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1、2023/5/21,1,原电池原理的应用,锂电池,本节要讨论的内容,5、原电池的应用,二、金属的腐蚀和防护,一、原电池 1、什么是原电池？2、构成原电池的条件是什么？3、原电池的正负极和电子流向如何判断？4、原电池的工作原理是什么？,2023/5/21,3,5.,原电池的应用,(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。,(2)比较金属活动性强弱。,例1：,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）,20
2、23/5/21,4,比较反应速率,例2：,下列制氢气的反应速率最快的是,粗锌和 1mol/L 硫酸；,B.,A.,纯锌和1mol/L 硫酸；,纯锌和18 mol/L 硫酸；,C.,粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。,D.,（D）,2023/5/21,5,比较金属腐蚀的快慢,例3：,下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是,(5),(2),(1),(3),(4),2023/5/21,6,例4：,下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是,(4),(2),(1),(3),2023/5/21,7,判断溶液pH值变化,、,例5：,在Cu-Zn原电池中，
3、200mLH2SO4 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）,0.2,解得：,y 0.015(mol),x 0.015(mol),3.75 10 4(mol/L),pH-lg3.75 104,4-lg3.75,答：,0.015,根据电极反应：,正极：,负极：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,得：,2 2 22.4,x y 0.168,解：,0.20.1252,c(H+)余,2H+2eH2,4-lg3.75,0.015,2023/5/21,8,化学电源,空气电池,锂电池
4、,2023/5/21,9,一，干电池,上图是锌锰干电池,2023/5/21,10,随着用电器朝着小型化、多功能化发展的要求，对电池的发展也提出了小型化、多功能化发展的要求。,体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而生。这类电池的重要特征是电解液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性，负极也由锌片改为锌粉，反应面积成倍增长，使放电电流大幅度提高。,2023/5/21,11,二，铅蓄电池,2023/5/21,12,三，锂电池,锂是密度最小的金属，用锂作为电池的负极，跟用相同质量的其他金属作负极相比较，使用寿命大大延长。,2023/5/21,13,四，新型燃料电池,燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在
5、电池内，而是在工作时，不断从外界输入，同时将电极反应产物不断排出电池,2023/5/21,14,二、,问题讨论,(1).,(2).,金属的腐蚀和防护,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。,若将Fe棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮的FeC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？,2023/5/21,15,(3),(4),(5),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？,生产上常采取哪些金属防腐措施？,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
6、红，原因是什么？,2023/5/21,16,钢铁表面形成的微小原电池示意图,2023/5/21,17,知识总结,1、,2、,金属阳离子,失e-,氧化反应,金属腐蚀的类型,化学腐蚀,电化腐蚀,析氢腐蚀,吸氧腐蚀,（常见普遍）,.,金属腐蚀,金属原子,金属腐蚀的本质：,3、,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。,2023/5/21,18,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,2023/5/21,19,4.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。
7、,水膜呈中性或酸性很弱。,CO2+H2OH2CO3 H+HCO 3-,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+2H+=Fe2+H2,2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,联系,2023/5/21,20,钢铁腐蚀的防护：,例6：,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。,A.,C.,铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化；,B.,D.,它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；,2000年5月，保利集团在香港
8、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，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是Cu2(OH)2CO3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，下列对起原因的分析，最可能的是,环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；,（D）,它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；,2023/5/21,21,2.金属表面覆盖保护层,3.电化学保护法,原理：,原理：,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。,隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。,牺牲阳极的阴极保护法,形成原电池反应时，让被保护金属做正极，
9、不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。,2023/5/21,22,牺牲阳极的阴极保护法示意图,2023/5/21,23,练 习,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：；,若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：正极：。,（2）,中性或碱性,吸氧,Fe2e-Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸性,析氢,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,2023/5/21,24,2、,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：（3）、溶液
10、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：,Cd+2NiO(OH)+2H2O,由此可知，该电池的负极材料是,Cd(OH)2+2Ni(OH)2,放电,充电,A.Cd,（D）,B.NiO(OH),D.Ni(OH)2,C.Cd(OH)2,2Fe+2H2O+O2=2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,O2+2H2O+4e-4OH-,2Fe4e-2Fe2+,2023/5/21,25,4.盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜(CH3COO)2Cu，将产生两种影响生成速率的因素，其一是：，其二是：；,5.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。,H+与CH3COO结合生成CH3COOH，使H+浓度减小，从而减慢了反应速率。,Zn置换出Cu形成了原电池，从而加快了反应速率,2023/5/21,26,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,（三点记住）,
