原電池課件選修4

1、2021/3/271 第四章第四章 電化學(xué)基礎(chǔ)電化學(xué)基礎(chǔ) 第一節(jié)第一節(jié) 原原 電電 池池 學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo): :體驗(yàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的探究體驗(yàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的探究 過(guò)程過(guò)程; ; 1.1.了解原電池的工作原理和構(gòu)成原電池的了解原電池的工作原理和構(gòu)成原電池的 條件條件; ; 2.2.能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式能夠?qū)懗鲭姌O反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式 . . 2021年年8月月11日星期三日星期三 2021/3/272 2021/3/273 原電池原電池 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 2021/3/274 17801780年年, ,意大利生物學(xué)家伽伐尼用金意大利生物學(xué)家伽伐尼用金 屬解剖刀

2、觸動(dòng)放在銅盤(pán)上的青蛙時(shí)屬解剖刀觸動(dòng)放在銅盤(pán)上的青蛙時(shí), , 已死去的青蛙竟然發(fā)生了抽搐。他做已死去的青蛙竟然發(fā)生了抽搐。他做 了幾個(gè)實(shí)驗(yàn)了幾個(gè)實(shí)驗(yàn), , 1791年年,伽伐尼發(fā)表了伽伐尼發(fā)表了論肌論肌 肉中的肉中的生物電生物電論文論文,引起廣泛關(guān)注。引起廣泛關(guān)注。 善于質(zhì)疑的意大利物理學(xué)家伏打善于質(zhì)疑的意大利物理學(xué)家伏打, 提出了疑問(wèn)提出了疑問(wèn),伏打用實(shí)驗(yàn)推翻了伽伏打用實(shí)驗(yàn)推翻了伽 伐尼的伐尼的肌肉中的肌肉中的生物電生物電結(jié)論結(jié)論 2021/3/275 在在1799年年,意大利意大利 的物理學(xué)家的物理學(xué)家伏打伏打發(fā)明發(fā)明 了世界上第一個(gè)電池了世界上第一個(gè)電池 伏打電池伏打電池,即原電即原電 池

3、。池。 為紀(jì)念他的偉大成為紀(jì)念他的偉大成 就就,科學(xué)界將他的姓簡(jiǎn)科學(xué)界將他的姓簡(jiǎn) 化成化成Volt（伏特伏特）,作作 為電壓?jiǎn)挝坏拿?。為電壓?jiǎn)挝坏拿?（伏打電池示意圖）（伏打電池示意圖） 意大利科學(xué)家意大利科學(xué)家 亞歷山德羅亞歷山德羅. .伏打伏打 (Alessandro Volta)(Alessandro Volta) （即原電池） 2021/3/276 伏打電池的發(fā)明源于一個(gè)有趣的生物實(shí)驗(yàn)伏打電池的發(fā)明源于一個(gè)有趣的生物實(shí)驗(yàn): : 你知道其中的奧秘嗎你知道其中的奧秘嗎? ? 開(kāi)開(kāi) 題 題 2021/3/277 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象: 鋅片上有氣泡產(chǎn)生鋅片上有氣泡產(chǎn)生 而銅片上沒(méi)有而銅片上

4、沒(méi)有 活動(dòng)與探究活動(dòng)與探究 【實(shí)驗(yàn)一實(shí)驗(yàn)一】:將鋅片、銅片插入稀硫酸將鋅片、銅片插入稀硫酸,有何現(xiàn)象有何現(xiàn)象? 2021/3/278 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象: 電流計(jì)指針發(fā)生轉(zhuǎn)電流計(jì)指針發(fā)生轉(zhuǎn), Cu片上有氣泡產(chǎn)生片上有氣泡產(chǎn)生 鋅片逐漸溶解鋅片逐漸溶解 實(shí)驗(yàn)二:將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接并串聯(lián)一個(gè) 電流計(jì),插入硫酸溶液中, 2021/3/279 問(wèn)題一問(wèn)題一:為什么在同一稀硫酸中為什么在同一稀硫酸中, ,鋅片表鋅片表 面有氣泡面有氣泡, ,而銅片表面上卻沒(méi)有呢而銅片表面上卻沒(méi)有呢? ? 問(wèn)題二問(wèn)題二:當(dāng)鋅片和銅片用導(dǎo)線相連當(dāng)鋅片和銅片用導(dǎo)線相連插入同一插入同一 稀硫酸稀硫酸, ,為什么銅片表面會(huì)有氣泡

5、冒出呢為什么銅片表面會(huì)有氣泡冒出呢? ? 思考與討論思考與討論 1.1.銅片上的氣體是什么銅片上的氣體是什么? ? 2.2.氫元素原來(lái)以什么形式存在氫元素原來(lái)以什么形式存在? ? 4. 4. 電子從何而來(lái)電子從何而來(lái)? ? 3. 3. 從電子得失角度分析從電子得失角度分析2H2H + +2e- H H2 2 ? H H2 2 化合態(tài)化合態(tài) 2021/3/2710 Zn-2e-=Zn2+ 2H+ +2e-=H2 還原劑還原劑(Zn)失去失去 電子電子,發(fā)生氧化發(fā)生氧化 反應(yīng)反應(yīng) 氧化劑氧化劑(H+)在銅在銅 極上得到電子極上得到電子,發(fā)發(fā) 生還原反應(yīng)生還原反應(yīng) 還原劑失去還原劑失去 的電子從鋅的

6、電子從鋅 極流出極流出 流入銅極流入銅極經(jīng)外電路經(jīng)外電路 Zn2+ H+ SO42- 分析與理解分析與理解 2021/3/2711 定義定義: :將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的 一一: :認(rèn)識(shí)原電池認(rèn)識(shí)原電池 電 子 鋅片鋅片: :Zn-2e-=Zn2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 銅片銅片: :2H+2e-=H2 （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)） 2021/3/2712 原電池的正負(fù)極的規(guī)定原電池的正負(fù)極的規(guī)定 負(fù)極負(fù)極:電子流出的一極電子流出的一極 正極正極:電子流入的一極電子流入的一極 正極（Cu） 負(fù)極（Zn） 電流電流 電子電子 2021/3/2713 Cu Zn 稀硫酸稀硫酸 -

7、- - Zn2+ H+ H+ 燈泡燈泡 負(fù)極 正極 2021/3/2714 電極反應(yīng)電極反應(yīng) 2H+2e =H2 負(fù)極負(fù)極:Zn 2e =Zn2+ 正極正極: 原原 電電 池池 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 氧氧 化化 還還 原原 反反 應(yīng)應(yīng) 總反應(yīng)總反應(yīng):Zn + 2H+ = Zn2+ + H2(離子方程式離子方程式) 失去電子失去電子 得到電子得到電子 Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2(化學(xué)方程式化學(xué)方程式) 2021/3/2715 【問(wèn)題問(wèn)題】 Cu Zn - 溶液中陰陽(yáng)離子分別向哪一個(gè)電極運(yùn)動(dòng)溶液中陰陽(yáng)離子分別向哪一個(gè)電極運(yùn)動(dòng)? Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2

8、+ Zn2+ Zn2+ - - - - - - - - - - Zn2+ H+ SO42- 負(fù)極負(fù)極 正極正極 靜電作用靜電作用 2021/3/2716 【問(wèn)題問(wèn)題】 Cu Zn - 為什么為什么H+在銅片上得到電子在銅片上得到電子? Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ Zn2+ - - - - - - - - - - Zn2+ H+ 負(fù)極負(fù)極 正極正極 靜電靜電 斥力斥力 靜電靜電 引力引力 2021/3/2717 Cu Zn- - - Zn2+ H+ H+ Zn2e =Zn2+ 2H+2e =H2 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 負(fù)極負(fù)極 正極正極 電子沿導(dǎo)線傳遞電子沿導(dǎo)

9、線傳遞, ,產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流 陽(yáng)離子陽(yáng)離子 失去電子失去電子溶液中陽(yáng)離子溶液中陽(yáng)離子 得到電子得到電子 陰離子陰離子 正極正極 負(fù)極負(fù)極 SO42- 二二 原電池工作原理原電池工作原理 較活潑金屬較活潑金屬 不活潑金屬或石墨不活潑金屬或石墨 把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同區(qū)把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同區(qū) 域進(jìn)行域進(jìn)行,電子的轉(zhuǎn)移通過(guò)導(dǎo)線傳遞電子的轉(zhuǎn)移通過(guò)導(dǎo)線傳遞,獲獲 得電流。得電流。 鋅片不斷溶解鋅片不斷溶解 有氣泡生成有氣泡生成 2021/3/2718 三三 原電池的正負(fù)極的判斷方法原電池的正負(fù)極的判斷方法 微觀判斷微觀判斷 （根據(jù)電子流動(dòng)（根據(jù)電子流動(dòng) 方向方向） 電子流出的極電子流出

10、的極 電子流入的極電子流入的極 負(fù)極負(fù)極 正極正極 較活潑的電極材料較活潑的電極材料 較不活潑的電極材料較不活潑的電極材料 負(fù)極負(fù)極 正極正極 宏觀判斷宏觀判斷: 根據(jù)電極材料根據(jù)電極材料 根據(jù)原電池電極根據(jù)原電池電極 發(fā)生的反應(yīng)發(fā)生的反應(yīng) 負(fù)極負(fù)極 正極正極 發(fā)生氧化反應(yīng)的極發(fā)生氧化反應(yīng)的極 發(fā)生還原反應(yīng)的極發(fā)生還原反應(yīng)的極 2021/3/2719 根據(jù)電極現(xiàn)象根據(jù)電極現(xiàn)象:有氣泡冒出或增重和減重有氣泡冒出或增重和減重 根據(jù)電解質(zhì)陰陽(yáng)離子移動(dòng)方向根據(jù)電解質(zhì)陰陽(yáng)離子移動(dòng)方向: 有氣泡冒出或增重的電極有氣泡冒出或增重的電極 工作后工作后 質(zhì)量減少的電極質(zhì)量減少的電極 正極正極 負(fù)極負(fù)極 陽(yáng)離子移

11、向正極陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負(fù)極陰離子移向負(fù)極 2021/3/2720 2021/3/2721 （可以）（可以） （可以）（可以） （可以）（可以） （不可以）（不可以） 形成條件一形成條件一: 活潑性不同的兩個(gè)電極活潑性不同的兩個(gè)電極 負(fù)極負(fù)極:較活潑的金屬較活潑的金屬 正極正極:較不活潑的金屬、石墨等較不活潑的金屬、石墨等 判斷下列哪些裝置能構(gòu)成原電池。為什么判斷下列哪些裝置能構(gòu)成原電池。為什么? 2021/3/2722 形成條件二形成條件二:電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中; 2021/3/2723 形成條件三形成條件三:必須形成閉合回路必須形成閉合回路 2021/3/2

12、724 組成原電池的條件組成原電池的條件 （1）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或）有兩種活動(dòng)性不同的金屬（或 一一 種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物）種是非金屬單質(zhì)或金屬氧化物） 作電極。作電極。 （2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中。 （3）兩極相連形成閉合電路。）兩極相連形成閉合電路。 （4）內(nèi)部條件）內(nèi)部條件:能自發(fā)進(jìn)行氧化還能自發(fā)進(jìn)行氧化還 原反應(yīng)。原反應(yīng)。 2021/3/2725 1. 在如下圖所示的在如下圖所示的8 8個(gè)裝置中個(gè)裝置中, ,屬于原電池的有屬于原電池的有 . . e 課堂練習(xí)課堂練習(xí): : 2021/3/2726 (3) (4)(5)(6) (2)(1)

13、 H2SO4 (aq) ZnFe A A CuSO4 (aq) ZnZn CuSO4 (aq) A ZnCu A H2SO4 (aq) ZnC A 酒精酒精 ZnCu Zn Cu CuSO4 (aq)H2SO4 (aq) A (7) NaCl溶液溶液 2021/3/2727 A Zn Cu CuSO4 (aq) Zn+CuSOZn+CuSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+Cu, Zn+Cu+Cu, Zn+Cu2+ 2+ =Zn =Zn2+ 2+ +Cu +Cu 負(fù)極負(fù)極 Zn2e =Zn2+ 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 鋅片不斷溶解鋅片不斷溶解 正極正極 Cu Cu2+ 2+2e +2e- -=Cu=

14、Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)） 增重增重 2021/3/2728 Cu Fe 稀硫酸稀硫酸 鞏固鞏固 練習(xí)練習(xí)1 （1）說(shuō)明反應(yīng)的現(xiàn)象）說(shuō)明反應(yīng)的現(xiàn)象: （2）判斷正負(fù)極）判斷正負(fù)極 （3）寫(xiě)出電極反應(yīng)式）寫(xiě)出電極反應(yīng)式 （4）寫(xiě)出總反應(yīng)的離子方程式和化學(xué)方程式。）寫(xiě)出總反應(yīng)的離子方程式和化學(xué)方程式。 銅片上產(chǎn)生銅片上產(chǎn)生H2 正極正極:Cu 負(fù)極負(fù)極:Fe 負(fù)極負(fù)極 （Fe ）:Fe-2e-=Fe2+ 正極正極 (Cu): 2H+2e-=H2 Fe+2H+=Fe2+H2 Fe+H2SO4=FeSO4+H2 2021/3/2729 （1）將反應(yīng)將反應(yīng):2FeCl3+Fe=3FeCl2設(shè)計(jì)成原設(shè)

15、計(jì)成原 電池。電池。 （2）判斷正負(fù)極并寫(xiě)出電極反應(yīng)。）判斷正負(fù)極并寫(xiě)出電極反應(yīng)。 石墨石墨Fe FeCl3溶液溶液 負(fù)極（鐵）負(fù)極（鐵）: Fe2e =Fe2+ 正極（石墨）正極（石墨）: 2Fe3+ + 2e =3Fe2+ 2021/3/2730 請(qǐng)根據(jù)氧化還原反應(yīng)請(qǐng)根據(jù)氧化還原反應(yīng) : Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ 設(shè)計(jì)成原電池。設(shè)計(jì)成原電池。你有哪些可行方案你有哪些可行方案? 負(fù)極負(fù)極: 正極正極: 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液: Cu Cu 2e- = Cu2+ 比比Cu不活潑的金屬或石墨不活潑的金屬或石墨 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO 4 )3

16、、FeCl3等等 試畫(huà)出原電池的裝置簡(jiǎn)圖。試畫(huà)出原電池的裝置簡(jiǎn)圖。 2021/3/2731 Cu Zn- - - Zn2+ H+ H+ Zn2e =Zn2+ 2H+2e =H2 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 負(fù)極負(fù)極 正極正極 電子沿導(dǎo)線傳遞電子沿導(dǎo)線傳遞,產(chǎn)生電流產(chǎn)生電流 陽(yáng)離子陽(yáng)離子 失去電子失去電子溶液中陽(yáng)離子溶液中陽(yáng)離子 得到電子得到電子 陰離子陰離子 正極正極 負(fù)極負(fù)極 SO42- 3、原電池工作原理、原電池工作原理 較活潑金屬較活潑金屬 不活潑金屬或石墨不活潑金屬或石墨 把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同區(qū)把氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分開(kāi)在不同區(qū) 域進(jìn)行域進(jìn)行,獲得電流。獲得電流。 20

17、21/3/2732 提出問(wèn)題提出問(wèn)題: 右圖是原電池右圖是原電池,如果用它如果用它 做電源做電源,不但效率低不但效率低,而而 且時(shí)間稍長(zhǎng)電流就很快減且時(shí)間稍長(zhǎng)電流就很快減 弱弱,因此不適合實(shí)際應(yīng)用因此不適合實(shí)際應(yīng)用。 硫酸銅溶液硫酸銅溶液 這是什么原因造成的呢這是什么原因造成的呢?有沒(méi)有什么改有沒(méi)有什么改 進(jìn)措施進(jìn)措施? 2021/3/2733 造成的主要原因造成的主要原因: 由于鋅片與硫酸銅溶液由于鋅片與硫酸銅溶液直接直接接觸接觸,在不使用時(shí)在不使用時(shí), 難以避免溶液中有銅離子在鋅片表面難以避免溶液中有銅離子在鋅片表面直接直接還還 原原,一旦有少量的銅在鋅片表面一旦有少量的銅在鋅片表面 析出

18、析出,即在負(fù)極（鋅）表面也構(gòu)成了原電池即在負(fù)極（鋅）表面也構(gòu)成了原電池, 加速銅在負(fù)極鋅表面析出加速銅在負(fù)極鋅表面析出,致使向外輸出的電致使向外輸出的電 流強(qiáng)度減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后流強(qiáng)度減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后,不不 在構(gòu)成原電池了在構(gòu)成原電池了,也就沒(méi)有電流在產(chǎn)生。也就沒(méi)有電流在產(chǎn)生。 有什么改進(jìn)措施有什么改進(jìn)措施? 2021/3/2734 對(duì)鋅銅原電對(duì)鋅銅原電 池工作原理的進(jìn)一步探究池工作原理的進(jìn)一步探究 上面的上面的7號(hào)裝置號(hào)裝置,怎樣才怎樣才 能形成原電池呢能形成原電池呢? 2021/3/2735 為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象為了避免發(fā)生這種現(xiàn)象,設(shè)計(jì)如下圖（書(shū)設(shè)計(jì)如下圖（書(shū)

19、P71圖圖4-1）所示的原電池裝置）所示的原電池裝置,你能解釋它你能解釋它 的工作原理嗎的工作原理嗎? 鹽橋中通常裝有含瓊膠鹽橋中通常裝有含瓊膠 的的KClKCl飽和溶液飽和溶液 此裝置優(yōu)點(diǎn)此裝置優(yōu)點(diǎn): :能穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí)能穩(wěn)定長(zhǎng)時(shí) 間放電間放電 2021/3/2736 工作原理工作原理 外電路外電路:Zn失去電子沿導(dǎo)線通過(guò)電流表進(jìn)入失去電子沿導(dǎo)線通過(guò)電流表進(jìn)入 銅片銅片 內(nèi)電路內(nèi)電路: Zn原子失去電子成為原子失去電子成為Zn2+進(jìn)入溶液進(jìn)入溶液,使使 ZnSO4溶液因溶液因Zn2+增加而帶正電增加而帶正電,鹽橋中的鹽橋中的 Cl-會(huì)移向會(huì)移向ZnSO4溶液溶液;同時(shí)同時(shí)Cu2+獲得電子成獲得電子

20、成 為金屬沉淀在銅片上為金屬沉淀在銅片上,使使CuSO4溶液因溶液因SO42- 相對(duì)增加而帶負(fù)電相對(duì)增加而帶負(fù)電,鹽橋中的鹽橋中的K+移向移向CuSO4 溶液溶液,從而形成閉合回路。從而形成閉合回路。 2021/3/2737 取出鹽橋取出鹽橋 Zn原子失去電子成為原子失去電子成為Zn2+進(jìn)入溶進(jìn)入溶 液液,使使ZnSO4溶液因溶液因Zn2+增加而帶增加而帶 正電正電;同時(shí)同時(shí)Cu2+獲得電子成為金屬獲得電子成為金屬 沉淀在銅片上沉淀在銅片上,使使CuSO4溶液因溶液因 SO42相對(duì)增加而帶負(fù)電相對(duì)增加而帶負(fù)電,這兩種因這兩種因 素均會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片素均會(huì)阻止電子從鋅片流向銅片, 造成不

21、產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。造成不產(chǎn)生電流的現(xiàn)象。 2021/3/2738 由于由于鹽橋（如鹽橋（如KClKCl）的存在）的存在,其中陰其中陰 離子離子ClCl- -移移向向ZnSOZnSO4 4溶液溶液,陽(yáng)離子陽(yáng)離子K K+ +移向移向 CuSOCuSO4 4溶液溶液,分別中和過(guò)剩的電荷分別中和過(guò)剩的電荷,保持溶保持溶 液的電中性液的電中性,因而放電作用不間斷地進(jìn)因而放電作用不間斷地進(jìn) 行行,從而原電池不斷產(chǎn)生電流。從而原電池不斷產(chǎn)生電流。 若電解質(zhì)溶液與若電解質(zhì)溶液與KClKCl溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉溶液反應(yīng)產(chǎn)生沉 淀淀, ,可用可用NHNH4 4NONO3 3代替代替KClKCl作鹽橋。作鹽橋。 2021/

22、3/2739 上述原電池裝置上述原電池裝置: 寫(xiě)出其中負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式以及該寫(xiě)出其中負(fù)極和正極的電極反應(yīng)式以及該 電池的總反應(yīng)方程式。電池的總反應(yīng)方程式。 負(fù)極（鋅片）負(fù)極（鋅片）: Zn 2e - = Zn 2+ （氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)） 正極（銅片）正極（銅片）: Cu2+ + 2e - = Cu （還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)） 電池反應(yīng)（電池反應(yīng)（總化學(xué)方程式總化學(xué)方程式）:Zn + Cu2+ = Zn 2+ + Cu 電池符號(hào)電池符號(hào): Zn ZnSO4 CuSO4 Cu 負(fù)極負(fù)極 鹽橋鹽橋 正極正極 2021/3/2740 1.1.組成組成兩個(gè)半電池兩個(gè)半電池, ,左左右兩個(gè)燒杯中的

23、電解質(zhì)溶右兩個(gè)燒杯中的電解質(zhì)溶 液應(yīng)液應(yīng) 與電極材料具有相同的與電極材料具有相同的陽(yáng)陽(yáng)離子離子。 鹽橋的作用鹽橋的作用 讓溶液始終保持電中性讓溶液始終保持電中性 代替兩溶液直接接觸代替兩溶液直接接觸 使兩個(gè)燒杯中的溶液連成使兩個(gè)燒杯中的溶液連成 一個(gè)通路一個(gè)通路 鹽橋鹽橋: :飽和飽和 KCl KCl 溶液溶液 ( (以瓊以瓊 膠制作成凍膠膠制作成凍膠) ) 原電池原電池 2021/3/2741 1.制作各種實(shí)用電池制作各種實(shí)用電池 2.判斷金屬活動(dòng)性判斷金屬活動(dòng)性 3.判斷反應(yīng)速率判斷反應(yīng)速率 4.金屬腐蝕與防護(hù)金屬腐蝕與防護(hù) 2021/3/2742 【思考思考】 有下列材料有下列材料: :

24、 ZnZn片、片、CuCu片、片、 導(dǎo)線、西紅柿（或其它水果）導(dǎo)線、西紅柿（或其它水果）, ,根據(jù)構(gòu)根據(jù)構(gòu) 成原電池的條件成原電池的條件, ,請(qǐng)大家推斷一下能否請(qǐng)大家推斷一下能否 組成原電池組成原電池? ? 2021/3/2743 （1）將反應(yīng)將反應(yīng):2FeCl3+Fe=3FeCl2設(shè)計(jì)成原設(shè)計(jì)成原 電池。電池。 （2）判斷正負(fù)極并寫(xiě)出電極反應(yīng)。）判斷正負(fù)極并寫(xiě)出電極反應(yīng)。 石墨石墨Fe FeCl3溶液溶液 負(fù)極（鐵）負(fù)極（鐵）: Fe2e =Fe2+ 正極（石墨）正極（石墨）: 2Fe3+ + 2e =3Fe2+ 2021/3/2744 請(qǐng)根據(jù)氧化還原反應(yīng)請(qǐng)根據(jù)氧化還原反應(yīng) : Cu +2

25、Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ 設(shè)計(jì)成原電池。設(shè)計(jì)成原電池。你有哪些可行方案你有哪些可行方案? 負(fù)極負(fù)極: 正極正極: 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液: Cu Cu 2e- = Cu2+ 比比Cu不活潑的金屬或石墨不活潑的金屬或石墨 2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO 4 )3、FeCl3等等 若是采用燒杯和鹽橋裝置圖若是采用燒杯和鹽橋裝置圖,采用的電解質(zhì)溶液又是什采用的電解質(zhì)溶液又是什 么么?試畫(huà)出原電池的裝置簡(jiǎn)圖。試畫(huà)出原電池的裝置簡(jiǎn)圖。 2021/3/2745 1.把把a(bǔ)、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中四塊金屬片浸入稀硫酸中, 用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若用導(dǎo)線兩兩相連

26、組成原電池。若a、b相連相連 時(shí)時(shí),a為負(fù)極為負(fù)極;c、d相連時(shí)相連時(shí),電流由電流由d到到c;a、c 相連時(shí)相連時(shí),c極上產(chǎn)生大量氣泡極上產(chǎn)生大量氣泡,b、d相連時(shí)相連時(shí),b 上有大量氣泡產(chǎn)生上有大量氣泡產(chǎn)生,則四種金屬的活動(dòng)性順則四種金屬的活動(dòng)性順 序由強(qiáng)到弱的為序由強(qiáng)到弱的為 ( ) Aa b c d Ba c d b Cc a b . d Db d c a B 2021/3/2746 原電池原理知識(shí)小結(jié)原電池原理知識(shí)小結(jié) 一:原電池的原理 1概念概念:化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)殡娔茈娔艿难b置的裝置 2、原電池的正負(fù)極判斷、原電池的正負(fù)極判斷 負(fù)極負(fù)極:電子流出的一極電子流出的一極,一般是較

27、活潑的金屬一般是較活潑的金屬 正極正極:電子流入的一極電子流入的一極,不活潑的金屬或會(huì)不活潑的金屬或會(huì) 導(dǎo)電的非金屬材料導(dǎo)電的非金屬材料 2021/3/2747 先決條件先決條件:必須能發(fā)生氧化還原反應(yīng)必須能發(fā)生氧化還原反應(yīng),才考慮下面的才考慮下面的 條條 件件 兩種兩種不同不同的金屬的金屬 （或一種金屬與（或一種金屬與石墨石墨）作電極）作電極 用用導(dǎo)線導(dǎo)線相連（或相連（或直接接觸直接接觸） 插入插入電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液里里,形成形成閉合閉合回路回路 金屬能與電解質(zhì)溶液自動(dòng)發(fā)生金屬能與電解質(zhì)溶液自動(dòng)發(fā)生氧化還原氧化還原反應(yīng)反應(yīng) 2021/3/2748 2021/3/2749 干電池干電池 紐扣

28、電池紐扣電池 鋰電池鋰電池 2021/3/2750 知識(shí)點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)1:化學(xué)電池化學(xué)電池 1)概念概念:將化學(xué)能變成電能的裝置將化學(xué)能變成電能的裝置 2)分類(lèi)分類(lèi): 一次電池又稱不可充電電池一次電池又稱不可充電電池如如:干電池干電池 二次電池又稱充電電池二次電池又稱充電電池蓄電池蓄電池 燃料電池燃料電池 3)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 4)電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn): 能量轉(zhuǎn)換效率高能量轉(zhuǎn)換效率高, ,供能穩(wěn)定可靠。供能穩(wěn)定可靠。 可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組, ,使使 用方便。用方便。 易維護(hù)易維護(hù), ,可在各種環(huán)境下工作?？?/p>

29、在各種環(huán)境下工作。 比能量比能量 符號(hào)符號(hào)(Wh/kg),(Wh/L) 指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少 比功率比功率 符號(hào)是符號(hào)是W/kg,W/L) 指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率的大小 電池的儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短電池的儲(chǔ)存時(shí)間的長(zhǎng)短 2021/3/2751 1 1、干電池、干電池( (普通鋅錳電池）普通鋅錳電池） 干電池用鋅制桶形外殼作干電池用鋅制桶形外殼作 負(fù)極負(fù)極, ,位于中央的頂蓋有位于中央的頂蓋有 銅帽的石墨作正極銅帽的石墨作正極, ,在石在石 墨周?chē)畛淠車(chē)畛銷(xiāo)HNH4 4ClCl、

30、ZnClZnCl2 2 和淀粉作電解質(zhì)溶液和淀粉作電解質(zhì)溶液, ,還還 填充填充MnOMnO2 2的黑色粉末吸收正極放出的的黑色粉末吸收正極放出的H H2 2, , 防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。電極總的反應(yīng)式為防止產(chǎn)生極化現(xiàn)象。電極總的反應(yīng)式為: : Zn+2MnOZn+2MnO2 2 + 2NH + 2NH4 4Cl = ZnClCl = ZnCl2 2+ Mn+ Mn2 2O O3 3+2NH+2NH3 3+H+H2 2O O 一、一、 一次電池一次電池 2021/3/2752 寫(xiě)出寫(xiě)出鋅錳干電池鋅錳干電池的電極反應(yīng)方程式。的電極反應(yīng)方程式。 負(fù)極負(fù)極 正極正極 總反應(yīng)總反應(yīng) 通常我們可以通過(guò)干電池

31、的外觀上的哪些變化判斷它已經(jīng)不能正通常我們可以通過(guò)干電池的外觀上的哪些變化判斷它已經(jīng)不能正 常供電了常供電了?_我們?cè)谑褂酶呻姵匚覀冊(cè)谑褂酶呻姵?的過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有氣體產(chǎn)生的過(guò)程中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有氣體產(chǎn)生,請(qǐng)推測(cè)可能是干電池中的什么成請(qǐng)推測(cè)可能是干電池中的什么成 分起了作用分起了作用? Zn-2e-=Zn2+ 2NH4+2MnO2+2e-=2NH3+Mn2O3+H2O 鋅筒變軟鋅筒變軟,電池表面變得不平整電池表面變得不平整 MnO2 ZnCl2 Zn+2MnOZn+2MnO2 2 + 2NH + 2NH4 4Cl = ZnClCl = ZnCl2 2+ Mn+ Mn2 2O O3 3+2NH+2

32、NH3 3+H+H2 2O O 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):制作簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜。制作簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜。 缺點(diǎn)缺點(diǎn):放電時(shí)間短放電時(shí)間短,電壓下降快。電壓下降快。 2021/3/2753 2、堿性鋅、堿性鋅-錳干電池錳干電池 KOHKOH 負(fù)極負(fù)極: : ( (- -) ) Zn Zn Zn - 2e- + 2OH- = Zn(OH)2 正極正極: : 2MnO2+2H2O+2e- = 2MnOOH+2OH- 缺點(diǎn)缺點(diǎn):多數(shù)只能一次使用多數(shù)只能一次使用,不能充電不能充電;價(jià)格較貴價(jià)格較貴 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):比能量和儲(chǔ)存時(shí)間有所提高比能量和儲(chǔ)存時(shí)間有所提高,適用于大電流適用于大電流 和連續(xù)放電和連續(xù)放電 電池總反應(yīng)電池總反應(yīng)

33、: : Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 ( (+ +) )MnOMnO2 2 2021/3/2754 3.鋅銀鈕扣電池鋅銀鈕扣電池 正極正極:Ag2O + H2O+ 2e- =2Ag+2OH 負(fù)極負(fù)極:Zn +2OH -2e- =Zn(OH)2 總反應(yīng)總反應(yīng): Zn+Ag2O + H2O =Zn(OH)2+2Ag 電極分別為電極分別為Ag2O和和Zn 電解質(zhì)溶液為電解質(zhì)溶液為KOH 2021/3/2755 2021/3/2756 鉛蓄電池、鉛蓄電池、鎳鎘電池、鎳鎘電池、 鎳氫電池、鋰離子電池鎳氫電池、鋰離子電池 1.鉛蓄電池鉛蓄電池 1)正負(fù)極材料正負(fù)極材料 正極正極

34、:PbO2負(fù)極負(fù)極:Pb 2)工作機(jī)制工作機(jī)制 電解質(zhì)電解質(zhì):H2SO4溶液溶液 鉛蓄電池為典型的可充電電池鉛蓄電池為典型的可充電電池,其電極反應(yīng)分為放電其電極反應(yīng)分為放電 和充電兩個(gè)過(guò)程和充電兩個(gè)過(guò)程 二、二次電池二、二次電池 2021/3/2757 放電過(guò)程總反應(yīng)放電過(guò)程總反應(yīng): Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O Pb(s) -2e- + SO42- =PbSO4 (s) 正極正極: PbO2(s) +2e- + 4H+SO42- =PbSO4 (s) +2H2O 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 還原反應(yīng)還原反應(yīng) 負(fù)極負(fù)極: 放電過(guò)程放電過(guò)程 鉛蓄電池充電的反應(yīng)則是

35、上述反應(yīng)的鉛蓄電池充電的反應(yīng)則是上述反應(yīng)的逆過(guò)程逆過(guò)程 2021/3/2758 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l) (2)充電過(guò)程充電過(guò)程 PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42- 還原反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極負(fù)極: 正極正極: PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + 4H+ SO42- 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 接電源負(fù)極接電源負(fù)極 接電源正極接電源正極 充電過(guò)程總反應(yīng)充電過(guò)程總反應(yīng): 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 鉛蓄電池的充放電過(guò)程鉛蓄電池的充放電過(guò)程: 放電放電 充電充電

36、 負(fù)接負(fù)負(fù)接負(fù) 正接正正接正 2021/3/2759 3)優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)析優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)析 缺點(diǎn)缺點(diǎn): 比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn): 可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、 價(jià)格低廉價(jià)格低廉 其它二次電池其它二次電池 鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰 離子蓄電池離子蓄電池 2021/3/2760 2 2、銀鋅蓄電池、銀鋅蓄電池 正極殼填充正極殼填充AgAg2 2O O和石墨，負(fù)極蓋填充鋅汞合和石墨，負(fù)極蓋填充鋅汞合 金，電解質(zhì)溶液金，電解質(zhì)溶液KOHKOH。反應(yīng)式為

37、：。反應(yīng)式為： 2Ag+Zn(OH)2Ag+Zn(OH)2 2 Zn+Ag Zn+Ag2 2O+HO+H2 2O O 寫(xiě)出電極反應(yīng)式。寫(xiě)出電極反應(yīng)式。 充電充電 放電放電 2021/3/2761 銀銀-鋅蓄電池廣泛用作各種電子儀器的電源鋅蓄電池廣泛用作各種電子儀器的電源,它的充它的充 電和放電過(guò)程可以表示為電和放電過(guò)程可以表示為: 2Ag+Zn(OH)2 Ag2O+Zn+H2O 放電放電 充電充電 此電池放電時(shí)此電池放電時(shí),負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是（ ） A.Ag B.Zn(OH)2 C.Ag2O D.Zn D 電極反應(yīng)電極反應(yīng): 負(fù)極負(fù)極:Zn-2e-+2OH-=Zn(

38、OH)2 正極正極:Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH- 2021/3/2762 3 3、鎘鎳電池、鎘鎳電池 NiO2+Cd+2H2O Ni(OH)2+ Cd(OH)2 放放電電 充電充電 負(fù)極材料負(fù)極材料: :CdCd; ; 正極材料正極材料: :涂有涂有NiONiO2 2, , 電解質(zhì)電解質(zhì): :KOHKOH溶液。溶液。 反應(yīng)式如下反應(yīng)式如下: : 寫(xiě)出電極反應(yīng)式。寫(xiě)出電極反應(yīng)式。 2021/3/2763 鎳鎳鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng)鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng): Cd+2NiO(OH)+2H2O 由此可知由此可知,該電池的負(fù)極材料是該電池的負(fù)極材料是 Cd(OH)2+2Ni(OH)

39、2 放電放電 充電充電 A. Cd （ A ） B. NiO(OH) D. Ni(OH)2C. Cd(OH)2 電極反應(yīng)電極反應(yīng): 負(fù)極負(fù)極:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正極正極:2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH- 2021/3/2764 大有發(fā)展前景的燃料電池大有發(fā)展前景的燃料電池 燃料電池燃料電池是利用是利用氫氣、天然氣、甲醇?xì)錃?、天然氣、甲醇等燃等?料與料與氧氣或空氣氧氣或空氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放出來(lái)的進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放出來(lái)的 化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類(lèi)原電池。目前化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類(lèi)原電池。目前燃燃 料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)近料電池的能量

40、轉(zhuǎn)化率可達(dá)近80%,80%,約為火力發(fā)電約為火力發(fā)電 的的2 2倍倍。這是因?yàn)榛鹆Πl(fā)電中放出的廢熱太多。這是因?yàn)榛鹆Πl(fā)電中放出的廢熱太多。 燃料電池的燃料電池的噪聲噪聲及硫氧化物、氮氧化物等及硫氧化物、氮氧化物等廢氣廢氣 污染都接近零污染都接近零; ;燃料電池發(fā)明于燃料電池發(fā)明于1919世紀(jì)世紀(jì)3030年代末年代末, ,經(jīng)經(jīng) 反復(fù)試驗(yàn)、改進(jìn)反復(fù)試驗(yàn)、改進(jìn), ,到到2020世紀(jì)世紀(jì)6060年代才開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階年代才開(kāi)始進(jìn)入實(shí)用階 段。第一代燃料電池的段。第一代燃料電池的 大致情況如下大致情況如下: : ( (三三) )燃料電池燃料電池 2021/3/2765 氫氧燃料電池氫氧燃料電池 2021/

41、3/2766 電極電極: Pt制作的惰性電極制作的惰性電極,一個(gè)催化一個(gè)催化 轉(zhuǎn)化元件轉(zhuǎn)化元件 電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液: KOH溶液溶液 負(fù)極負(fù)極: 2H2 - 4e- + 4OH- 4H2O 正極正極: O2 + 2H2O + 4e- 4OH- 總反應(yīng)總反應(yīng):2H2+ O22H2O 拓展創(chuàng)新拓展創(chuàng)新 若為酸性介質(zhì)若為酸性介質(zhì),試寫(xiě)出電極反應(yīng)式試寫(xiě)出電極反應(yīng)式?思考思考: : 負(fù)極負(fù)極:2H2 - 4e- 4H+ 正極正極: O2+ 4H+ + 4e- 2H2O 新型燃料電池新型燃料電池(氫氧燃料電池氫氧燃料電池/ /甲烷電池甲烷電池/ / 煤氣電池煤氣電池/ /海水海水- -空氣電池空氣電池)

42、 ) 2021/3/2767 燃燃 料料 電電 池池 介質(zhì) 電池反應(yīng): 2H2 + = 2H2O 酸性負(fù)極 正極 中性負(fù)極 正極 堿性負(fù)極 正極 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2H2 +4OH- 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- 2021/3/2768 固體燃料電池固體燃料電池 介質(zhì)介質(zhì) 電池反應(yīng)電池反應(yīng): 2H2 + = 2H2O 負(fù)負(fù) 極極 正正 極極 負(fù)負(fù) 極極 正正 極極 2H2 - 4e- +2O2 = 2H2O O2 + 4e-=

43、2O2 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2021/3/2769 1991年年,我國(guó)首創(chuàng)我國(guó)首創(chuàng),用作海上標(biāo)志燈。以海水為電用作海上標(biāo)志燈。以海水為電 解液解液,靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而產(chǎn)電流?？靠諝庵械难跏逛X不斷氧化而產(chǎn)電流。 負(fù)極負(fù)極:4A1-12e- 4A13+ 正極正極:3O2+6H2O+12e- 12OH- 電池總反應(yīng)式為電池總反應(yīng)式為:4A1+3O2+6H2O4A1(OH)3 這種海水電池比這種海水電池比“干電池干電池”的能量高的能量高2050倍。倍。 2021/3/2770 甲烷甲烷-氧燃料電池氧燃料電池 該電池用金屬鉑片插入該電池用金屬

44、鉑片插入KOH溶液中作電極溶液中作電極,又在兩極又在兩極 上分別通甲烷和氧氣上分別通甲烷和氧氣: 負(fù)極負(fù)極:CH4 + 10OH- - 8e- CO32- + 7H2O 正極正極:2O2 + 4H2O + 8e- 8OH- 電池總反應(yīng)式為電池總反應(yīng)式為:CH4+2O2+2KOH K2CO3+3H2O 2021/3/2771 熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率熔融鹽燃料電池具有較高的發(fā)電效率, ,因因 而受到重視而受到重視, ,可用可用LiLi2 2COCO3 3和和NaNa2 2COCO3 3的熔融鹽的熔融鹽 混合物作電解質(zhì)混合物作電解質(zhì), ,COCO為陽(yáng)極燃?xì)鉃殛?yáng)極燃?xì)? ,空氣與空氣與 CO

45、CO2 2的混合氣為陰極燃?xì)獾幕旌蠚鉃殛帢O燃?xì)? ,制得在制得在6565下工下工 作的燃料電池作的燃料電池, ,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式完成有關(guān)的電池反應(yīng)式: : 負(fù)極反應(yīng)式負(fù)極反應(yīng)式:2CO+4e+2CO:2CO+4e+2CO3 32- 2-=4CO =4CO2 2 正極反應(yīng)式正極反應(yīng)式: : 總反應(yīng)式總反應(yīng)式: : O2+4e-+2CO2=2CO32- 2CO+O2=2CO2 2021/3/2772 小結(jié)小結(jié): 燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率很高燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率很高,氫氧燃料電池氫氧燃料電池 除能量轉(zhuǎn)化率除能量轉(zhuǎn)化率 高外還可持續(xù)使用高外還可持續(xù)使用,不污染環(huán)境。不污染環(huán)境。 一般的可燃物均可與一般

46、的可燃物均可與O2組成燃料電池組成燃料電池,如如H2、CO、CH4、 乙醇等。乙醇等。 燃料電池一般以堿性介質(zhì)作電解液燃料電池一般以堿性介質(zhì)作電解液,也可用酸性介質(zhì)作電也可用酸性介質(zhì)作電 解液解液,二者電極上應(yīng)式是有區(qū)別的二者電極上應(yīng)式是有區(qū)別的。如如甲烷甲烷-氧燃料電池氧燃料電池在在 酸性介質(zhì)中的電極反應(yīng)酸性介質(zhì)中的電極反應(yīng)為為: 負(fù)極負(fù)極:CH4 + 2H2O - 8e- CO2 + 8H+ 正極正極:2O2 + 8H+ + 8e- 4H2O 總反應(yīng)式為總反應(yīng)式為:CH4 + 2O2 CO2+2H2O 2021/3/2773 五五.原電池的應(yīng)用原電池的應(yīng)用 (1)制作干電池、蓄電池、高能電

47、池等。制作干電池、蓄電池、高能電池等。 例例1.選擇適宜的材料和試劑設(shè)計(jì)一個(gè)原電池選擇適宜的材料和試劑設(shè)計(jì)一個(gè)原電池,以便以便 完成下列反應(yīng)完成下列反應(yīng): FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2. 畫(huà)出原電池的示意圖并畫(huà)出原電池的示意圖并 寫(xiě)出電極反應(yīng)式寫(xiě)出電極反應(yīng)式. 石墨石墨 Cu FeCl3溶液溶液 負(fù)極（銅）負(fù)極（銅）: Cu2e =Cu2+ 正極（石墨）正極（石墨）: 2Fe3+ + 2e =3Fe2+ 2021/3/2774 (2)比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱。 例例2.下列敘述中下列敘述中,可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是可以說(shuō)明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是 C.將甲乙作電

48、極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極; A.甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中,乙溶解乙溶解,甲甲 上有上有H2氣放出氣放出; B.在氧化在氧化還原反應(yīng)中還原反應(yīng)中,甲比乙失去的電子多甲比乙失去的電子多; D.同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子,甲比乙的氧化性強(qiáng)甲比乙的氧化性強(qiáng); （C） 2021/3/2775 (3)比較反應(yīng)速率比較反應(yīng)速率 例例3.下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是 C.粗鋅和粗鋅和 1mol/L 硫酸硫酸; A.純鋅和純鋅和1mol/L 硫酸硫酸; B.純鋅和純鋅和18 mol/L 硫酸硫酸; D.粗鋅和粗鋅

49、和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴硫酸的反應(yīng)中加入幾滴 CuSO4溶液。溶液。 （ D ） 2021/3/2776 (4)比較金屬腐蝕的快慢比較金屬腐蝕的快慢 例例4.下列各情況下列各情況,在其中在其中Fe片腐蝕由片腐蝕由快快到到慢慢的順序是的順序是 (5) (2)(1) (3) (4) 2021/3/2777 (5)判斷溶液判斷溶液pH值變化值變化 例例6.在在Cu-Zn原電池中原電池中,200mLH2SO4 溶液的濃度為溶液的濃度為 0.125mol/L , 若工作一段時(shí)間后若工作一段時(shí)間后,從裝置中共收集到從裝置中共收集到 0.168L升氣體升氣體,則流過(guò)導(dǎo)線的電子為則流過(guò)導(dǎo)線的電子為

50、_ mol, 溶液的溶液的pH值為值為_(kāi)?（溶液體積變化忽略不計(jì)）（溶液體積變化忽略不計(jì)） 0.2 解得解得: y 0.015 (mol) x 0.015 (mol) 3.75 10 4(mol/L ) pH -lg3.75 10 4 4 -lg3.75 答答: 0.015 根據(jù)電極反應(yīng)根據(jù)電極反應(yīng): 正極正極: 負(fù)極負(fù)極:Zn2e-Zn2+ 2H+2e- H2 得得: 2 2 22.4 x y 0.168 解解: 0.20.1252 c(H+)余 余 2H+ 2eH2 4 - lg3.75 0.015 2021/3/2778 六六.金屬的腐蝕和防護(hù)金屬的腐蝕和防護(hù) (1)判斷下列裝置是否為原

51、電池判斷下列裝置是否為原電池?若是若是, 指出電極名指出電極名 稱并寫(xiě)出電極反應(yīng)式。稱并寫(xiě)出電極反應(yīng)式。 (2)若將若將Fe棒棒C棒粉碎摻在一起制成一光亮的棒粉碎摻在一起制成一光亮的Fe C合金棒合金棒,插在插在HCl里里,則是否構(gòu)成了原電池則是否構(gòu)成了原電池?若是若是, 電極反應(yīng)是什么電極反應(yīng)是什么?長(zhǎng)期放置長(zhǎng)期放置,鐵棒表面會(huì)有什么變鐵棒表面會(huì)有什么變 化化? 2021/3/2779 (4)鋼鐵腐蝕的本質(zhì)是什么鋼鐵腐蝕的本質(zhì)是什么?什么是鋼鐵的析氫腐蝕什么是鋼鐵的析氫腐蝕 和吸氧腐蝕和吸氧腐蝕?為什么常以后者為主為什么常以后者為主? (5)生產(chǎn)上常采取哪些金屬防腐措施生產(chǎn)上常采取哪些金屬防

52、腐措施? (3)鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金,若在潮濕的若在潮濕的 環(huán)境里或濃度較大的環(huán)境里長(zhǎng)期放置環(huán)境里或濃度較大的環(huán)境里長(zhǎng)期放置,常易生銹變常易生銹變 紅紅,原因是什么原因是什么? 2021/3/2780 鋼鐵表面鋼鐵表面形成的微小形成的微小原電池原電池示意圖示意圖 2021/3/2781 鋼鐵的鋼鐵的析氫腐蝕析氫腐蝕示意示意圖圖鋼鐵的鋼鐵的吸氧腐蝕吸氧腐蝕示意示意圖圖 2021/3/2782 知識(shí)總結(jié)知識(shí)總結(jié) 1、 2、金屬陽(yáng)離子金屬陽(yáng)離子 失失e- 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 金屬腐蝕的類(lèi)型金屬腐蝕的類(lèi)型 化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕 電化腐蝕電化腐蝕 析氫腐蝕析氫腐蝕 吸氧

53、腐蝕吸氧腐蝕（常見(jiàn)普遍）（常見(jiàn)普遍） . 金屬腐蝕金屬腐蝕 金屬原子金屬原子金屬腐蝕的本質(zhì)金屬腐蝕的本質(zhì): 3、 金屬腐蝕金屬腐蝕: 是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生化學(xué)是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生化學(xué) 反應(yīng)（氧化反應(yīng)（氧化還原）而腐蝕損耗的過(guò)程。還原）而腐蝕損耗的過(guò)程。 2021/3/2783 4.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較 Fe2O 3 nH2O （鐵銹鐵銹） 通常兩種腐蝕同時(shí)存在通常兩種腐蝕同時(shí)存在,但以后者更普遍。但以后者更普遍。 析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕 條件條件 水膜呈水膜呈酸性酸性。 水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很弱。 C

54、O2+H2OH2CO3 H+HCO 3- 電極反應(yīng)電極反應(yīng) 負(fù)極負(fù)極Fe(- ) Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+ 正極正極C(+)2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH - 總反應(yīng)總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2+ 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH) 3 聯(lián)系聯(lián)系 2021/3/2784 鋼鐵腐蝕的防護(hù)鋼鐵腐蝕的防護(hù): 例例6: 改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu):如將如將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里等金屬加進(jìn)鋼里 制成合金鋼。制成合金鋼。 A. C. 銅的金屬活動(dòng)性比氫小銅的金屬活動(dòng)性比氫小,因此不宜被氧化因此不宜被氧化; B. D. 它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金; 2000年年5月月,保利集團(tuán)在香港拍賣(mài)會(huì)上花費(fèi)保利集團(tuán)在香港拍賣(mài)會(huì)上花費(fèi)3000多萬(wàn)港多萬(wàn)港 幣購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶幣購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶:銅鑄的牛首、猴首銅鑄的牛首、猴首 和虎首和虎首,普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠,其主要成分是其主要成分是 Cu2(OH)2CO3這三件這三件1760年銅