课件31张PPT。原电池原理及其应用第二课时 宝泉岭高级中学
范志华二.化学电源负极(锌筒):Zn-2e-=Zn 2+ 正极(石墨):2NH4+ +2e- = 2NH3↑+H2↑ 总反应： Zn+2NH4+=Zn 2++2NH3↑+2H2↑ 1、锌-锰干电池常用电池的电极反应和电池总反应式书写2NH4++2MnO2 + 2e-=2NH3↑+Mn2O3+H2OZn+2NH4++2MnO2= Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O2、铅蓄电池负极Pb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4正极PbO2： PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O总反应：钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为ZnO3、银-锌电池负极： Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正极：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH- 总反应：Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag4、锂电池（非水有机溶剂电解液）负极：2Li - 2e—=2Li+ 正极：I2+2e—=2I—
总反应：2Li+I2=2LiI
跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。
5、燃料电池负极H2：2H2+4OH- -4e- =4H2O 正极O2：O2+2H2O +4e- =4OH- 总反应： O2+2H2 =2H2Oa、氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。5、燃料电池负极： CH4+10OH- -8e- =CO-3 + 7H2O正极：O2+2H2O +4e- =4OH- 总反应： CH4+2O2 +2KOH= K2CO3 + 2H2Ob、甲烷燃料电池是以铂为电极，在两极上分别通往甲烷和氧气，以40%的KOH为电解质溶液。6、海水电池 （电解质溶液为海水）
总反应：
4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3负极： 4Al-12e-=4Al3+正极：3O2+6H2O+12e—=12OH问题讨论三、金属的腐蚀和防护1.判断下列装置是否为原电池？若是， 指出电极名称并写出电极反应式。2.若将Fe棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮的Fe－C合金棒，插在HCl里，则是否构成了原电池？若是，电极反应是什么？长期放置，铁棒表面会有什么变化？3.钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或浓度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？钢铁表面形成的微小原电池示意图4.钢铁腐蚀的本质是什么？什么是钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀？为什么常以后者为主？钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图(4)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酸性很弱CO2+H2O H2CO3 ?H++HCO 3- 电极反应负极FeFe-2e- =Fe2+2Fe-4e- =2Fe2+正极C2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e- =4OH-总反应:Fe+2H+= Fe2+ + H2 ↑2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系知识总结金属阳离子失e-氧化反应(3)金属腐蚀的类型化学腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（普遍）㈠金属腐蚀金属原子(2)金属腐蚀的本质(1)金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化—还原）而腐蚀损耗的过程。5.生产上常采取哪些金属防腐措施？(1)改变金属的内部组织结构(2)金属表面覆盖保护层(3)电化学保护法㈡钢铁腐蚀的防护：1.改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。 2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首, 这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈,原因是它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金。2 . 金属表面覆盖保护层如油漆、油脂等，电镀（Zn、Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保护层。原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶 液的接触。3.电化学保护法—牺牲阳极的阴极保护法原理 ：形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。牺牲阳极的阴极保护法示意图1.如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为： 负极： ,
正极： ； （2）若液面下降，则溶液呈 性，发生
腐蚀，电极反应式为： 负极：
正极：
中性或碱性 吸氧Fe–2e-＝Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH－酸性析氢Fe–2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑ 2、分析右图，按要求写出有关反应方程式：
（1）、铁棒上的电极反应式为：
（2）、碳棒上的电极反应式为：
2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe–4e-＝2Fe2+（3）、溶液中发生反应的化学方程式：3、镍—镉可充电电池可发生如下反应：由此可知，该电池的负极材料是Cd+2NiO(OH)+2H2OCd(OH)2+2Ni(OH)2放电充电A. Cd, （ D ）B. NiO(OH), D. Ni(OH)2C. Cd(OH)2四、原电池的应用(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等4.有M、N两种金属，分别与盐酸反应，产生H2速率相近，试设计一个实验比较M、N两种金属的活泼性。(2)比较金属活动性强弱例.下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有H2气放出B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强（C）⑶比较反应速率
例2 ：下列制氢气的反应速率最快的是C.粗锌和 1mol/L 硫酸A.纯锌和1mol/L 硫酸B.纯锌和18 mol/L 硫酸D.粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液（ D ）下列装置中三块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是(2)(1)(3)⑷比较金属腐蚀的快慢⑸、判断溶液pH值变化 例.在Cu-Zn原电池中200mL，H2SO4 溶液的浓度为0.125mol/L , 若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子为 mol,溶液的pH值为_________？（溶液体积变化忽略不计）4 -lg3.75 0.015原电池小结定义形成条件正负极名称和电子流向判断工作原理（氧还反应，熟写电极反应式）应用分析各种电池。比较金属活动性强弱比较反应速率比较金属腐蚀的快慢判断溶液pH变化金属的腐蚀和防护原电池腐蚀（定义、本质、类型）腐蚀防护（常见三种方法）（从活泼性比较、电子得失、氧还反应等多角度判断）题型（四点记住）再见
