课件15张PPT。
《实验化学》
专题5 电化学问题研究
课题1 原电池 原 电 池 实验目的：
１．了解常见原电池、燃烧电池的工作原理，认识电化学腐蚀中包含的化学知识。
２．通过原电池实验，加深对原电池工作原理的认识，初步认识电池的极化作用。
３．通过制作燃料电池，培养动手能力，加深对电池工作原理的认识。
４．认识生活中常见电池的工作原理，体验化学与生活的密切联系。一.原电池实验
实验过程
1．在锌片和铜片之间放一块海绵，用棉线或橡皮筋固定好。用导线把小灯泡和锌片、铜片连接起来，插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察发生的现象。
2．一段时间后，向烧杯中加入1～2g高锰酸钾晶体（或重铬酸钾晶体，或5～10mL6%H202溶液），振荡，观察现象。
3．改用Zn—C、Al—Cu为电极材料，分别与稀硫酸组合成原电池，按照上述实验装置和操作方法进行实验，观察实验现象。
原 电 池 实 验原 电 池 实 验实验现象
１．用铜锌电极、铜铝电极，小灯 泡不发光；伏特表、安培表指针能偏转 。
２．用锌石墨电极，小灯泡微微发 光２－３秒。
３．往溶液中加入1～2克高锰酸钾晶体，再放入锌石墨电极，发现小灯泡会发出较明亮的光，而且持续的时间更长，约发光１０秒钟。 实验注意点
1．金属电极用砂纸打磨。
2．电解质溶液可用３０％左右的硫酸溶液。
3．去极化时加入高锰酸钾晶体后再不断震荡溶液或抖动电极，效果更好。（锌石墨原电池通过抖动可使电压从0.5伏上升到2.1伏，电流强度从0.09安变到0.19安）
4．改用伏特表、安培表或蜂呜器效果好，用小灯泡(2.2V，0.25A)很难发光。
5．实验顺序最好换一下，可节约药品。
6．要选用纯度高的锌片做电极。原 电 池 实 验我们的困惑１．电流密度与电极困绑的松紧、导线的长短、接触的好差、介质类别、介质的浓度及温度、电极本身的活泼性等诸多因素有关，变量不太好控制。２．理论上，电极电势应该Al—Cu比 Zn—Cu高，但实际测出结论相反。原 电 池 实 验３．该实验要得到最直观的现象，就是要用小功率的小灯泡，难找。二．氢氧燃料电池的制作 实验过程 1．把两根碳棒放在酒精喷灯（或煤气灯）火焰上灼烧2～3min后，立即投入到冷水中，反复操作3～5次，使碳棒表面变得粗糙多孔。
2．将经过灼烧的两根碳棒插入2mol·L-1
KNO3溶液中，并与6V直流电源连接，电解约20s，使两电极的碳棒上吸附很多小气泡。
3．切断电源，在两极之间接上蜂呜器（原来连接直流电源正极的碳棒应该与蜂呜器的正极相连接），观察并记录现象。氢氧燃料电池的制作氢氧燃料电池的制作实验现象
１．接通电源,电极表面产生大量气泡，并在电极表面吸附上大量气泡。
２．切断电源后,将电极接在蜂呜器上，蜂呜器立刻发出蜂呜声。实验注意点
1．多孔碳棒现制现用效果好，也可直接用砂纸打磨碳棒，后冲洗，效果也很好。 2．电解硝酸钾溶液时，课本要求接直流电源6V,实际操作中电压可从几伏到二十几伏，电解10至15秒即可。电解质溶液用硫酸钠、硝酸钠等效果也很好。
3．多孔碳棒上吸附上气体后，将导线接蜂呜器的过程中千万注意，不可碰到或振动碳棒，以防气体逸出，影响实验。氢氧燃料电池的制作我们的思考这个实验成功率很高，最关键的就是碳棒的固定，我们可以将碳棒固定在泡沫塑料上。氢氧燃料电池的制作析 氢 腐 蚀1.析氢腐蚀
实验过程
1.取两根3～5cm长的铁钉，用稀盐酸除去铁锈。在其中一根铁钉上疏散地绕几圈光亮的细铜丝，使铜丝铁钉紧密接触。
2.把上述两根铁钉分别放入两支试管中，各加入3mL0.1mol·L-1盐酸和2滴K3[Fe（CN）6]（铁氰化钾）溶液，观察现象。比较哪支铁钉上产生的气泡多，哪支铁钉周围先出现蓝色沉淀（Fe2+能与[Fe（CN）6]3-反应生成蓝色沉淀）。
三.金属的腐蚀实验现象
析 氢 腐 蚀１．绕有铜丝的铁钉周围约２秒钟就出现蓝色沉淀，另一铁钉表面约５秒钟出现蓝色沉淀。
２．产生气泡速度较慢，约５分钟后能明显见到，绕有铜丝的铁钉表面粘附着大而多的气泡，另一铁钉表面粘附的气泡少而小。实验注意点
１．这个反应出现蓝色沉淀很快（２秒左右）, 所以建议实验时，先在两支试管中加好稀盐酸和铁氰化钾，再同时分别放入铁钉和缠有铜丝的铁钉，观察颜色变化。
２．将两试管静置一段时间(5到10分钟)后观察气泡。析 氢 腐 蚀 2.吸氧腐蚀
实验过程
取一片铁片，用砂纸擦去铁锈，在铁片上滴1滴含酚酞的食盐水，静置1～2min，观察现象。
吸 氧 腐 蚀 静置１分钟左右就可见到铁片上含酚酞食盐水液滴的边缘出现红色。实验现象 实验注意点
该实验操作简单现象明显，是个非常好的微形实验，该实验的关键是铁要用生铁，食盐水浓度大一点，铁片事先要处理好，先用砂纸打磨，后用酸洗，再水洗。这样不需要一分钟就能在周边见到酚酞溶液变红。吸 氧 腐 蚀课件21张PPT。
《实验化学》
专题5 电化学问题研究
课题1 原电池实验的探究 学科网zxxkw学.科.网一、原电池原理1、原电池是 的装置。
原电池反应的本质是__________反应。将化学能转化为电能 氧化还原2.构成原电池的条件：①有两个电极②电解质溶液③形成闭合回路④自发的氧化还原反应 CuZn(4)电子、离子如何移动?(1)现象?(2)正负极?(3)电极反应式和电池总反应式?(5)与Zn和稀硫酸直接反应相比有何区别？３、原电池原理如何让下面的装置形成原电池?盐桥装有KCl饱和溶液的琼脂,离子在盐桥中能移动盐桥盐桥的作用？（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。（2）平衡电荷。 若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀，
可用NH4NO3代替KCl作盐桥。丹尼尔电池学科网一、原电池比较所学原电池装置，探讨原电池装置设计要求化学能转变为电能的装置主要缺点：锌极板有大量气泡，
干扰铜极板现象的观察。一、原电池比较所学原电池装置，探讨原电池装置设计要求优点：克服了锌极板有铜析出的现象；盐桥能说明内电路中离子的迁移 缺点：电流密度依然较小，不足以使小灯泡发亮 zxxkw总结：原电池装置设计要求提高电池的放电效率；
增大电池的电流密度，
延长电池的工作时间，
。。。。。。。学科网1、影响电池的电流密度的大小的因素：
电极的表面积、极间距、介质等
2、影响电池放电效率、放电时间的因素：
电池的极化作用
弊端：极化作用会使电极的放电反应变得迟钝，充电变得困难，影响电池的工作时间。
措施：加入去极化剂（如高锰酸钾、重铬酸钾和过氧化氢等氧化剂），可有效降低了电极的极化作用，提高了电池的放电效率。
为此设计了如下图的实验装置。检索咨询铜锌原电池 图5-2 Zn - Cu原电池示意图 练习1
（1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则
观察到的现象。
两极反应式为：正极 ；
负极 。
该装置将 能转化为 能。
（2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液，
则负极为 ，
总反应方程为 。
镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出，
电流表指针发生偏转；Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2OMg－2e-=Mg2+ 化学能电能2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑2H++2e-=H2↑已知爱迪生蓄电池在碱性条件下的电池反应式为：Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2 试写出放电时的正、负极,充电时的阴、阳极的电极反应式。 放电时：
负极：
正极：充电时：
阴极：
阳极：
Fe-2e+2OH-= Fe(OH)2NiO2+2e+2H2O= Ni(OH)2+2OH-Fe(OH)2+2e= Fe+2OH-Ni(OH)2+2OH--2e= NiO2+2H2O3、请根据氧化还原反应 :
Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+
设计成原电池。①不使用盐桥 ②使用盐桥二、燃料电池1、氢氧燃料电池②电解质溶液为稀硫酸③电解质溶液为硫酸钠溶液①电极反应式？zxxkw练习1：氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式：
，
此时电池内总的反应式
。CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2OCH4+2O2+2KOH=
K2CO3+3H2O练习2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物用电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在6500℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:
负极反应式: ,
正极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32-
总电池反式: .2CO+2CO32--4e- =4CO22CO+O2=2CO2三 、金属的电化学腐蚀钢铁表面形成了许多微小原电池钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 · nH2O（铁锈）通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜呈酸性。水膜呈中性或碱性很弱。电极反应负极Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极C(+)2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e=4OH-总反应:Fe + 2 H2O = Fe(OH)2+ H2↑ 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3四、金属的防护方法①改变金属内部结构②覆盖保护层③电化学保护法外加电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法1、金属腐蚀快慢的判断电解池的阳极 > 原电池的负极 > 化学腐蚀
> 原电池的正极 > 电解池的阴极2、金属的防护方法练习．下列叙述正确的是[ ]
A．原电池中阳离子向负极移动
B．原电池的负极发生氧化反应
C．马口铁(镀锡)的表面一旦破损，铁腐蚀加快
D．白铁(镀锌)的表面一旦破损，铁腐蚀加快
B、C 新型高能电池钠硫电池以熔融的钠、硫为电极，以钠离子导电的陶瓷为固体电解质。该电池放电时为原电池，充电时为电解池，反应原理为：2Na+xS Na2Sx 。
①放电时S发生 反应，Na作 极。
②充电时Na所在电极与直流电源 极相连。
③充电时阳极电极反应式为 ，
放电时负极电极反应式为 。
④若此电池用来电解饱和NaCl溶液，当阳极产生11.2L（标准状况）气体时，消耗金属钠 g 正负负Na － e－ ＝ Na＋Sx2- ＋2e－ ＝ xS23zxxkw
