高考一輪化學(xué)課件：6.2原電池金屬的腐蝕與防護(蘇教版)

1、第二單元 原電池 金屬的腐蝕與防護 三年三年2626考考 高考指數(shù)高考指數(shù): :1 1理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)理解氧化還原反應(yīng)的本質(zhì), ,了解氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活了解氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用。中的應(yīng)用。2.2.理解原電池的工作原理，能寫出常見的簡單電極反應(yīng)和電池理解原電池的工作原理，能寫出常見的簡單電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。反應(yīng)方程式。3.3.了解常見的化學(xué)電源，認識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意了解常見的化學(xué)電源，認識化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實際意義及其重要應(yīng)用。義及其重要應(yīng)用。4.4.認識金屬腐蝕的危害，理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因，能認識金屬腐蝕的危害，理解金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原因

2、，能運用恰當?shù)拇胧┓乐硅F、鋁等金屬腐蝕。運用恰當?shù)拇胧┓乐硅F、鋁等金屬腐蝕。5.5.了解提高燃料的燃燒效率，開發(fā)高能清潔燃料和研制新型化了解提高燃料的燃燒效率，開發(fā)高能清潔燃料和研制新型化學(xué)電源的重要性。認識化學(xué)在解決能源危機中的重要作用。學(xué)電源的重要性。認識化學(xué)在解決能源危機中的重要作用。一、原電池一、原電池1.1.概念：把概念：把_轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為_的裝置。的裝置。2.2.構(gòu)成條件構(gòu)成條件兩極一液一回路兩極一液一回路（1 1）有兩個）有兩個_的電極（常見為金屬或石墨）。的電極（常見為金屬或石墨）。（2 2）將電極插入）將電極插入_中。中。（3 3）兩電極間構(gòu)成）兩電極間構(gòu)成_?；瘜W(xué)能化學(xué)能電能

3、電能活潑性不同活潑性不同電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液閉合回路閉合回路3 3工作原理工作原理如圖是如圖是CuCuZnZn原電池，請?zhí)羁眨涸姵兀執(zhí)羁眨海? 1）電極。）電極。負極為負極為_，正極為，正極為_。（2 2）電極反應(yīng)。）電極反應(yīng)。負極：負極：_，正極：，正極：_。（3 3）電子方向和電流方向。）電子方向和電流方向。電子從電子從_流出經(jīng)外電路流入流出經(jīng)外電路流入_；電流從電流從_流出經(jīng)外電路流入流出經(jīng)外電路流入_。ZnZnCuCuZn-2eZn-2e- -=Zn=Zn2+2+CuCu2+2+2e+2e- -=Cu=Cu負極負極正極正極正極正極負極負極（4 4）離子的遷移方向。）離子的遷移方向。

4、電解質(zhì)溶液中，陰離子向電解質(zhì)溶液中，陰離子向_遷移，陽離子向遷移，陽離子向_遷移。遷移。（5 5）兩種裝置的比較。）兩種裝置的比較。裝置裝置中還原劑中還原劑ZnZn與氧化劑與氧化劑CuCu2+2+直接接觸，易造成能量損耗；直接接觸，易造成能量損耗；裝置裝置能避免能量損耗，裝置能避免能量損耗，裝置中鹽橋的作用是提供離子遷中鹽橋的作用是提供離子遷移通路。移通路。負極負極正極正極二、化學(xué)電源的種類及其工作原理二、化學(xué)電源的種類及其工作原理1.1.一次電池（不能反復(fù)使用）一次電池（不能反復(fù)使用）（1 1）堿性鋅錳干電池。）堿性鋅錳干電池。正極：正極：_2MnO2MnO2 2+2H+2H2 2O+2eO

5、+2e- -=2MnOOH+2OH2MnOOH+2OH- -負極：負極：_Zn+2OHZn+2OH- -2e-2e- -=Zn(OH)=Zn(OH)2 2（2 2）銀鋅鈕扣電池。）銀鋅鈕扣電池。負極（負極（ZnZn），電極反應(yīng)式：），電極反應(yīng)式：_正極（正極（AgAg2 2O O），電極反應(yīng)式：），電極反應(yīng)式：_；電池反應(yīng)方程式：電池反應(yīng)方程式：_。Zn+2OHZn+2OH- -2e-2e- -=Zn(OH)=Zn(OH)2 2AgAg2 2O+HO+H2 2O+2eO+2e- -=2Ag+2OH=2Ag+2OH- -Zn+AgZn+Ag2 2O+HO+H2 2O=Zn(OH)O=Zn(OH)

6、2 2+2Ag+2Ag2.2.二次電池（可多次充放電）二次電池（可多次充放電）以鉛蓄電池為例以鉛蓄電池為例（1 1）放電時的反應(yīng)。）放電時的反應(yīng)。負極反應(yīng)：負極反應(yīng)：_正極反應(yīng)：正極反應(yīng)：_總反應(yīng)：總反應(yīng)：Pb+PbOPb+PbO2 2+4H+4H+ +2SO+2SO4 42-2-=2PbSO=2PbSO4 4+2H+2H2 2O O（2 2）充電時的反應(yīng)。）充電時的反應(yīng)。陰極反應(yīng)：陰極反應(yīng)：_陽極反應(yīng)：陽極反應(yīng)：_總反應(yīng)：總反應(yīng)：2PbSO2PbSO4 4+2H+2H2 2O=Pb+PbOO=Pb+PbO2 2+4H+4H+ +2SO+2SO4 42-2-Pb+SOPb+SO4 42-2-2

7、e-2e- -=PbSO=PbSO4 4PbOPbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42-2-+2e+2e- -=PbSO=PbSO4 4+2H+2H2 2O OPbSOPbSO4 4+2e+2e- -=Pb+SO=Pb+SO4 42-2-PbSOPbSO4 4+2H+2H2 2O-2eO-2e- -=PbO=PbO2 2+4H+4H+ +SO+SO4 42-2-3.3.燃料電池燃料電池氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性兩種。兩種。酸性酸性堿性堿性負極負極反應(yīng)式反應(yīng)式 _正極正極反應(yīng)式反應(yīng)式 _電池總電池總反應(yīng)反應(yīng) 2

8、H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O 2H2H2 2-4e-4e- -=4H=4H+ + 2H2H2 2+4OH+4OH- -4e-4e- -=4H=4H2 2O OO O2 2+4H+4H+ +4e+4e- -=2H=2H2 2O OO O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e- -=4OH=4OH- -三、金屬的腐蝕與防護三、金屬的腐蝕與防護1.1.化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較類型類型化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕現(xiàn)象現(xiàn)象 條件條件 本質(zhì)本質(zhì) 區(qū)別區(qū)別 無電流產(chǎn)生無電流產(chǎn)生 金屬被腐蝕金屬被腐蝕 金屬與接觸到的物質(zhì)直金屬與接觸到的物質(zhì)直接反應(yīng)接

9、反應(yīng) 不純金屬或合金發(fā)生原電不純金屬或合金發(fā)生原電池反應(yīng)池反應(yīng)M-neM-ne- -=M=Mn+n+ 較活潑金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕 有電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生 注：通常兩種腐蝕同時存在，但電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍注：通常兩種腐蝕同時存在，但電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕普遍得多，危害也更嚴重。得多，危害也更嚴重。 2.2.鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕鋼鐵的吸氧腐蝕和析氫腐蝕類型類型析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕水膜性質(zhì)水膜性質(zhì) Fe+2HFe+2H+ + = Fe = Fe2+2+H+H2 2 Fe-2eFe-2e- -= Fe= Fe2+2+ 2Fe+O2Fe+O2 2+2H+2H2 2O = 2Fe(O

10、H)O = 2Fe(OH)2 2 4Fe(OH)4Fe(OH)2 2+O+O2 2+2H+2H2 2O = 4Fe(OH)O = 4Fe(OH)3 32Fe(OH)2Fe(OH)3 3 = Fe = Fe2 2O O3 3xHxH2 2O+(3-x)HO+(3-x)H2 2O O 弱酸性或中性或堿性弱酸性或中性或堿性 酸性酸性 負極反應(yīng)負極反應(yīng) 正極反應(yīng)正極反應(yīng) 2H2H+ +2e+2e- - = H = H2 2 2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- - = 4OH = 4OH- - 總反應(yīng)總反應(yīng) 其他反應(yīng)其他反應(yīng) 注：吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍注：吸氧腐蝕比析氫腐蝕更普遍 3.3.

11、金屬的防護金屬的防護（1 1）犧牲陽極的陰極保護法利用）犧牲陽極的陰極保護法利用_；（2 2）外加電流的陰極保護法利用）外加電流的陰極保護法利用_；（3 3）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)）改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)如制成不銹鋼；如制成不銹鋼；（4 4）加保護層）加保護層如電鍍、噴漆、覆膜等。如電鍍、噴漆、覆膜等。原電池原理原電池原理電解池原理電解池原理1.1.不是所有化學(xué)反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。（不是所有化學(xué)反應(yīng)都可以設(shè)計成原電池。（ ）【分析】【分析】正確。只有氧化還原反應(yīng)才可以設(shè)計成原電池。正確。只有氧化還原反應(yīng)才可以設(shè)計成原電池。2.2.原電池的兩電極中，通常較活潑的電極一定為負極。（原電池的兩電極中，通常較

12、活潑的電極一定為負極。（ ）【分析】【分析】錯誤。不一定，如鋁、鎂和錯誤。不一定，如鋁、鎂和NaOHNaOH溶液構(gòu)成的原電溶液構(gòu)成的原電池，鋁作原電池的負極，鎂作原電池的正極。池，鋁作原電池的負極，鎂作原電池的正極。3.3.燃料電池的反應(yīng)條件是燃燒。（燃料電池的反應(yīng)條件是燃燒。（ ）【分析】【分析】錯誤。燃料電池利用的是可燃物燃燒這一氧化還原錯誤。燃料電池利用的是可燃物燃燒這一氧化還原反應(yīng)，但絕不是燃燒。反應(yīng)，但絕不是燃燒。4.4.可充電電池中的電極反應(yīng)是可逆反應(yīng)。（可充電電池中的電極反應(yīng)是可逆反應(yīng)。（ ）【分析】【分析】錯誤?？沙潆婋姵氐某潆娕c放電不是在相同條件下錯誤。可充電電池的充電與放電

13、不是在相同條件下發(fā)生的，故它不是可逆反應(yīng)。發(fā)生的，故它不是可逆反應(yīng)。5.5.外加電流的陰極保護法是將被保護金屬接在直流電源的正外加電流的陰極保護法是將被保護金屬接在直流電源的正極。（極。（ ）【分析】【分析】錯誤。接直流電源的正極相當于電解池的陽極，發(fā)錯誤。接直流電源的正極相當于電解池的陽極，發(fā)生氧化反應(yīng)，使金屬腐蝕得更快。生氧化反應(yīng)，使金屬腐蝕得更快。 原電池原理及電極反應(yīng)式的書寫原電池原理及電極反應(yīng)式的書寫1.1.原電池的構(gòu)成原電池的構(gòu)成電極電極溶液溶液 回路回路 兩極為導(dǎo)體且存在活潑性差異（燃料電兩極為導(dǎo)體且存在活潑性差異（燃料電池的電極一般為惰性電極）池的電極一般為惰性電極） 兩極插入

14、電解質(zhì)溶液中兩極插入電解質(zhì)溶液中 形成閉合回路或兩極直接接觸形成閉合回路或兩極直接接觸 有無氧化還原反應(yīng)發(fā)生有無氧化還原反應(yīng)發(fā)生 原電池構(gòu)成原電池構(gòu)成本質(zhì)本質(zhì) 2.2.正、負極的判斷正、負極的判斷“負失氧，正得還負失氧，正得還”電極材料電極材料活潑金屬活潑金屬 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) 電子流出電子流出 不斷溶解不斷溶解質(zhì)量減小質(zhì)量減小電極反應(yīng)電極反應(yīng)電子流向電子流向電極現(xiàn)象電極現(xiàn)象較不活潑金較不活潑金屬或非金屬屬或非金屬還原反應(yīng)還原反應(yīng) 電子流入電子流入 負負極極正正極極電極增重電極增重或質(zhì)量不變或質(zhì)量不變3.3.電極反應(yīng)式的書寫電極反應(yīng)式的書寫（1 1）一般電極反應(yīng)式書寫的三個步驟。）一般電極反應(yīng)

15、式書寫的三個步驟。列物質(zhì)列物質(zhì)標得失標得失看環(huán)境看環(huán)境配守恒配守恒兩式加兩式加驗總式驗總式負極發(fā)生氧化反應(yīng)負極發(fā)生氧化反應(yīng)正極發(fā)生還原反應(yīng)正極發(fā)生還原反應(yīng)參加反應(yīng)的微粒和得失電子數(shù)參加反應(yīng)的微粒和得失電子數(shù)在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中要生成穩(wěn)定的電極產(chǎn)物，在電解質(zhì)溶液的環(huán)境中要生成穩(wěn)定的電極產(chǎn)物，即即H H+ +、OHOH- -、H H2 2O O等是否參加反應(yīng)等是否參加反應(yīng)遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒、電子守恒遵守電荷守恒、質(zhì)量守恒、電子守恒兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對照驗證兩電極反應(yīng)式相加，與總反應(yīng)式對照驗證（2 2）復(fù)雜電極反應(yīng)式書寫的技巧。）復(fù)雜電極反應(yīng)式書寫的技巧。復(fù)雜電極復(fù)雜電極反應(yīng)式反應(yīng)式=

16、 =總反應(yīng)式總反應(yīng)式- -較簡單一極的較簡單一極的電極反應(yīng)式電極反應(yīng)式如如CHCH4 4酸性燃料電池中，電極反應(yīng)式為：酸性燃料電池中，電極反應(yīng)式為：CHCH4 4+2O+2O2 2=CO=CO2 2+2H+2H2 2OO總反應(yīng)式總反應(yīng)式2O2O2 2+8H+8H+ +8e+8e- -=4H=4H2 2OO正極反應(yīng)式正極反應(yīng)式CHCH4 4+2H+2H2 2O-8eO-8e- -=CO=CO2 2+8H+8H+ +負極反應(yīng)式負極反應(yīng)式【拓展延伸】【拓展延伸】原電池正負極的其他判斷方法原電池正負極的其他判斷方法（1 1）根據(jù)原電池中電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向移動判斷。在原）根據(jù)原電池中電解質(zhì)溶液內(nèi)離子

17、的定向移動判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移電池的電解質(zhì)溶液中，陽離子向正極移動，陰離子向負極移動。動。（2 2）根據(jù)電池總反應(yīng)判斷。反應(yīng)中的還原劑是負極的活性物）根據(jù)電池總反應(yīng)判斷。反應(yīng)中的還原劑是負極的活性物質(zhì)，對應(yīng)的電極為負極；氧化劑則是正極上得電子的活性物質(zhì)，對應(yīng)的電極為負極；氧化劑則是正極上得電子的活性物質(zhì)，對應(yīng)的電極為正極。質(zhì)，對應(yīng)的電極為正極。【高考警示鐘】【高考警示鐘】（1 1）負極本身不一定都參加反應(yīng)，如燃料電）負極本身不一定都參加反應(yīng)，如燃料電池中，作為負極的材料本身并不參加反應(yīng)。池中，作為負極的材料本身并不參加反應(yīng)。（2 2）不注意電解質(zhì)溶液的

18、成分，容易誤寫電極反應(yīng)式，如）不注意電解質(zhì)溶液的成分，容易誤寫電極反應(yīng)式，如AlAl負極，在酸性溶液中生成負極，在酸性溶液中生成AlAl3+3+，在堿性溶液中生成，在堿性溶液中生成AlOAlO2 2- -。（3 3）在原電池中離子移動方向容易誤判。陽離子移向正極，）在原電池中離子移動方向容易誤判。陽離子移向正極，陰離子移向負極。陰離子移向負極?！镜淅镜淅? 1】生物燃料電池】生物燃料電池(BFC)(BFC)是以有機物為燃料，直接或間是以有機物為燃料，直接或間接利用酶作為催化劑的一類特殊的燃料電池，其能量轉(zhuǎn)化效接利用酶作為催化劑的一類特殊的燃料電池，其能量轉(zhuǎn)化效率高，是一種真正意義上的綠色電池

19、，其工作原理如圖所示。率高，是一種真正意義上的綠色電池，其工作原理如圖所示。已知已知C C1 1極的電極反應(yīng)式為：極的電極反應(yīng)式為：C C2 2H H5 5OH+3HOH+3H2 2O O12e12e=2CO=2CO2 2+12H+12H+ +。下列有關(guān)說法不正確的是（下列有關(guān)說法不正確的是（ ）A AC C1 1極為電池負極，極為電池負極，C C2 2極為電池正極極為電池正極B B電子由電子由C C2 2極經(jīng)外電路導(dǎo)線流向極經(jīng)外電路導(dǎo)線流向C C1 1極極C CC C2 2極的電極反應(yīng)式為極的電極反應(yīng)式為O O2 2+4H+4H+ +4e+4e=2H=2H2 2O OD D該生物燃料電池的總

20、反應(yīng)式為：該生物燃料電池的總反應(yīng)式為：C C2 2H H5 5OH+3OOH+3O2 2=2CO=2CO2 2+3H+3H2 2O O【解題指南】【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點：解答本題時應(yīng)注意以下兩點：（1 1）燃料電池中通入燃料的一極一定為負極；）燃料電池中通入燃料的一極一定為負極；（2 2）正極產(chǎn)生的）正極產(chǎn)生的OHOH- -要與溶液中的要與溶液中的H H+ +反應(yīng)。反應(yīng)?！窘馕觥俊窘馕觥窟x選B B。燃料電池中，通入燃料的一極為負極，發(fā)生氧。燃料電池中，通入燃料的一極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，通入氧氣的一極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，化反應(yīng)，通入氧氣的一極為正極，發(fā)生還原反應(yīng)，A A、C C

21、項正項正確；電子由負極經(jīng)外電路流向正極，確；電子由負極經(jīng)外電路流向正極，B B項錯誤。項錯誤。【技巧點撥】【技巧點撥】燃料電池的電極判斷及電極反應(yīng)式的書寫燃料電池的電極判斷及電極反應(yīng)式的書寫（1 1）作為燃料電池，充入氧氣的一極一定是正極，充入燃料）作為燃料電池，充入氧氣的一極一定是正極，充入燃料的一極為負極。的一極為負極。（2 2）書寫正負電極反應(yīng)時，要先寫簡單的一極，如燃料電池，）書寫正負電極反應(yīng)時，要先寫簡單的一極，如燃料電池，一般先寫正極反應(yīng)。當介質(zhì)為堿性時，電極反應(yīng)式為一般先寫正極反應(yīng)。當介質(zhì)為堿性時，電極反應(yīng)式為2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e- -=4OH=4OH-

22、-，當介質(zhì)為酸性溶液時，電極反應(yīng)式為，當介質(zhì)為酸性溶液時，電極反應(yīng)式為4H4H+ +O+O2 2+4e+4e- -=2H=2H2 2O O，然后用總反應(yīng)減去該電極反應(yīng)，即可得，然后用總反應(yīng)減去該電極反應(yīng)，即可得出另一極反應(yīng)（相減的原則是完全消去出另一極反應(yīng)（相減的原則是完全消去O O2 2）。）?！咀兪接?xùn)練】【變式訓(xùn)練】（雙選）（雙選）（20112011海南高考）根據(jù)如圖，下列海南高考）根據(jù)如圖，下列判斷中正確的是（判斷中正確的是（ ）A A燒杯燒杯a a中的溶液中的溶液pHpH升高升高B B燒杯燒杯b b中發(fā)生氧化反應(yīng)中發(fā)生氧化反應(yīng)C C燒杯燒杯a a中發(fā)生的反應(yīng)為中發(fā)生的反應(yīng)為2H2H+

23、+2e+2e=H=H2 2D D燒杯燒杯b b中發(fā)生的反應(yīng)為中發(fā)生的反應(yīng)為2Cl2Cl2e2e=Cl=Cl2 2【解析】【解析】選選A A、B B。ZnZn比比FeFe活潑，所以活潑，所以ZnZn作負極，發(fā)生氧化反作負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：應(yīng)，電極反應(yīng)式為：ZnZn2e2e=Zn=Zn2+2+，故，故B B正確，正確，D D錯誤；錯誤；FeFe作正極，氧氣在該電極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：作正極，氧氣在該電極上發(fā)生還原反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：2H2H2 2O+OO+O2 2+4e+4e=4OH=4OH，A A正確，正確，C C錯誤。錯誤?！咀兪絺溥x】【變式備選】MCFCMCFC型燃料

24、電池可同時供應(yīng)電和水蒸氣，其工型燃料電池可同時供應(yīng)電和水蒸氣，其工作溫度為作溫度為600600700 700 ，所用燃料為，所用燃料為H H2 2，電解質(zhì)為熔融的，電解質(zhì)為熔融的K K2 2COCO3 3。該電池的總反應(yīng)式為：該電池的總反應(yīng)式為：2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，負極反應(yīng)為：，負極反應(yīng)為：H H2 2+CO+CO3 32-2-2e-2e- -=H=H2 2O+COO+CO2 2。則下列推斷中，正確的是（。則下列推斷中，正確的是（ ）A A正極反應(yīng)為正極反應(yīng)為4OH4OH- -4e-4e- -=2H=2H2 2O+OO+O2 2B B當電池生成當電池生成1 m

25、ol1 mol水時，轉(zhuǎn)移水時，轉(zhuǎn)移4 mol4 mol電子電子C C放電時放電時COCO3 32-2-向負極移動向負極移動D D通通H H2 2的一極為負極，發(fā)生還原反應(yīng)的一極為負極，發(fā)生還原反應(yīng)【解析】【解析】選選C C。A A項，正極反應(yīng)應(yīng)有項，正極反應(yīng)應(yīng)有O O2 2參加，故參加，故A A錯誤；錯誤；B B項，項，根據(jù)總電極反應(yīng)式可知，當生成根據(jù)總電極反應(yīng)式可知，當生成1 mol1 mol水時，轉(zhuǎn)移水時，轉(zhuǎn)移2 mol2 mol電子，電子，B B錯誤；錯誤；C C項，因負極上氫氣失電子，從而負極帶上了正電荷，項，因負極上氫氣失電子，從而負極帶上了正電荷，故放電時故放電時COCO3 32-

26、2-向負極移動，向負極移動，C C正確；正確；D D項，通項，通H H2 2的一極為負極，的一極為負極，發(fā)生氧化反應(yīng)，發(fā)生氧化反應(yīng)，D D錯誤。錯誤。 原電池工作原理的應(yīng)用原電池工作原理的應(yīng)用1 1比較金屬的活動性強弱比較金屬的活動性強弱原電池中，一般活動性強的金屬作負極，而活動性弱的金屬原電池中，一般活動性強的金屬作負極，而活動性弱的金屬（或非金屬）作正極。（或非金屬）作正極。如有兩種金屬如有兩種金屬A A和和B B，用導(dǎo)線將，用導(dǎo)線將A A和和B B連接后，插入到稀硫酸中，連接后，插入到稀硫酸中，一段時間后，若觀察到一段時間后，若觀察到A A極溶解，而極溶解，而B B極上有氣體放出，則說極

27、上有氣體放出，則說明明A A作負極，作負極，B B作正極，則可以斷定金屬活動性作正極，則可以斷定金屬活動性A AB B。2 2加快化學(xué)反應(yīng)速率加快化學(xué)反應(yīng)速率由于形成了原電池，導(dǎo)致反應(yīng)速率加快。如由于形成了原電池，導(dǎo)致反應(yīng)速率加快。如ZnZn與稀硫酸反應(yīng)與稀硫酸反應(yīng)制氫氣時，可向溶液中滴加少量制氫氣時，可向溶液中滴加少量CuSOCuSO4 4溶液，形成溶液，形成CuCuZnZn原電原電池，加快反應(yīng)進行。池，加快反應(yīng)進行。3 3用于金屬的防護用于金屬的防護使需要保護的金屬制品作原電池正極而受到保護。例如要保使需要保護的金屬制品作原電池正極而受到保護。例如要保護一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁，可用導(dǎo)

28、線將其與一塊鋅護一個鐵質(zhì)的輸水管道或鋼鐵橋梁，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，使鋅作原電池的負極。塊相連，使鋅作原電池的負極。4.4.設(shè)計制作化學(xué)電源設(shè)計制作化學(xué)電源設(shè)計原電池要緊扣構(gòu)成原電池的三個條件。設(shè)計原電池要緊扣構(gòu)成原電池的三個條件。（1 1）首先將已知氧化還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng)。）首先將已知氧化還原反應(yīng)拆分為兩個半反應(yīng)。（2 2）根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正負）根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點，結(jié)合兩個半反應(yīng)找出正負極材料（負極就是失電子的物質(zhì)，正極用比負極活潑性差的極材料（負極就是失電子的物質(zhì)，正極用比負極活潑性差的金屬即可，也可以用石墨）及電解質(zhì)溶液。金屬即可，也可以用石

29、墨）及電解質(zhì)溶液。 電極材料的選擇電極材料的選擇在原電池中，選擇活潑性較強的金屬作為負極；活潑性較弱在原電池中，選擇活潑性較強的金屬作為負極；活潑性較弱的金屬或非金屬作為正極，并且原電池的電極必須導(dǎo)電。一的金屬或非金屬作為正極，并且原電池的電極必須導(dǎo)電。一般來說，負極應(yīng)該跟電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)。般來說，負極應(yīng)該跟電解質(zhì)溶液發(fā)生反應(yīng)。電解質(zhì)溶液的選擇電解質(zhì)溶液的選擇電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中電解質(zhì)溶液一般要能夠與負極發(fā)生反應(yīng)，或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負極發(fā)生反應(yīng)（如溶解于溶液中的空溶解的其他物質(zhì)能與負極發(fā)生反應(yīng)（如溶解于溶液中的空氣）。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個

30、容器中進行（中間連接氣）。但如果兩個半反應(yīng)分別在兩個容器中進行（中間連接鹽橋），則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相鹽橋），則左右兩個容器中的電解質(zhì)溶液選擇與電極材料相同的陽離子。如在同的陽離子。如在CuCuZnZn硫酸構(gòu)成的原電池中，負極硫酸構(gòu)成的原電池中，負極ZnZn浸浸泡在含有泡在含有ZnZn2+2+的電解質(zhì)溶液中，而正極的電解質(zhì)溶液中，而正極CuCu浸泡在含有浸泡在含有CuCu2+2+的電的電解質(zhì)溶液中。解質(zhì)溶液中。（3 3）按要求畫出原電池裝置圖。）按要求畫出原電池裝置圖。如根據(jù)如根據(jù)2Fe2Fe3+3+Cu=2Fe+Cu=2Fe2+2+Cu+Cu2+2+設(shè)計原電池：設(shè)計原電

31、池：負極：負極：Cu-2e-=CuCu-2e-=Cu2+2+正極：正極：2Fe2Fe3+3+2e+2e- -=2Fe=2Fe2+2+【高考警示鐘】【高考警示鐘】（1 1）能設(shè)計成原電池的反應(yīng)一定是放熱的氧）能設(shè)計成原電池的反應(yīng)一定是放熱的氧化還原反應(yīng)，吸熱反應(yīng)不可能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能?；€原反應(yīng)，吸熱反應(yīng)不可能將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。（2 2）利用原電池原理可加快制氫氣的速率，但可能影響生成）利用原電池原理可加快制氫氣的速率，但可能影響生成氫氣的量。需注意生成氫氣的總量是取決于金屬的量還是取氫氣的量。需注意生成氫氣的總量是取決于金屬的量還是取決于酸的量。決于酸的量。（3 3）設(shè)計原電池時，負極材料

32、確定之后，正極材料的選擇范）設(shè)計原電池時，負極材料確定之后，正極材料的選擇范圍較廣，只要合理都可以。圍較廣，只要合理都可以?！镜淅镜淅? 2】某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組欲設(shè)計實驗驗證】某?；瘜W(xué)研究性學(xué)習(xí)小組欲設(shè)計實驗驗證FeFe、CuCu的的金屬活動性，他們提出了以下兩種方案。請你幫助他們完成金屬活動性，他們提出了以下兩種方案。請你幫助他們完成有關(guān)實驗項目：有關(guān)實驗項目：方案方案：有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時放入：有人提出將大小相等的鐵片和銅片，分別同時放入稀硫酸（或稀鹽酸）中，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，據(jù)此確定它稀硫酸（或稀鹽酸）中，觀察產(chǎn)生氣泡的快慢，據(jù)此確定它們的活動性。該原理的離子

33、方程式為們的活動性。該原理的離子方程式為_。方案方案：有人利用：有人利用FeFe、CuCu作電極設(shè)計成原電池，以確定它們作電極設(shè)計成原電池，以確定它們的活動性。試在下面的方框內(nèi)畫出原電池裝置圖，標出原電的活動性。試在下面的方框內(nèi)畫出原電池裝置圖，標出原電池的電極材料和電解質(zhì)溶液，并寫出電極反應(yīng)式。池的電極材料和電解質(zhì)溶液，并寫出電極反應(yīng)式。正極：正極：_；負極：負極：_。方案方案：結(jié)合你所學(xué)的知識，幫助他們再設(shè)計一個驗證：結(jié)合你所學(xué)的知識，幫助他們再設(shè)計一個驗證FeFe、CuCu活動性的簡單實驗方案（與方案活動性的簡單實驗方案（與方案、不能雷同）不能雷同）_，用離子方程式表示其反應(yīng)原理：用離子

34、方程式表示其反應(yīng)原理：_?！窘馕觥俊窘馕觥糠桨阜桨福鸿F可以和稀硫酸（或稀鹽酸）反應(yīng)生成：鐵可以和稀硫酸（或稀鹽酸）反應(yīng)生成H H2 2，而而CuCu在金屬活動性順序表中位于在金屬活動性順序表中位于H H的后面，不能置換出酸中的的后面，不能置換出酸中的氫。氫。方案方案：利用原電池原理證明金屬活動性：利用原電池原理證明金屬活動性FeFeCuCu，可以把鐵，可以把鐵片作為原電池的負極，銅片作為原電池的正極，稀硫酸作電片作為原電池的負極，銅片作為原電池的正極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液，按要求組成閉合回路，畫出裝置圖，并寫出相應(yīng)解質(zhì)溶液，按要求組成閉合回路，畫出裝置圖，并寫出相應(yīng)的電極反應(yīng)式。也可以設(shè)計鹽橋組

35、成原電池。的電極反應(yīng)式。也可以設(shè)計鹽橋組成原電池。方案方案：可以利用金屬與鹽溶液的置換反應(yīng)驗證金屬的活潑：可以利用金屬與鹽溶液的置換反應(yīng)驗證金屬的活潑性。把鐵片插入性。把鐵片插入CuSOCuSO4 4溶液中觀察現(xiàn)象。溶液中觀察現(xiàn)象。答案：答案：FeFe2H2H+ +=Fe=Fe2+2+H H2 2：正極：正極：2H2H+ +2e2e- -=H=H2 2或或CuCu2+2+2e2e- -=Cu=Cu負極：負極：FeFe2e2e- -=Fe=Fe2+2+：把一個光潔的鐵片插入到：把一個光潔的鐵片插入到CuSOCuSO4 4溶液中，觀察現(xiàn)象溶液中，觀察現(xiàn)象FeFeCuCu2+2+=Fe=Fe2+2+

36、CuCu【互動探究】【互動探究】在以上題目中，是通過設(shè)計原電池，利用原電在以上題目中，是通過設(shè)計原電池，利用原電池的工作原理，驗證了鐵的金屬活動性強于銅。但是，是否池的工作原理，驗證了鐵的金屬活動性強于銅。但是，是否鐵與銅分別作電極構(gòu)成的原電池中，鐵一定作為原電池的負鐵與銅分別作電極構(gòu)成的原電池中，鐵一定作為原電池的負極呢？極呢？提示：提示：不一定，用鐵、銅和濃硝酸構(gòu)成的原電池中，因鐵在不一定，用鐵、銅和濃硝酸構(gòu)成的原電池中，因鐵在常溫下和濃硝酸發(fā)生鈍化，故它不再繼續(xù)發(fā)生氧化反應(yīng)，而常溫下和濃硝酸發(fā)生鈍化，故它不再繼續(xù)發(fā)生氧化反應(yīng)，而銅則容易和濃硝酸發(fā)生氧化反應(yīng)，表現(xiàn)為失電子，故銅成為銅則容易

37、和濃硝酸發(fā)生氧化反應(yīng)，表現(xiàn)為失電子，故銅成為了原電池的負極，鐵成為了原電池的正極。了原電池的負極，鐵成為了原電池的正極。1.1.下列關(guān)于原電池的敘述正確的是（下列關(guān)于原電池的敘述正確的是（ ）A A構(gòu)成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬構(gòu)成原電池的正極和負極必須是兩種不同的金屬B B原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置C C原電池中電子流出的一極是負極，該極被還原原電池中電子流出的一極是負極，該極被還原D D原電池放電時，電流的方向是從負極到正極原電池放電時，電流的方向是從負極到正極【解析】【解析】選選B B。A A項，構(gòu)成原電池的正極和負極可以是兩種不項，構(gòu)成

38、原電池的正極和負極可以是兩種不同的金屬，也可以是一種金屬，一種非金屬；同的金屬，也可以是一種金屬，一種非金屬；B B項，原電池是項，原電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置；將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置； C C項，原電池中電子流出的一項，原電池中電子流出的一極是負極，該極被氧化；極是負極，該極被氧化； D D項，原電池放電時，電流的方向項，原電池放電時，電流的方向是從正極到負極。是從正極到負極。2.2.下列圖示裝置屬于原電池的是（下列圖示裝置屬于原電池的是（ ）【解析】【解析】選選B B。原電池的形成條件之一就是存在活動性不同的。原電池的形成條件之一就是存在活動性不同的兩種金屬或金屬、非金屬，故兩種金屬

39、或金屬、非金屬，故A A錯誤；另一條件是存在電解質(zhì)錯誤；另一條件是存在電解質(zhì)溶液或兩電極直接接觸，故溶液或兩電極直接接觸，故C C錯誤；再者就是構(gòu)成閉合回路，錯誤；再者就是構(gòu)成閉合回路，D D項，沒有構(gòu)成閉合回路，項，沒有構(gòu)成閉合回路，D D錯誤。錯誤。3.3.下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法不正確的是（下列有關(guān)金屬腐蝕與防護的說法不正確的是（ ）A.A.純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗純銀器表面在空氣中因化學(xué)腐蝕漸漸變暗B.B.當鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作當鍍錫鐵制品的鍍層破損時，鍍層仍能對鐵制品起保護作用用C.C.在海輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極在海

40、輪外殼連接鋅塊保護外殼不受腐蝕是采用了犧牲陽極的陰極保護法的陰極保護法D.D.可將地下輸油鋼管與外加直流電源的負極相連以保護它不可將地下輸油鋼管與外加直流電源的負極相連以保護它不受腐蝕受腐蝕【解析】【解析】選選B B。銀器在空氣中易形成硫化銀而使銀器變黑，為。銀器在空氣中易形成硫化銀而使銀器變黑，為化學(xué)腐蝕，化學(xué)腐蝕，A A正確；當鍍層破損時，正確；當鍍層破損時，SnSnFeFe可形成原電池，鐵可形成原電池，鐵作負極，加快了鐵的腐蝕，作負極，加快了鐵的腐蝕，B B錯；錯；FeFe、ZnZn、海水形成原電池，、海水形成原電池，ZnZn失去電子作負極，從而保護了失去電子作負極，從而保護了FeFe，

41、C C正確；采用外加電流的正確；采用外加電流的陰極保護法時，應(yīng)該與直流電源的負極相連，陰極保護法時，應(yīng)該與直流電源的負極相連，D D正確。正確。4.X4.X、Y Y、Z Z、W 4W 4塊金屬分別用導(dǎo)線兩兩相連浸入稀硫酸中組塊金屬分別用導(dǎo)線兩兩相連浸入稀硫酸中組成原電池。成原電池。X X、Y Y相連時，相連時，X X為負極；為負極；Z Z、W W相連時，電流方向是相連時，電流方向是W ZW Z；X X、Z Z相連時，相連時，Z Z極上產(chǎn)生大量氣泡；極上產(chǎn)生大量氣泡；W W、Y Y相連時，相連時，W W極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此判斷極發(fā)生氧化反應(yīng)。據(jù)此判斷4 4種金屬的活動性順序是（種金屬的活動性順序

42、是（ ）A.XA.XZ ZW WY YB.ZB.ZX XY YW WC.XC.XY YZ ZW WD.YD.YW WZ ZX X【解析】【解析】選選A A。由。由“X X、Y Y相連時，相連時，X X為負極；為負極；Z Z、W W相連時，電相連時，電流方向是流方向是W Z”W Z”得出金屬活動性順序為得出金屬活動性順序為X XY Y，Z ZW W；再由；再由“X X、Z Z相連時，相連時，Z Z極上產(chǎn)生大量氣泡；極上產(chǎn)生大量氣泡；W W、Y Y相連時，相連時，W W極發(fā)生極發(fā)生氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)”得出金屬活動性順序為得出金屬活動性順序為X XZ Z，W WY Y。5.20115.2011年年8

43、8月美國海軍海底戰(zhàn)事中心與麻月美國海軍海底戰(zhàn)事中心與麻省理工大學(xué)共同研制成功了用于潛航器省理工大學(xué)共同研制成功了用于潛航器的鎂的鎂過氧化氫燃料電池系統(tǒng)。電池總過氧化氫燃料電池系統(tǒng)。電池總反應(yīng)是：反應(yīng)是：Mg+HMg+H2 2O O2 2+2H+2H=Mg=Mg2 2+2H+2H2 2O O，其工作原理如圖所示：其工作原理如圖所示：以下說法中錯誤的是（以下說法中錯誤的是（ ）A A電池的負極反應(yīng)為：電池的負極反應(yīng)為：Mg-2eMg-2e=Mg=Mg2 2B B電池工作時，電池工作時，H H向負極移動向負極移動C C電池工作一段時間后，溶液的電池工作一段時間后，溶液的pHpH增大增大D DH H2 2O O2 2的還原產(chǎn)物為的還原產(chǎn)物為H H2 2O O【解析】【解析】選選B B。電池工作時，。電池工作時，H H應(yīng)向正極移動，應(yīng)向正極移動，B B錯誤