原電池的應(yīng)用

1、原電池的應(yīng)用【課標要求】1、 金屬的電化學(xué)腐蝕原理分析2、 能分析常見電池的化學(xué)原理并能正確書寫電極反應(yīng)式3、 認識鋼鐵吸氧腐蝕和析氫腐蝕發(fā)生的條件及原理，會書寫電極反應(yīng)方程式和總反應(yīng)式4、 了解常見的防止金屬腐蝕的方法及原理【教學(xué)過程】一、化學(xué)電池的種類1干電池：其中MnO2吸收正極放出的H2，淀粉糊的作用是提高陰、陽離子在兩個電極的遷移速率。電極反應(yīng)為：負極 Zn2 e-Zn2+ 正極 22 e-2NH3H2 H22MnO2Mn2O3H2O干電池的總反應(yīng)式：Zn2NH4Cl2MnO2Zn(NH3)2Cl2Mn2O3H2O2鉛蓄電池：鉛蓄電池可放電亦可充電，具有雙重功能，且兩極間用微孔橡膠或

2、微孔塑料隔開。放電的電極反應(yīng)為：負極：Pb2e- PbSO4正極：PbO24H+2e- PbSO42H2O 放電 充電 蓄電池放電和充電的總反應(yīng)式：PbO2Pb2H2SO4 2PbSO42H2O3銀鋅蓄電池：電解液為KOH溶液。負極：Zn2OH-2e- Zn(OH)2正極：Ag2OH2O2e- 2Ag2OH- 放電 充電 總反應(yīng)式：ZnAg2OH2O Zn(OH)22Ag4燃料電池：燃料電池是使燃料與氧化劑反應(yīng)直接產(chǎn)生電流的一種原電池。典型燃料電池就是氫氧燃料電池：分為酸式和堿式兩種。電極反應(yīng)式為：負極 H22H 2H2OH-2 e-2H2O 正極 22H2O4 e-4OH-電池總反應(yīng)式為：2

3、H222H2O練習(xí)：書寫CH4燃料電池的電極反應(yīng)。5鋰電池： 8Li3SO2Cl26LiClLi2SO32S6海水電池：我國首創(chuàng)以鋁空氣海水電池為能源的新型電池， 電極反應(yīng)式為：負極反應(yīng)：Al3 e-Al3+， 正極反應(yīng)：2H2OO24 e-4OH-。電池總反應(yīng)式為：4Al3O26H2O4Al(OH)37溴鋅蓄電池：電極反應(yīng)式為：負極反應(yīng)：Zn2e-Zn2+ 正極反應(yīng)：Br22e-2Br-電池總反應(yīng)式為：ZnBr2ZnBr2二、金屬的腐蝕 1.金屬腐蝕的實質(zhì)：金屬原子失去電子被氧化而消耗的過程。 2.金屬腐蝕分為化學(xué)腐蝕和電化腐蝕。 3.化學(xué)腐蝕實質(zhì)：金屬和非電解質(zhì)或其它物質(zhì)相接觸直接發(fā)生氧化

4、還原反應(yīng)而引起的腐蝕。其腐蝕過程沒有電流產(chǎn)生。 4.電化學(xué)腐蝕實質(zhì)：不純金屬或合金在電解質(zhì)溶液中發(fā)生原電池反應(yīng)。電化腐蝕過程有電流產(chǎn)生。 5.腐蝕的常見類型 析氫腐蝕 在酸性條件下，正極發(fā)生2H+2e-=H2反應(yīng)。 吸氧腐蝕 在極弱酸或中性條件下，正極發(fā)生2H2O+O2+4e-=4OH-反應(yīng)。 若負極金屬不與電解質(zhì)溶液發(fā)生直接的反應(yīng)，則形成吸氧腐蝕的原電池反應(yīng)。如生鐵浸入食鹽水中，會形成許多微小的原電池。 6.在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢可用下列原則判斷：電解原理引起的腐蝕>原電池引起的腐蝕>化學(xué)腐蝕>有防護措施的腐蝕。例1、氫鎳電池是近年開發(fā)出來的可充電電池，它可以取

5、代會產(chǎn)生污染的銅鎳電池。氫鎳電池的總反應(yīng)式是：(1/2)H2+NiO(OH) Ni(OH)2。根據(jù)此反應(yīng)式判斷下列敘述中正確的是（ ）A電池放電時，電池負極周圍溶液的pH不斷增大 B電池放電時，鎳元素被氧化C電池充電時，氫元素被還原 D電池放電時，H2是負極三、信息原電池：以原電池原理解決特殊的原電池問題例2、一種甲醇燃料電池是采用鉑或碳化鎢作為電極催化劑，在稀硫酸電解液中直接加入純化后的甲醇，同時向一個電極通入空氣?；卮鹣铝袉栴}： (1)這種電極放電時發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式是 (2)電極反應(yīng)式 正極： ；負極 。 (3)電解液中的H離子向 極移動；向外電路釋放電子的電極是 。 (4)使用燃料比

6、燃燒燃料產(chǎn)生電力有許多優(yōu)點，首先是能量轉(zhuǎn)化效率高，其次是 ?！窘虒W(xué)反思】電解池原理【課標要求】1、通過電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的探究活動，了解電解池的工作原理2、能正確書寫電解池陰、陽極的電極反應(yīng)式及電解反應(yīng)方程式【教學(xué)過程】一、電解原理：以電解CuCl2為例分析1、電解：電流(外加直流電)通過電解質(zhì)溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應(yīng)(被動的不是自發(fā)的)的過程叫電解。2、電解池：借助電流引起氧化還原反應(yīng)的裝置，即把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置叫電解池或電解槽。3、電極及電極反應(yīng)：陽極與電源正極相連 陽極：2Cl- -2e-=Cl2 (氧化)陰極與電源負極相連 陰極：Cu2+2e-=Cu(還原)。 總電極方程式

7、：_隋性電極只導(dǎo)電,不參與氧化還原反應(yīng)(C/Pt/Au)活性電極既導(dǎo)電又參與氧化還原反應(yīng)(Cu/Ag)思考：比較金屬導(dǎo)電和電解質(zhì)導(dǎo)電的區(qū)別。放電：陰離子失去電子或陽離子得到電子的過程叫放電。4、構(gòu)成電解池的條件是什么？電源、電極、電解質(zhì)構(gòu)成閉和回路。5離子的放電順序陰極：（陽離子在陰極上的放電順序(得e-)）Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+(指酸電離的)>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+ 陽極(1)是惰性電極時：陰離子在陽極上的放電順序（失e-）S2->

8、;I->Br->Cl->OH->NO3->SO42-(等含氧酸根離子)>F-(SO32-/MnO4->OH-)(2) 是活性電極時：電極本身溶解放電思考：電解水時為了增強水的導(dǎo)電性常常需加入氫氧化鈉或稀硫酸，為什么？可以加食鹽嗎？練習(xí)：硝酸銅、氯化鋅、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉的電極方程式。6電解規(guī)律：（1）電解含氧酸、強堿溶液及活潑金屬的含氧酸鹽，實質(zhì)上是電解水，電解水型。問：初中電解水時加硫酸或氫氧化鈉增強導(dǎo)電性，影響水的電解嗎？電解硫酸和氫氧化鈉時為何H2和O2之比大于2？氧氣溶解度大于氫氣又為何硫酸一定大于2，而氫氧化鈉可能等于2？硫酸根可能放電。（

9、2）電解不活潑金屬的含氧酸鹽，陽極產(chǎn)生氧氣，陰極析出不活潑金屬，放氧生酸型。練習(xí)：電解硫酸銅方程式。加入下列哪些物質(zhì)可以恢復(fù)到硫酸銅原來的溶液：氧化銅、氫氧化銅、銅、碳酸銅。（3）電解不活潑金屬無氧酸鹽，實際上是電解電解質(zhì)本身，分解電解質(zhì)型。（4）電解活潑金屬（K/Ca/Na）的無氧酸鹽，陰極產(chǎn)生氫氣，陽極析出非金屬，放氫生堿型。6電解中電極附近溶液pH值的變化。（1）電極區(qū)域 A陰極H+放電產(chǎn)生H2，陰極區(qū)域pH變大。 B陽極OH-放電產(chǎn)生O2，陽極區(qū)域pH變小。（2）電解質(zhì)溶液中 A電解過程中,既產(chǎn)生H2,又產(chǎn)生O2,則原溶液呈酸性的pH變小,原溶液呈堿性的pH變大,原溶液呈中性的pH不變

10、（濃度變大）。 B電解過程中, 無H2和O2產(chǎn)生, pH幾乎不變。但象CuCl2變大C電解過程中,只產(chǎn)生H2, pH變大。D電解過程中,只產(chǎn)生O2, pH變小。過渡：如果把陽極換成銅棒，陽極發(fā)生的反應(yīng)就是銅自身溶解，如果電解質(zhì)是硫酸，陰極析出的是什么？也是銅，這就是我們的銅的電解精煉法。 電解(鍍)池：陽極：若陽極是由活性材料(除C、Pt、Au等以外的其它金屬)做成，陽極反應(yīng)是陽極金屬失去電子而被氧化成陽離子； 若陽極是由C、Pt、Au等惰性材料做成，陽極反應(yīng)則是電解液中陰離子在陽極失去電子被氧化。陰離子失去電子能力大小順序為：I->Br->Cl->OH->含氧酸根>F-。 陰極：陰極反應(yīng)一般是溶液中的陽離子得電子的還原反應(yīng)，陽離子得電子能力大小順序為：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Fe2+>Zn2+>Al3+>Mg2+>Na+>Ca2+>K+。必須注意的是，電鍍時通過控制條件，F(xiàn)e2+和Zn2+得電子的能力強于H+。例題：金屬鎳有廣泛的用途。粗鎳中含有少量