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1、,原电池原理及其应用,原电池原理及其应用知识体系,原电池原理,原电池应用,金属的腐蚀及其防护,构成原电池条件,问题1:下列装置中灵敏电流计上是否有电流通过?下列装置是否为原电池?,构成原电池条件,电解质溶液,活泼性不同的两电极,形成闭合回路,下列反应可设计为原电池的是（）,A.HCl+NaOH=NaCl+H2OB.Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2C.2H2+O2=2H2OD.CO2+H2O=H2CO3,B C,问题2：有电流说明有电能产生,电能是怎样转化来的?,例1、Zn、Cu作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：Cu作_极,Zn作_极电极反应式是：负极_,正极_,总反应式是_,正
2、,负,Zn-2e-=Zn 2+,2H+2e-=H2,Zn+H2SO4=Zn SO4+H2,硫酸锌,硫酸铜,简述此铜锌原电池的原理,盐桥,1、原电池的反应原理,发生氧化还原反应,化学能转化为电能,2、原电池电极的判断,负极相对活泼-失电子-电子流出-发生氧化反应,正极相对不活泼-得电子-电子流入-发生还原反应,练习3：已知下列原电池的总反应式，Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2，请写出电极反应式 负极：_ 正极：_ 练习4：将上题中的反应设计成原电池。画出装置图并注明电极材料及电解质溶液。,2Fe3+2e-=2Fe2+,Cu-2e-=Cu2+,思考:正负极反应物与总反应方程式中氧化剂，
3、还原剂间的关系？,Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2,还原剂,氧化剂,负极反应物,失电子,氧化反应,正极反应物,得电子,还原反应,判断正负极的常用方法：,（1）根据电子流动方向判断。在原电池中，电子流出的一极为，电子流入的一极为。,负极,正极,（2）根据两极材料判断。一般是活泼金属为，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为。,（3）根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。阳离子向 移动，阴离子向 移动,（4）根据原电池两极发生变化来判断。总是失去电子，发生氧化反应，总是得到电子，发生还原反应。,（5）根据现象判断。金属溶解的一极为，增重或放出气体的一极为。,负极,负极,负极,负极
4、,正极,正极,正极,正极,练习1、根据下列反应设计一个原电池,Zn+Fe2+=Zn2+Fe,要求：画出示意图（使用盐桥），标出正负极注明电子流向，写出电极反应。,Al,Mg,Al,Mg,稀硫酸,氢氧化钠溶液,A,B,练习2、AlMg在不同的电解质溶液中分别构成原电池A、B,（1）指出各池中负极材料并写出其电极反应式。,（2）从构成原电池的几个组成部分来看，判断原电池负极，除了要考虑金属的活泼性外，还要考虑。,电解质溶液性质，较易与电解质溶液反应的金属材料做原电池的负极,原电池应用,化学电源,一次电池,二次电池,燃料电池,一次电池,负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn 2+,正极（石墨）：2NH4+
5、2e-=2NH3+2H2,总反应：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+2H2,1、锌-锰干电池(酸性）,常用电池的电极反应和电池总反应式书写,2、碱性锌-锰电池,电池的负极是Zn，正极是MnO2电解质是KOH。写出其电极反应。,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ZnO，,3、银-锌电池,负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O,正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,总反应：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag,4、铅蓄
6、电池,负极Pb：Pb+SO42-2e-=PbSO4,正极PbO2：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,总反应：,二次电池,正极板上覆盖有PbO2，负极板上有Pb，电解质是浓硫酸。,例1：航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为_，则其正极反应式为_。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为_，则其负极反应可表示为_。,2H2-4e-+4OH-=4H2O,2H2-4e-=4H+,O2+4e-+4H+=2H2O,O2+2H2O+4e-=4O
7、H-,4、燃料电池：,原电池电极反应式的书写注意事项：（1）找出两极放电的物质，负氧正还。（2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式两边添加H+、OH、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。（3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。,小结,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。请写出图中甲烷燃料电池中a极的电极反应式：，此时电池内总的反应式。,CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,练习2：有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构
8、成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是（）每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-负极上CH4失去电子，电极反应式：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O负极上是O2获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-电池放电后，溶液PH不断升高 A.B.C.D.,A,练习3：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是()A放电时，Fe是负极，NiO2是正极 B蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中C充电时，阴极上的电极反应为：D放电时，电解质溶液中的
9、阴离子向正极方向移动,答案：B、D。,练习4、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-总电池反应 式:.,2CO+2CO32-4e-=4CO2,2CO+O2=2CO2,解析：本题中CO为还原剂，空气中O2为氧化剂，电池总反应式为：2CO+O2=2CO2。用总反应式减去电池正极（即题目指的阳极）反应式，就可得到电池负极（即题目指的阴极）反应式。,1、原电池的反应原理,2、电极
10、反应 式的书写,（1）找出两极放电的物质,（2）分析放电后的产物是否与溶液中的溶质反应,3、原电池电 极的判断,负极相对活泼-失电子-电子流 出-发生氧化反应,正极相对不活泼-得电子-电子流入-发生还原反应,发生氧化还原反应,原电池原理总结,化学能转化为电能,酸性,中性或碱性,析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）,O2+2H2O+4e-=4OH,2H+2e-=H2,Fe+2H+=Fe2+H2,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,Fe-2e=Fe2+,化学腐蚀与电化学腐蚀,金属的腐蚀 金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。,金属的腐蚀及其防护,练习：下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是 A B C D,D,思考,根据金属发生电化学腐蚀的特点，你能提出一些防护措施吗？,1、组成原电池，用活泼金属作负极（牺牲阳极的阴极保护法）,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换,2、外加电流阴极保护法？3、把金属制成合金4、涂油漆等等合理的方法,在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀,小结,
