原电池的原理及应用[下学期]
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文档简介
原电池 金属的腐蚀与防护
目的要求：1. 使学生了解原电池的化学原理
2. 了解金属腐蚀，特别是电化腐蚀和金属防护的一般方法。
重点、难点：原电池的化学原理和金属的电化腐蚀
教学方法：探索法（启发引导）
引入 我们知道，物质发生化学反应时必然要有能量的变化，也就是说化学能常常与热能、光能等相互转化。比如在一般化学反应里，常表现出放热或吸热的现象，有的化学反应还伴随有发光，产生电流等等。今天我们主要探讨的是有关化学能是如何转变为电能。
实验 初中我们就已经学习过，活泼金属能与酸反应放出氢气，而不活泼金属就不能与酸反应置换氢气。（1）把一块锌片和一块铜片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。
Zn Cu H2SO4 现象：锌片上有气体放出，铜片上无明显现象。
分析 Zn + 2H+ === Zn2+ + H2 2e
板书 金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属单质失电子能力：强 弱（还原性）金属离子得电子能力：弱 强（氧化性）
实验 Zn Cu H2SO4 现象：锌片不断溶解、铜片上有气泡、灵敏电流计指针发生偏转。
结论 两极发生氧化还原反应，产生电流。
明确 （1） 锌比铜活泼（2） 氢离子在铜片上获得电子
板书 电极名称 锌片（负极）Zn – 2e === Zn2+(氧化反应) 电极材料 铜片（正极）2H+ + 2e === H2(还原反应)（电极反应式）总化学方程式：Zn + 2H+ === Zn2+ + H2
板书 第六节 原电池 金属的腐蚀与防护一． 原电池：1． 原电池形成三条件：（1） 正负电极（2） 电解质溶液（3） 电极接触或导线连接
2． 原理三要点：（1） 相对活泼金属作负极---- 电子流出-----氧化反应（2） 相对不活泼金属（或碳）作正极------电子流入------还原反应（3） 导线中（接触）有电流通过，使化学能转变为电能3．原电池：把化学能转变为电能的装置
练习 下列能发生原电池反应的是Cu Cu Zn Cu Zn Cu AgNO3 乙醇 硫酸 硫酸
实质 电极在电解质溶液中的氧化还原反应
结果 活泼金属被氧化、被腐蚀。
板书 二、金属腐蚀与防护：
1. 金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。（1） 本质：金属原子失电子而被氧化M – ne == Mn+ (2) 分类：化学腐蚀：金属与其他物质 直接氧化反应 金属被氧化 （不是电解质溶液）（无电流产生）电化腐蚀：不纯金属或合金 发生原电池反应 活泼金属被氧化 电解质溶液 （有电流产生）
板书 （3）钢铁腐蚀： 铁：负极 水膜（电解质溶液） 在钢铁表面形成无数微小原电池 碳：正极
分类 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较强（弱酸） 水膜酸性较弱或呈中性
负极反应 Fe –2e === Fe2+ 2Fe –4e === 2Fe2+
正极反应 2H+ + 2e === H2 2H2O + O2 + 4e == 4OH-
总反应 Fe + 2H+ == Fe2+ + H2 2Fe + 2H2O + O2 == 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2= 4Fe(OH)3 Fe2O3.xH2O
次要 主要
4. 金属的化学腐蚀：例如：铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。概念：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。 5．化学腐蚀与电化腐蚀的对比（1） 相同点：金属原子失电子而被氧化的过程，即金属原子转化为阳离子的过程。（2） 不同点： 条件 金属与氧化剂直接反应 不纯金属与电解质溶液接触 现象 无电流 有电流 本质 金属被氧化 活泼金属被氧化（3） 相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。
讨论 原电池中的电荷移动方向：
e 阴离子 阳离子
板书 几种常见新型原电池1． 铅蓄电池Pb + PbO2 + 2H2SO4 ==== 2PbSO4 + 2H2O(-) (+)2. 燃料电池新型电池中，电极的导电材料一般多孔的金属板，负极是通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。如：氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：正极： O2+ 4e + 2H2O === 4OH-负极： 2H2 –4e + 4OH-=== 4H2O又如：甲烷燃料电池；电解质溶液为氢氧化钾溶液：正极：2O2 + 8e + 4H2O === 8OH-负极： CH4 + 10OH- -8e === CO32- + 7H2O总反应：CH4 + 2O2 + 2OH- === CO32- + 3H2O
介绍 白口铁马口铁
板书 金属腐蚀的防护1． 金属腐蚀的原因：金属本身的组成和结构是锈蚀的根据；外界条件（如：温度、湿度、与金属接触的物质）是促使金属锈蚀的客观因素。2． 防护：（1） 改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力。如：不锈钢。（2） 在金属表面覆盖一层保护层，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。（油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜）（3） 电化学保护法：牺牲阳极阴极保护法、外加电流阴极保护法。
作业 教材：1、2、3、4、5练习册
目的要求：1. 使学生了解原电池的化学原理
2. 了解金属腐蚀，特别是电化腐蚀和金属防护的一般方法。
重点、难点：原电池的化学原理和金属的电化腐蚀
教学方法：探索法（启发引导）
引入 我们知道，物质发生化学反应时必然要有能量的变化，也就是说化学能常常与热能、光能等相互转化。比如在一般化学反应里，常表现出放热或吸热的现象，有的化学反应还伴随有发光，产生电流等等。今天我们主要探讨的是有关化学能是如何转变为电能。
实验 初中我们就已经学习过，活泼金属能与酸反应放出氢气，而不活泼金属就不能与酸反应置换氢气。（1）把一块锌片和一块铜片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。
Zn Cu H2SO4 现象：锌片上有气体放出，铜片上无明显现象。
分析 Zn + 2H+ === Zn2+ + H2 2e
板书 金属活动性顺序：K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb (H) Cu Hg Ag Pt Au金属单质失电子能力：强 弱（还原性）金属离子得电子能力：弱 强（氧化性）
实验 Zn Cu H2SO4 现象：锌片不断溶解、铜片上有气泡、灵敏电流计指针发生偏转。
结论 两极发生氧化还原反应，产生电流。
明确 （1） 锌比铜活泼（2） 氢离子在铜片上获得电子
板书 电极名称 锌片（负极）Zn – 2e === Zn2+(氧化反应) 电极材料 铜片（正极）2H+ + 2e === H2(还原反应)（电极反应式）总化学方程式：Zn + 2H+ === Zn2+ + H2
板书 第六节 原电池 金属的腐蚀与防护一． 原电池：1． 原电池形成三条件：（1） 正负电极（2） 电解质溶液（3） 电极接触或导线连接
2． 原理三要点：（1） 相对活泼金属作负极---- 电子流出-----氧化反应（2） 相对不活泼金属（或碳）作正极------电子流入------还原反应（3） 导线中（接触）有电流通过，使化学能转变为电能3．原电池：把化学能转变为电能的装置
练习 下列能发生原电池反应的是Cu Cu Zn Cu Zn Cu AgNO3 乙醇 硫酸 硫酸
实质 电极在电解质溶液中的氧化还原反应
结果 活泼金属被氧化、被腐蚀。
板书 二、金属腐蚀与防护：
1. 金属腐蚀：金属（或合金）跟周围接触到的气体（或液体）反应而腐蚀损耗的过程。（1） 本质：金属原子失电子而被氧化M – ne == Mn+ (2) 分类：化学腐蚀：金属与其他物质 直接氧化反应 金属被氧化 （不是电解质溶液）（无电流产生）电化腐蚀：不纯金属或合金 发生原电池反应 活泼金属被氧化 电解质溶液 （有电流产生）
板书 （3）钢铁腐蚀： 铁：负极 水膜（电解质溶液） 在钢铁表面形成无数微小原电池 碳：正极
分类 析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件 水膜酸性较强（弱酸） 水膜酸性较弱或呈中性
负极反应 Fe –2e === Fe2+ 2Fe –4e === 2Fe2+
正极反应 2H+ + 2e === H2 2H2O + O2 + 4e == 4OH-
总反应 Fe + 2H+ == Fe2+ + H2 2Fe + 2H2O + O2 == 2Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + 2H2O + O2= 4Fe(OH)3 Fe2O3.xH2O
次要 主要
4. 金属的化学腐蚀：例如：铁在高温下与氧气直接化合而被腐蚀，在工业生产中氯气跟铁或与其他金属化合使金属锈蚀。概念：金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀。特点：反应简单、金属与氧化剂之间的氧化还原反应。 5．化学腐蚀与电化腐蚀的对比（1） 相同点：金属原子失电子而被氧化的过程，即金属原子转化为阳离子的过程。（2） 不同点： 条件 金属与氧化剂直接反应 不纯金属与电解质溶液接触 现象 无电流 有电流 本质 金属被氧化 活泼金属被氧化（3） 相互关系：往往同时发生，电化腐蚀要比化学腐蚀普遍得多。
讨论 原电池中的电荷移动方向：
e 阴离子 阳离子
板书 几种常见新型原电池1． 铅蓄电池Pb + PbO2 + 2H2SO4 ==== 2PbSO4 + 2H2O(-) (+)2. 燃料电池新型电池中，电极的导电材料一般多孔的金属板，负极是通入还原剂的一方，正极是通入氧化剂的一方。如：氢氧燃料电池，电解质溶液为30%的氢氧化钾溶液：正极： O2+ 4e + 2H2O === 4OH-负极： 2H2 –4e + 4OH-=== 4H2O又如：甲烷燃料电池；电解质溶液为氢氧化钾溶液：正极：2O2 + 8e + 4H2O === 8OH-负极： CH4 + 10OH- -8e === CO32- + 7H2O总反应：CH4 + 2O2 + 2OH- === CO32- + 3H2O
介绍 白口铁马口铁
板书 金属腐蚀的防护1． 金属腐蚀的原因：金属本身的组成和结构是锈蚀的根据；外界条件（如：温度、湿度、与金属接触的物质）是促使金属锈蚀的客观因素。2． 防护：（1） 改变金属内部组成结构，可以增强金属耐腐蚀的能力。如：不锈钢。（2） 在金属表面覆盖一层保护层，以断绝金属与外界物质接触，达到耐腐蚀的效果。（油脂、油漆、搪瓷、塑料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜）（3） 电化学保护法：牺牲阳极阴极保护法、外加电流阴极保护法。
作业 教材：1、2、3、4、5练习册