原電池原理及應(yīng)用1

1、原電池工作原理原電池工作原理第一課時(shí)第一課時(shí)問題問題1:下列裝置中靈敏電流計(jì)上是否有下列裝置中靈敏電流計(jì)上是否有電流通過電流通過?下列裝置是否為原電池下列裝置是否為原電池?（1）構(gòu)成原電池條件）構(gòu)成原電池條件電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液活潑性不同的兩電極活潑性不同的兩電極形成閉合回路形成閉合回路自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)一、原電池一、原電池問題問題2：有電流說明有：有電流說明有電能產(chǎn)生電能產(chǎn)生, 電能是怎樣電能是怎樣轉(zhuǎn)化來的轉(zhuǎn)化來的? 如圖所示是如圖所示是 裝置：裝置：Zn電極作作_極極,填填“正正”或或“負(fù)負(fù)”）極，其電極反應(yīng)為）極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是該反應(yīng)是_（填（填“氧化氧化

2、”或或“還原還原”，下同）反，下同）反應(yīng)；應(yīng)；Cu電極是電極是_極，其電極反應(yīng)為極，其電極反應(yīng)為_，該反應(yīng)是，該反應(yīng)是_反應(yīng)。反應(yīng)?？偡磻?yīng)：總反應(yīng)： 正正負(fù)負(fù)Zn -2e-2e- -= = Zn 2+2+2H2H+ +2e+2e- -=H=H2 2Zn +H+H2 2SOSO4 4= = Zn SOSO4 4+H+H2 2原電池原電池氧化氧化還原還原ZnCu電子流動(dòng)方向 e-電流流動(dòng)方向CuZn-+e-IH+SO42-e-e-e-e-Zn2+Zn2+內(nèi)電路離子定向移動(dòng)外電路電子定向移動(dòng)1 1、原電池的反應(yīng)原理、原電池的反應(yīng)原理自發(fā)進(jìn)行的氧化還原自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)反應(yīng)把把化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)

3、化為電能電能的裝置的裝置（2）原電池定義）原電池定義（3）原電池本質(zhì)）原電池本質(zhì)（4）原電池工作原理）原電池工作原理較活潑的金屬較活潑的金屬 （“失去或者得到失去或者得到”）電子發(fā)）電子發(fā)生生 反應(yīng)（反應(yīng)（“氧化氧化”或或“還原還原”），電子從較），電子從較 金金屬（屬（ 極）通過外電路流向較極）通過外電路流向較 金屬金屬（ 極）。極）。失去失去氧化氧化活潑活潑負(fù)負(fù)不活潑不活潑正正活動(dòng)與探究一：向一支小燒杯中加入活動(dòng)與探究一：向一支小燒杯中加入1.0mol/LCuSO4溶液約溶液約30ml，再加入適量鋅粉，用溫度計(jì)，再加入適量鋅粉，用溫度計(jì)測(cè)量溶液的溫度，觀察溫度計(jì)的變化。測(cè)量溶液的溫度，觀察

4、溫度計(jì)的變化?，F(xiàn)象：現(xiàn)象： 。 結(jié)論：結(jié)論： 溫度升高溫度升高由于反應(yīng)放熱，所以是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)由于反應(yīng)放熱，所以是自發(fā)的氧化還原反應(yīng)活動(dòng)與探究二：能否根據(jù)活動(dòng)與探究二：能否根據(jù)Zn+Cu2+=Zn2+Cu也來也來設(shè)計(jì)一個(gè)銅、鋅原電池？指出所選用的電解質(zhì)設(shè)計(jì)一個(gè)銅、鋅原電池？指出所選用的電解質(zhì)溶溶液，寫出該原電池的兩電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式。液，寫出該原電池的兩電極反應(yīng)式、總反應(yīng)式。畫出原電池的構(gòu)造圖。畫出原電池的構(gòu)造圖。負(fù)極材料負(fù)極材料_負(fù)極反應(yīng)負(fù)極反應(yīng)_ _ 正極材料正極材料_正極反應(yīng)正極反應(yīng)_選用的電解質(zhì)溶液選用的電解質(zhì)溶液_ _ 原電池的構(gòu)造圖：原電池的構(gòu)造圖：CuSO4ZnZnCuC

5、u或或C CZn -2e-2e- -= = Zn 2+2+Cu 2+2+ +2e+2e- -= = CuCuSO4溶液思考：設(shè)計(jì)出的原電池有什么思考：設(shè)計(jì)出的原電池有什么缺點(diǎn)？如何改進(jìn)？缺點(diǎn)？如何改進(jìn)？ 壽命短，不穩(wěn)定二、雙液原電池的設(shè)計(jì)二、雙液原電池的設(shè)計(jì)（1）組成）組成半電池半電池電解質(zhì)溶液和電極電解質(zhì)溶液和電極導(dǎo)線導(dǎo)線、鹽橋鹽橋（2）工作原理）工作原理在在ZnSO4溶液中，鋅片逐漸溶液中，鋅片逐漸 ，即，即Zn被被 ，鋅原子，鋅原子 電子，形成電子，形成 進(jìn)入溶液，從鋅片上釋放的電子，經(jīng)過進(jìn)入溶液，從鋅片上釋放的電子，經(jīng)過導(dǎo)線流向?qū)Ь€流向 ；溶液中的；溶液中的 從銅片上得電子，還原成從銅

6、片上得電子，還原成為為 并沉積在銅片上?？偡磻?yīng)為并沉積在銅片上?？偡磻?yīng)為 。反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的，鋅為反應(yīng)是自發(fā)進(jìn)行的，鋅為 ，銅為，銅為 。溶解溶解氧化氧化失去失去ZnZn2+2+CuCu片片CuCu2+2+CuCuZn +CuSO+CuSO4 4= = Zn SOSO4 4+Cu+Cu負(fù)極負(fù)極正極正極負(fù)極負(fù)極相對(duì)活潑相對(duì)活潑- -失電子失電子- -電子電子流出流出- -發(fā)生發(fā)生氧化氧化反應(yīng)反應(yīng)正極正極相對(duì)不活潑相對(duì)不活潑- -得電子得電子- -電子電子流入流入- -發(fā)生發(fā)生還原還原反應(yīng)反應(yīng)（3）電極）電極（4）環(huán)路的構(gòu)成）環(huán)路的構(gòu)成外電路：電子從外電路：電子從負(fù)極負(fù)極到到正極正極內(nèi)電路：電子從

7、內(nèi)電路：電子從負(fù)極負(fù)極到到正極正極陽(yáng)離子陽(yáng)離子 正極，陰離子正極，陰離子 負(fù)極負(fù)極（5）鹽橋）鹽橋在在U型管中裝滿用飽和型管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊脂做成的凍膠。溶液和瓊脂做成的凍膠。鹽橋的作用：鹽橋的作用：（1）形成閉合回路。）形成閉合回路。 （2）平衡電荷。）平衡電荷。將離子反應(yīng)將離子反應(yīng)2Fe3+Cu = 2Fe2+ + Cu2+ 設(shè)計(jì)成原電池設(shè)計(jì)成原電池 利用反應(yīng)利用反應(yīng)Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 ，設(shè)，設(shè)計(jì)一個(gè)單液原電池，一個(gè)雙液原電池（使用鹽計(jì)一個(gè)單液原電池，一個(gè)雙液原電池（使用鹽橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)。橋），畫出原電池的示意圖，并寫出電極反應(yīng)

8、。 (+)(-) G Cu Pt FeCl3溶液溶液負(fù)極（負(fù)極（Cu）：）：Cu-2e-=Cu2+（氧化反應(yīng)）（氧化反應(yīng)）正極（正極（Pt或或C）：）：2Fe3+2e-=2Fe2+（還原反應(yīng)）（還原反應(yīng)）(+)(-)鹽橋鹽橋Cu C CuCl2溶液溶液FeCl3溶液溶液 G 強(qiáng)調(diào)：原電池的強(qiáng)調(diào)：原電池的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)原電池工作原理原電池工作原理第二課時(shí)第二課時(shí)方法一：根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。方法一：根據(jù)電極材料的性質(zhì)確定。 相對(duì)活潑的是負(fù)極，相對(duì)不活潑的是正極；相對(duì)活潑的是負(fù)極，相對(duì)不活潑的是正極；方法二：根據(jù)電極反應(yīng)的本質(zhì)確定。方法二：根據(jù)電極反應(yīng)的本質(zhì)確定。失電子的反應(yīng)失電子的反應(yīng)氧化反應(yīng)氧化反

9、應(yīng)負(fù)極；負(fù)極；得電子的反應(yīng)得電子的反應(yīng)還原反應(yīng)還原反應(yīng)正極。正極。方法三：根據(jù)電子或電流方向確定。方法三：根據(jù)電子或電流方向確定。電子流出的為負(fù)極，電子流入的為正極電子流出的為負(fù)極，電子流入的為正極電流流出的為正極，電流流入的為負(fù)極電流流出的為正極，電流流入的為負(fù)極方法四：根據(jù)電極的現(xiàn)象確定。方法四：根據(jù)電極的現(xiàn)象確定。有氣泡產(chǎn)生或增重的為正極，減輕的為負(fù)極有氣泡產(chǎn)生或增重的為正極，減輕的為負(fù)極強(qiáng)調(diào)：電極的判斷強(qiáng)調(diào)：電極的判斷三、原電池電極的判斷三、原電池電極的判斷1、判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池。、判斷下列裝置能否構(gòu)成原電池。2、構(gòu)成原電池條件、構(gòu)成原電池條件電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液活潑性不同的兩

10、電極活潑性不同的兩電極形成閉合回路形成閉合回路自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng)3、鹽橋的作用是什么？、鹽橋的作用是什么？（1）形成閉合回路。）形成閉合回路。 （2）平衡電荷。）平衡電荷。例例2、原電池的電極名稱不僅與電極材料的性、原電池的電極名稱不僅與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說法中不質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)。下列說法中不正確的是正確的是A由由Al、Cu、稀、稀H2SO4組成原電池，其負(fù)極組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：反應(yīng)式為：Al3eAl3+B由由Mg、Al、NaOH溶液組成原電池，其溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：負(fù)極反應(yīng)式為：Al3e4OHAlO22H2OC由由

11、Fe、Cu、FeCl3溶液組成原電池，其溶液組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：負(fù)極反應(yīng)式為：Cu2eCu2+D由由Al、Cu、濃硝酸組成原電池，其負(fù)極、濃硝酸組成原電池，其負(fù)極反應(yīng)式為：反應(yīng)式為：Cu2eCu2+C四、原電池電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式的書寫四、原電池電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)式的書寫例例1、書寫如下電池反應(yīng)的電極方程式、書寫如下電池反應(yīng)的電極方程式負(fù)極：負(fù)極：正極：正極： 電池反應(yīng)式：電池反應(yīng)式： Mg-2e-2e- -= = Mg 2+2+2H+ +2e+2e- -= = H2Mg+2H+2H+ += = Mg 2+2+H+H2 2 負(fù)極：負(fù)極：正極：正極： 電池反應(yīng)式：電池反應(yīng)式： 2Al

12、+8OH-6e-6e- -= 2= 2AlO2-+4H2O6H2O+6e e- -= = 3H2 +6OH-2Al+2OH-+2H+2H2 2O= 2O= 2AlO2-+ 3H2 負(fù)極：負(fù)極：正極：正極： 電池反應(yīng)式：電池反應(yīng)式： Fe-2e-2e- -= = Fe 2+2+2H+ +2e+2e- -= = H2Fe+2H+2H+ += = Fe 2+2+H+H2 2 負(fù)極：負(fù)極：正極：正極： 電池反應(yīng)式：電池反應(yīng)式： 2Fe-4e-4e- -= 2= 2Fe 2+2+O2+2H2O +4e+4e- -= 4OH= 4OH- -2Fe+O2+2H2O = 2Fe(OH)= 2Fe(OH)2 2

13、濃濃HNO3負(fù)極：負(fù)極：正極：正極： 電池反應(yīng)式：電池反應(yīng)式： Cu-2e-2e- -= = Cu 2+2+2NO3- -+4H+4H+ +2e+2e- -= = 2NO2 +2H2OCu+2NO3- -+4H+4H+ += Cu= Cu2+2+ +2NO2 +2H2O小結(jié)小結(jié)3）要注意電極反應(yīng)要注意電極反應(yīng)產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)。原電池電極反應(yīng)式的書寫注意事項(xiàng)原電池電極反應(yīng)式的書寫注意事項(xiàng)：1） 找出兩極找出兩極放電的物質(zhì)放電的物質(zhì)，負(fù)氧正還負(fù)氧正還。2）要注意要注意溶液的酸堿性溶液的酸堿性，適當(dāng)?shù)脑陔姌O方程式，適當(dāng)?shù)脑陔姌O方程式兩邊添加兩邊添加H+、OH

14、、H2O，以遵循，以遵循電荷守恒和電荷守恒和質(zhì)量守恒質(zhì)量守恒。五、原電池應(yīng)用五、原電池應(yīng)用1、比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱、比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱通常負(fù)極材料活性大于正極材料通常負(fù)極材料活性大于正極材料例例2、下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性、下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是強(qiáng)的是A甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙甲和乙用導(dǎo)線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲上有溶解，甲上有H2氣放出氣放出B在氧化在氧化還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多還原反應(yīng)中，甲比乙失去的電子多C將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極將甲乙作電極組成原電池時(shí)甲是負(fù)極 D同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化性強(qiáng)同價(jià)態(tài)的陽(yáng)離子，甲比乙的氧化

15、性強(qiáng)C例例1、X、Y、Z都是金屬，把都是金屬，把X浸入浸入Z的硝酸鹽溶的硝酸鹽溶液中，液中，X的表面有的表面有Z析出，析出，X和和Y組成原電池時(shí)，組成原電池時(shí)，Y為電池的負(fù)極。為電池的負(fù)極。X、Y、Z三種金屬的活動(dòng)性三種金屬的活動(dòng)性順序?yàn)轫樞驗(yàn)?AXYZ BXZY CYXZ DYZXC2、比較反應(yīng)速率、比較反應(yīng)速率形成原電池后，如做負(fù)極則速率加快；如做正極形成原電池后，如做負(fù)極則速率加快；如做正極則減慢速率則減慢速率例例2、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；C粗鋅和粗鋅和 1mol/L

16、 鹽酸；鹽酸； D粗鋅和粗鋅和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五、原電池應(yīng)用五、原電池應(yīng)用原電池工作原理原電池工作原理第三課時(shí)第三課時(shí)常見原電池的負(fù)極一般是：常見原電池的負(fù)極一般是：相對(duì)相對(duì) 的金屬，發(fā)生的金屬，發(fā)生 變化、變化、 流出、電極流出、電極 ；正極一般是：相對(duì)正極一般是：相對(duì) 的金屬，的金屬，發(fā)生發(fā)生 變化、變化、 流出、電極流出、電極 ?；顫娀顫娧趸磻?yīng)氧化反應(yīng)電子電子減輕或變細(xì)減輕或變細(xì)不活潑不活潑還原反應(yīng)還原反應(yīng)電流電流有氣泡或變粗有氣泡或變粗負(fù)極負(fù)極（鋅筒）（鋅筒） ：Zn-2e-=Zn 2+ 正極正極（石墨）（石墨） ： 2NH4

17、+ +2e-= 2NH3+ + 2H2 總反應(yīng)：總反應(yīng)：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+2H2 1）、鋅）、鋅-錳干電池錳干電池(酸性）酸性）一、常見的化學(xué)電源一、常見的化學(xué)電源1 1、分類：根據(jù)原電池原理，人們?cè)O(shè)計(jì)、生產(chǎn)的電、分類：根據(jù)原電池原理，人們?cè)O(shè)計(jì)、生產(chǎn)的電池可分為池可分為 、 和和 。一次電池一次電池 二次電池二次電池燃料電池燃料電池2、一次電池：發(fā)生、一次電池：發(fā)生 的物質(zhì)大部分消耗后，的物質(zhì)大部分消耗后， 氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)不能再使用不能再使用負(fù)極負(fù)極-Zn-Zn正極正極MnOMnO2 2電池反應(yīng)：電池反應(yīng)：電解質(zhì)：電解質(zhì)：KOHZn + 2OH- - 2e- =

18、Zn(OH)2MnO2+2H2O+2e-=Mn（OH）2+2OH-Zn+MnO2+H2O=Mn（OH）2+Zn(OH)2思考思考該電池的正負(fù)極材料和電解質(zhì)？該電池的正負(fù)極材料和電解質(zhì)？堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)堿性鋅錳電池的優(yōu)點(diǎn)： 電流穩(wěn)定，放電容量、時(shí)間比電流穩(wěn)定，放電容量、時(shí)間比干電池增大幾倍，不會(huì)氣漲或干電池增大幾倍，不會(huì)氣漲或漏液。漏液。2)2)堿性鋅堿性鋅-錳干電池錳干電池鈕扣電池：不銹鋼制成一個(gè)由正鈕扣電池：不銹鋼制成一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極一端填充由內(nèi)靠正極一端填充由AgAg2 2O O和少量和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極石墨組成的正極

19、活性材料，負(fù)極蓋一端填充蓋一端填充鋅鋅汞合金作負(fù)極活性汞合金作負(fù)極活性材料，電解質(zhì)溶液為材料，電解質(zhì)溶液為濃濃KOHKOH溶液溶液，已知電池內(nèi)已知電池內(nèi)ZnZn的氧化產(chǎn)物為的氧化產(chǎn)物為Zn(OH)Zn(OH)2 23）銀）銀-鋅電池鋅電池負(fù)極：負(fù)極：Zn+ 2OH- -2e- =Zn(OH)2正極：正極：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH- 總反應(yīng)：總反應(yīng)： Ag2O+ Zn +H2O=Zn(OH)2+ 2Ag4）鉛蓄電池）鉛蓄電池負(fù)極負(fù)極PbPb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4正極正極PbO2：PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O總反

20、應(yīng)：總反應(yīng)：3 3、二次電池：、二次電池：可重復(fù)使用的電池如可重復(fù)使用的電池如鉛鉛蓄電池（電瓶）蓄電池（電瓶）等。等。 當(dāng)電池充電時(shí)，就是通以當(dāng)電池充電時(shí)，就是通以 ，鉛板（原電池的鉛板（原電池的 極）與電源極）與電源 極極相連；二氧化鉛板（原電池的相連；二氧化鉛板（原電池的 極）極）與電源與電源 極相連。在充電過程中，極相連。在充電過程中，上述電極反應(yīng)都上述電極反應(yīng)都 進(jìn)行。進(jìn)行。直流電直流電負(fù)負(fù)負(fù)負(fù)正正正正同時(shí)同時(shí)電極電極: Pt制作的惰性電極制作的惰性電極電解質(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-

21、 4OH- 總反應(yīng)總反應(yīng)：2H2+ O22H2O拓展創(chuàng)新拓展創(chuàng)新氫氧燃料電池氫氧燃料電池若為酸性介質(zhì)，試寫出電極反應(yīng)式？若為酸性介質(zhì)，試寫出電極反應(yīng)式？思考思考: :負(fù)極：負(fù)極：2H2 - 4e- 4H+正極正極: O2+ 4H+ + 4e- 2H2O5 5）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/（1）定義：利用）定義：利用 和和 之間的氧化還之間的氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。原反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。燃料燃料氧化劑氧化劑例：例：氫氣是燃料電池最簡(jiǎn)單的燃料，雖然使氫氣是燃料電池最簡(jiǎn)單的燃料，雖然使用方便，卻受到價(jià)格和來源的限制。常用的用方便，卻受到價(jià)格和

22、來源的限制。常用的燃料往往是某些碳?xì)浠衔铮纾杭淄?、汽燃料往往是某些碳?xì)浠衔铮纾杭淄?、汽油等。?qǐng)寫出圖中甲烷燃料電池中油等。請(qǐng)寫出圖中甲烷燃料電池中a a極的電極的電極反應(yīng)式極反應(yīng)式： ，此時(shí)電池內(nèi)總的反應(yīng)式此時(shí)電池內(nèi)總的反應(yīng)式 。 KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2OCH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O燃料電池優(yōu)點(diǎn)：燃料電池優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)化效率高，排放的廢棄物少和運(yùn)行時(shí)噪音小等能量轉(zhuǎn)化效率高，排放的廢棄物少和運(yùn)行時(shí)噪音小等6）海水電池（電解質(zhì)溶液為海水）海水電池（電解質(zhì)溶液為海水）負(fù)極：負(fù)極：4Al-12e=4Al3+，正極

23、：正極：3O2+6H2O+12e=12OH總反應(yīng)：總反應(yīng)：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)37）鋰電池（非水有機(jī)溶劑電解液）鋰電池（非水有機(jī)溶劑電解液）負(fù)極：負(fù)極：2Li-2e=2Li+，正極：，正極：I2+2e=2I，總反應(yīng)：總反應(yīng)：2Li+I2=2LiI跟相同質(zhì)量的其它金屬作負(fù)極相比，使用壽命延長(zhǎng)，跟相同質(zhì)量的其它金屬作負(fù)極相比，使用壽命延長(zhǎng)，高能、質(zhì)輕、電壓高、工作效率高、儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)。高能、質(zhì)輕、電壓高、工作效率高、儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)。原電池工作原理原電池工作原理第四課時(shí)第四課時(shí)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)金屬腐蝕的類型金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕化學(xué)腐蝕電化腐蝕電化腐

24、蝕析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸氧腐蝕（常見普遍）（常見普遍）金屬腐蝕及防護(hù)金屬腐蝕及防護(hù)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）而腐蝕損耗的過程。還原）而腐蝕損耗的過程。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鋼鐵的腐蝕鋼鐵的腐蝕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Fe2O3 nH2O（鐵銹鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕吸

25、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。CO2+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)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系聯(lián)系鋼鐵腐蝕的防護(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)：如將改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼等金屬加進(jìn)鋼里制成合金鋼。里制成合金鋼。A.C. 銅的金屬活動(dòng)性比氫小，因此不宜

26、被氧化；銅的金屬活動(dòng)性比氫小，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，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)3000多萬港多萬港幣購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶：銅鑄的牛首、猴幣購(gòu)回在火燒圓明園時(shí)流失的國(guó)寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要首和虎首，普通銅器時(shí)間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是成分是Cu2(OH)2CO3這三件這三件1760年銅鑄的國(guó)寶在年銅鑄的國(guó)寶在240 年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對(duì)起原因的分年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對(duì)起原因的分析，最可能

27、的是析，最可能的是環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去；環(huán)境污染日趨嚴(yán)重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去；（ D ）它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；2.金屬表面覆蓋保護(hù)層金屬表面覆蓋保護(hù)層3.電化學(xué)保護(hù)法電化學(xué)保護(hù)法原理：原理：原理原理 ：如油漆、油脂等，電鍍（如油漆、油脂等，電鍍（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保護(hù)層。物薄膜）作保護(hù)層。隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反形成原電池反應(yīng)時(shí)

28、，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。犧牲陽(yáng)極犧牲陽(yáng)極的的陰極保護(hù)法陰極保護(hù)法示意圖示意圖練習(xí)：練習(xí)：下列裝置中的純鋅棒都浸在相同濃度下列裝置中的純鋅棒都浸在相同濃度的稀硫酸中，鋅棒腐蝕速度從快到慢的順序的稀硫酸中，鋅棒腐蝕速度從快到慢的順序是是 A B C D D 在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學(xué)腐蝕有防腐措施的腐蝕腐蝕有防腐措施的腐蝕 防腐措施由好到壞的順序如下：防腐措施由好到壞的

29、順序如下：外接電源的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法有外接電源的陰極保護(hù)法犧牲陽(yáng)極的陰極保護(hù)法有一般防腐條件的腐蝕無防腐條件的腐蝕一般防腐條件的腐蝕無防腐條件的腐蝕小結(jié)小結(jié) 例例1 1：航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具：航天技術(shù)上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的優(yōu)點(diǎn)。氫氧燃料電池有高能、輕便、無污染的優(yōu)點(diǎn)。氫氧燃料電池有有酸式酸式和和堿式堿式兩種，它們放電時(shí)的總反應(yīng)都可兩種，它們放電時(shí)的總反應(yīng)都可以表示為以表示為2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，酸式酸式電池中電解質(zhì)是電池中電解質(zhì)是酸酸，其其負(fù)負(fù)極反應(yīng)可表示為極反應(yīng)可表示為_，則其正極，則其正極反應(yīng)式為反應(yīng)式為_。堿式

30、電池的電解。堿式電池的電解質(zhì)是質(zhì)是堿堿，其，其正極正極反應(yīng)式為反應(yīng)式為_，則其負(fù)極反應(yīng)可表示為則其負(fù)極反應(yīng)可表示為_ 。 2H2-4e-+4OH-=4H2O 2H2-4e-=4H+O2+4e-+4H+=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH- 例例3：有人設(shè)計(jì)出利用有人設(shè)計(jì)出利用CH4和和O2的反應(yīng)，用的反應(yīng)，用鉑電極在鉑電極在KOH溶液中構(gòu)成原電池。電池的總?cè)芤褐袠?gòu)成原電池。電池的總反應(yīng)類似于反應(yīng)類似于CH4在在O2中燃燒，則下列說法正中燃燒，則下列說法正確的是（確的是（ ）每消耗每消耗1molCH4可以向外電路提供可以向外電路提供8mole-負(fù)極上負(fù)極上CH4失去電子，電極反應(yīng)式：失去電子，電極反應(yīng)式： CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O負(fù)極上是負(fù)極上是O2獲得電子，電極反應(yīng)式為：獲得電子，電極反應(yīng)式為：O2+2H2O+4e-=4OH-電池放電后，溶液電池放電后，溶液PH不斷升高