这样的装置。
将化学能转变为电能的装置叫做原电池。
【化学能与电能（一）—初探原电池ID：370200#原电池原理】2、原电池的工作原理实验1、如下图，把一锌片和一铜片插入稀H2SO4中。
现象：Zn片上有气泡出现。
反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑。
Zn失电子生成Zn2+，H＋得电子生成H2。
实验2、把上图中的Zn、Cu用一导线连接起来，中间接一电流计G。
现象：Zn片逐渐溶解，Cu片上有气泡出现，电流计G指针发生偏转。
结论：Zn反应生成Zn2+而溶解，Cu片上有H2产生，有电流产生。
该实验中，产生了电流，就构成了原电池。
要点诠释：原电池工作原理相当于将氧化还原反应中电子通过用电器转移，产生电能，因此原电池的作用为将化学能转化成电能。
【化学能与电能（一）—初探原电池ID：370200#原电池构成条件】要点二、原电池的组成条件组成原电池必须具备三个条件：（1）提供两个活泼性不同的电极，分别作负极和正极。
要点诠释：a、负极：活泼性强的金属，该金属失电子，发生氧化反应。
b、正极：活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨)，该电极上得电子，发生还原反应。
c、得失电子的反应为电极反应，上述原电池中的电极反应为：负极：Zn－2e－＝Zn2+正极：2H＋＋2e－＝H2↑，总反应：Zn＋H2SO4＝ZnSO4＋H2↑（2）两个电极必须直接和电解质溶液接触，电解质溶液中阴离子向负极方向移动，阳离子向正极方向移动，阴阳离子定向移动成内电路。
必修二原电池工作原理
必修二原电池工作原理
原电池，也称为原电池池电池或干电池，是一种常见的电化学电池，它将化学能转化为电能。
原电池由两个不同的金属电极和一种电解质组成。
在原电池中，负极（阴极）通常由锌（Zn）金属制成，而正
极（阳极）通常由二氧化锰（MnO2）等材料制成。
负极和正
极之间用一层电解质质地保持电中性。
当原电池接通电路后，化学反应开始发生。
在负极处，锌离子（Zn2+）氧化成锌离子，并释放出两个电子，电子则流过外
部电路向正极移动。
在正极处，二氧化锰受到电子的还原，形成锰离子（Mn3+），同时释放出一个氧原子。
这两个半反应共同导致了电荷转移，从而产生电流流动。
负极电子的流动和正极离子的流动构成了电池的电流。
在此过程中，原电池的化学反应会持续进行，直到负极的锌完全被消耗，正极的二氧化锰也几乎被消耗。
需要注意的是，原电池是一次性使用的电池，一旦负极的锌被用尽，电池将无法再产生电流。
当原电池的工作时间过长或电池被过度使用时，二氧化锰也可能过度被还原，导致电池损坏或失效。
总结起来，原电池工作的基本原理是通过负极的氧化反应和正极的还原反应，将化学能转化为电能，并产生电流流动。
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第三组实验
（可以）
（不可以）
形成条件三：必须形成闭合回路
第四组实验
u
（可以）
（不可以）
形成条件四：必须具备一个自发进行的氧化还 原反应（中学指放热的氧化还原反应）
(3)构成原电池的条件 ①有两种活动性不同的金属（或能导电非金属）作电极。 一般的，较活泼金属为负极；较不活泼金属（或非 金 属）为正极 常只起导电作用。 ②电极材料均插入电解质溶液中。 一般的，酸、碱、盐溶液的某种成分能和负极发生氧化还原反应 ③两极相连形成闭合电路。 ④能自发发生的氧化还原反应（指放热的氧化还原反应）。
二、化学能与电能的相互转化 1. 火力发电——化学能间接转化为电能
我国目前发电总量构成
①分析教材图2-8，火力发电的原理是什么？
化石燃料
燃烧
热能 蒸汽
发电机
机械能
电能
化学能
②火力发电有什么利和弊？
技术成熟
利 我国煤炭资源丰富,燃料廉价易得
投资较少，建厂快
化石燃料不可再生，面临枯竭
弊 产生SO2、NO2等污染气体，导致酸雨等污染
【实验探究三】
A
在探究二装置的导线中间接入一个电流表，
观察电流表的指针是否偏转? [实验现象]：铜片上有气泡产生，锌片不断溶解，
无气泡，电流表的指针发生偏转。 [实验结论]：导线中有电子的定向移动，有电流通过。
通过这个装置，我们实现了把 氧化还原反应 的电子转移变成电子的定向移 动，从而产生 电流 ，化学能 直接 转化为 电能 。
例3. 由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。
装置
现象 二价金属A不断溶解 C的质量增加 A上有气体产生
根据实验现象回答下列问题： (1)装置甲中负极的电极反应式是_______________。 (2) 装 置 乙 中 正 极 的 电 极 反 应 式 是 _____________ 。 (3) 装 置 丙 中 溶 液 的 pH 变 化 是 ________。(4)四种金属活动性由强到弱的顺序是____________________。
【实验探究二】用导线把锌片和铜片连接起来， 插入到稀H2SO4中,观察现象。
[实验现铜象片]：上有气泡产生；锌片加速溶解，表面 无气泡产生。
思考与交流二：
通过实验现象分析，当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中 时，较活泼的Zn失去电子被氧化成Zn2+进入溶液，电子由锌片通过导线流 向铜片，溶液中的H+从铜片获得电子被还原成氢气从铜片上逸出。如何通 过更直观的实验现象来证明上述装置的导线中有电子的定向移动呢？
思考：原电池是由哪几部分组成的，构成原电池的条件又有哪些？
认真分析下面四组对比实验，你能得出构成原电池的条件吗？
第一组实验
（可以） （不可以）
（可以）
（可以）
形成条件一： 活泼性不同的两个电极
一般的，负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金属、石墨等(常只起导电 作用
第二组实验
（可以）
（不可以）
形成条件二：电极需插入电解质溶液中
第2节 化学能与电能
第1课时 原电池——化学能转化为电能
学习目标 1.熟悉能源的分类和化学能与电能的转化关系。 2. 理解原电池的概念及工作原理。 3. 理解原电池的构成条件。
一.能源分类
电能是现代社会中应用最广泛，使用最方便、污染最小的二次能源， 又称电力。例如，日常生活中使用的手提电脑、手机、相机、摄像 机……这一切都依赖于电池的应用。那么，电池的电能是如何产生的呢？ 这就让我们用化学知识揭开电池这个谜。
排出大量的温室效应气体. 能量转换环节多、效率低，造成资源浪费
火力发电利用煤的燃烧这一氧化还原反应，在燃烧时，还 原剂失的电子直接由氧化剂得到，不存在电子的定向移动，需 要经过一系列能量转换才能将氧化还原反应的化学能转换为电 能；那么能否发明一种装置将氧化还原反应中的电子转移转化 为电子的定向移动，从而使化学能直接转化为电能呢？
阳离子:移向正极
电流方向：正极
正极
氧化剂(H+)在铜极上得到电 子，发生还原反应
Zn2+ H+
SO42-
2H+ +2e-=H2
阴离子移向负极
外电路
负极
原电池的工作原理图示
注：电子不下河(即不进入电解质溶液)，离子不上岸(即只在电解质溶 液中移动)。
原电池化学反应的本质是氧化还原反应。通过原电池装置使氧化反应 和还原反应分别在两个不同电极上进行，两个电极中，较活泼的金属（负 极）发生氧化反应，电子从较活泼的金属（负极）流出,通过导线流向较 不活泼的金属或非金属（正极），转移的电子经过导线形成电流。
2. 原电池
(1)定义：使化学能转化为电能的的装置，叫做原电池。
负极：电子流出（或电流流进）的一极 规 定 正极：电子流进（或电流流出）的一极
(2)工作原理 (以Zn－Cu－H2SO4原电池的为例分析）
电子从负极锌片流出
经外电路
流入正极铜片
负极（较活泼）
还原剂(Zn)失去电子，发 生氧化反应
Zn-2e-=Zn2+
实践活动：自制电池——水果电池。如下图：
【实验探究一】
把锌片和铜片分别插入到稀H2SO4中,观察现象。 [实验现象]： 锌片上有气泡,铜片上无明显现象。
思考与交流一： 发生反应：Zn+ 2H+ ＝ Zn2+ + H2↑，反应中Zn失电子变成Zn2+进入溶
液，溶液中的H+在Zn单质表面直接得电子变成H2逸出，化学能转化为热能。 有没有办法让这种电子的转移变成电子的定向移动从而产生电流？
Hale Waihona Puke 例2.［2019·河南省实验中学高一检测］关于原电池及其电极名称的下列叙述中正确的 是（ C ） A. 原电池的正极和负极必须是两种活动性不同的金属 B. 正极上发生还原反应，一定产生气体 C. 电子流出的一极为负极 D. 阴离子在电解质溶液中向正极移动 解析：A错，构成原电池正极和负极的必须是两种活动性不同的电极，可以是两种不同 金属，也可以是一种金属、一种非金属。B错，原电池中正极上发生还原反应，但不一 定产生气体。C对，原电池中电子流出的一极为负极，电子由负极流向正极。D错，原 电池放电时，电解质溶液中阴离子向负极移动。
【实践活动】
根据构成原电池的条件可知：利用水果如苹 果、柑橘、柠檬或番茄等如何在家制作原电池？
例1.如图装置中，明显有电流产生的是( C )
解析：A项中酒精不是电解质溶液，不能构成原电池；B项中的两电极材料与电解质溶 液不能发生自发的氧化还原反应，因而也不能构成原电池；D项中的装置没有构成闭合 回路，不能构成原电池；只有C选项中的装置符合原电池的构成条件。