高二理化生原電池原理的應(yīng)用第二課時(shí)課件

原電池原理的應(yīng)用重慶市第四十二中學(xué)11/15/20221原電池原理的應(yīng)用重慶市第四十二中學(xué)11/9/20221復(fù)習(xí)：能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。2、形成原電池的反應(yīng)原理？將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。1、什么是原電池？11/15/20222復(fù)習(xí)：能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。2、形成原電池的反應(yīng)原理？將電解質(zhì)溶液中的

；任意自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的

。任意自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的

。兩種不同活潑性金屬中的

；3、原電池的組成1、負(fù)極概念：電極反應(yīng)：反應(yīng)物：2、正極概念：電極反應(yīng)：反應(yīng)物：4、形成閉合回路3、電解質(zhì)溶液還原劑氧化劑陽離子較活潑金屬電源中電子流出的一極。失去電子的氧化反應(yīng)。電源中電子流入的一極。得到電子的還原反應(yīng)。11/15/20223電解質(zhì)溶液中的；任意自發(fā)的氧4、原電池的特征產(chǎn)生電流，加快反應(yīng)的速率。實(shí)例：相同質(zhì)量的Zn和相同濃度、體積的兩份H2SO4溶液反應(yīng)，其中一份的H2SO4溶液中滴加有幾滴CuSO4。問：哪一份溶液中反應(yīng)速率更快？為什么？加有CuSO4的H2SO4溶液反應(yīng)速率更快，Zn置換出的Cu可與Zn形成Cu-Zn原電池，加快反應(yīng)速率。11/15/202244、原電池的特征產(chǎn)生電流，加快反應(yīng)的速率。實(shí)例：相同質(zhì)量的Z二、化學(xué)電源鉛蓄電池干電池燃燒電池鋰電池11/15/20225二、化學(xué)電源鉛蓄電池干電池燃燒電池鋰電池11/9/202251、干電池（鋅-錳干電池）Zn+2MnO2+2NH4+＝Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O負(fù)極（鋅）：正極（石墨）：總反應(yīng)：2MnO2+2NH4++2e-＝Mn2O3+2NH3+H2OZn－2e-

＝Zn2+11/15/202261、干電池（鋅-錳干電池）Zn+2MnO2+2NH4+2、鉛蓄電池負(fù)極：正極：總反應(yīng)：（Pb）（PbO2）Pb－2e-

＝Pb2+PbO2+2e-+4H+＝Pb2++2H2OPb+PbO2+4H+

＝2Pb2++2H2O11/15/202272、鉛蓄電池負(fù)極：（Pb）（PbO2）Pb－2e-＝3、鋰電池特點(diǎn)：（1）負(fù)極為密度最小的金屬材料（2）使用和儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)（3）工作效率高，供出電流的電壓高負(fù)極（Li）：正極：總反應(yīng)：2Li－

2e－

＝

2Li＋I(xiàn)2+2e－

＝

2I－2Li+I2

＝

2LiI11/15/202283、鋰電池特點(diǎn)：（1）負(fù)極為密度最小的金屬材料負(fù)極（Li）：4.新型燃料電池它不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。小型高性能燃料電池

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。

因此，燃料電池是名符其實(shí)地把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器”。

實(shí)例介紹11/15/202294.新型燃料電池它不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在11/15/20221011/9/202210二、金屬的腐蝕和防護(hù)生銹后生銹前鐵銹11/15/202211二、金屬的腐蝕和防護(hù)生銹后生銹前鐵銹11/9/202211鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖11/15/202212鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖11/9/202212鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖11/15/202213鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖11/9/20221鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。電極反應(yīng)負(fù)極Fe（-）Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正極C（+）2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系11/15/202214鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）知識(shí)總結(jié)金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)3、金屬的腐蝕的類型：化學(xué)腐蝕電化腐蝕（常見普遍）（一）金屬的腐蝕金屬原子2、金屬的腐蝕的本質(zhì)：1、金屬的腐蝕：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-還原）而腐蝕損耗的過程。11/15/202215知識(shí)總結(jié)金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)3、金屬的腐蝕的類型：化學(xué)腐化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與氧化劑直接接觸不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化的過程較活潑金屬被氧化的過程相互關(guān)系化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但以后者更普遍。化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較11/15/202216化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與氧化劑直接接觸不純金屬或合金與電（二）金屬腐蝕的防護(hù)：1、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成合金鋼。

2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)3000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[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國(guó)寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，其原因，這些銅是含有一定比例金、銀、錫、鋅的合金。11/15/202217（二）金屬腐蝕的防護(hù)：1、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如將Cr、2、金屬表面覆蓋保護(hù)層原理：如噴漆、涂油、電鍍、噴鍍或表面鈍化。隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。搪瓷鍋電鍍配件外用油漆11/15/2022182、金屬表面覆蓋保護(hù)層原理：如噴漆、涂油、電鍍、噴鍍或表面鈍犧牲陽極的陰極保護(hù)法示意圖3、電化學(xué)保護(hù)法：犧牲陽極的陰極保護(hù)法原理：形成原電池反應(yīng)時(shí)，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。11/15/202219犧牲陽極的陰極保護(hù)法示意圖3、電化學(xué)保護(hù)法：犧牲陽極的陰極保練習(xí)1、如圖所示的裝置中，B棒逐漸變細(xì)，A棒逐漸變粗，則圖中A、B、C的組成是（）A棒B棒C溶液A、ZnCuH2SO4B、CuFeHClC、AgZnAgNO3D、ZnCu酒精C11/15/202220練習(xí)1、如圖所示的裝置中，B棒逐漸變細(xì)，A棒逐漸2、有一銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電極反應(yīng)為：Zn+2OH--2e-=Zn(OH)2Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-下列敘述正確的是（）A、電流由鋅經(jīng)導(dǎo)線流向Ag2OB、Zn為正極，Ag2O為負(fù)極C、放電時(shí)，負(fù)極區(qū)溶液pH減小D、放電時(shí)，電解液成分不變CD11/15/2022212、有一銀鋅電池，其電極分別是Ag2O和Zn，電極反應(yīng)為：Z3、如圖所示，將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含有適量酚酞和NaCl的瓊脂熱溶液，冷卻后形成瓊膠（離子在瓊膠內(nèi)可以移動(dòng)），下列敘述正確的是（）A、a中鐵釘附近呈現(xiàn)紅色 B、b中鐵釘上發(fā)生還原反應(yīng)C、a中銅絲上發(fā)生氧化反應(yīng)D、b中鋁條附近有氣泡產(chǎn)生B11/15/2022223、如圖所示，將緊緊纏繞不同金屬的鐵釘放入培養(yǎng)皿中，再加入含原電池小結(jié)定義形成條件正負(fù)極名稱和電子流向判斷工作原理（氧還反應(yīng)，熟寫電極反應(yīng)式）應(yīng)用分析各種電池。比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較反應(yīng)速率比較金屬腐蝕的快慢判斷溶液pH變化金屬的腐蝕和防護(hù)原電池腐蝕（定義、本質(zhì)、類型）腐蝕防護(hù)（常見三種方法）（從活潑性比較、電子得失、氧還反應(yīng)等多角度判斷）題型（三點(diǎn)記?。?1/15/202223原電池小結(jié)定義形成條件正負(fù)極名稱和電子流向判斷工作原理（氧還原電池原理的應(yīng)用重慶市第四十二中學(xué)11/15/202224原電池原理的應(yīng)用重慶市第四十二中學(xué)11/9/20221復(fù)習(xí)：能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。2、形成原電池的反應(yīng)原理？將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。1、什么是原電池？11/15/202225復(fù)習(xí)：能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。2、形成原電池的反應(yīng)原理？將電解質(zhì)溶液中的

；任意自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的

。任意自發(fā)的氧化還原反應(yīng)的

。兩種不同活潑性金屬中的

；3、原電池的組成1、負(fù)極概念：電極反應(yīng)：反應(yīng)物：2、正極概念：電極反應(yīng)：反應(yīng)物：4、形成閉合回路3、電解質(zhì)溶液還原劑氧化劑陽離子較活潑金屬電源中電子流出的一極。失去電子的氧化反應(yīng)。電源中電子流入的一極。得到電子的還原反應(yīng)。11/15/202226電解質(zhì)溶液中的；任意自發(fā)的氧4、原電池的特征產(chǎn)生電流，加快反應(yīng)的速率。實(shí)例：相同質(zhì)量的Zn和相同濃度、體積的兩份H2SO4溶液反應(yīng)，其中一份的H2SO4溶液中滴加有幾滴CuSO4。問：哪一份溶液中反應(yīng)速率更快？為什么？加有CuSO4的H2SO4溶液反應(yīng)速率更快，Zn置換出的Cu可與Zn形成Cu-Zn原電池，加快反應(yīng)速率。11/15/2022274、原電池的特征產(chǎn)生電流，加快反應(yīng)的速率。實(shí)例：相同質(zhì)量的Z二、化學(xué)電源鉛蓄電池干電池燃燒電池鋰電池11/15/202228二、化學(xué)電源鉛蓄電池干電池燃燒電池鋰電池11/9/202251、干電池（鋅-錳干電池）Zn+2MnO2+2NH4+＝Zn2++Mn2O3+2NH3+H2O負(fù)極（鋅）：正極（石墨）：總反應(yīng)：2MnO2+2NH4++2e-＝Mn2O3+2NH3+H2OZn－2e-

＝Zn2+11/15/2022291、干電池（鋅-錳干電池）Zn+2MnO2+2NH4+2、鉛蓄電池負(fù)極：正極：總反應(yīng)：（Pb）（PbO2）Pb－2e-

＝Pb2+PbO2+2e-+4H+＝Pb2++2H2OPb+PbO2+4H+

＝2Pb2++2H2O11/15/2022302、鉛蓄電池負(fù)極：（Pb）（PbO2）Pb－2e-＝3、鋰電池特點(diǎn)：（1）負(fù)極為密度最小的金屬材料（2）使用和儲(chǔ)存壽命長(zhǎng)（3）工作效率高，供出電流的電壓高負(fù)極（Li）：正極：總反應(yīng)：2Li－

2e－

＝

2Li＋I(xiàn)2+2e－

＝

2I－2Li+I2

＝

2LiI11/15/2022313、鋰電池特點(diǎn)：（1）負(fù)極為密度最小的金屬材料負(fù)極（Li）：4.新型燃料電池它不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在電池內(nèi)，而是在工作時(shí)，不斷從外界輸入，同時(shí)將電極反應(yīng)產(chǎn)物不斷排出電池。小型高性能燃料電池

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。

因此，燃料電池是名符其實(shí)地把能源中燃料燃燒反應(yīng)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的“能量轉(zhuǎn)換器”。

實(shí)例介紹11/15/2022324.新型燃料電池它不是把還原劑、氧化劑物質(zhì)全部貯藏在11/15/20223311/9/202210二、金屬的腐蝕和防護(hù)生銹后生銹前鐵銹11/15/202234二、金屬的腐蝕和防護(hù)生銹后生銹前鐵銹11/9/202211鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖11/15/202235鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖11/9/202212鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖11/15/202236鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖11/9/20221鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜呈酸性。水膜呈中性或酸性很弱。電極反應(yīng)負(fù)極Fe（-）Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+正極C（+）2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-總反應(yīng):Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系11/15/202237鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3·nH2O（鐵銹）知識(shí)總結(jié)金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)3、金屬的腐蝕的類型：化學(xué)腐蝕電化腐蝕（常見普遍）（一）金屬的腐蝕金屬原子2、金屬的腐蝕的本質(zhì)：1、金屬的腐蝕：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-還原）而腐蝕損耗的過程。11/15/202238知識(shí)總結(jié)金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)3、金屬的腐蝕的類型：化學(xué)腐化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與氧化劑直接接觸不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液接觸現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化的過程較活潑金屬被氧化的過程相互關(guān)系化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但以后者更普遍?；瘜W(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕的比較11/15/202239化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕條件金屬與氧化劑直接接觸不純金屬或合金與電（二）金屬腐蝕的防護(hù)：1、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成合金鋼。

2000年5月，保利集團(tuán)在香港拍賣會(huì)上花費(fèi)3000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[Cu2(OH)2CO3]這三件1760年銅鑄的國(guó)寶在240年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，其原因，這些銅是含有一定比例金、銀、錫、鋅的合金。11/15/202240（二）金屬腐蝕的防護(hù)：1、改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如將Cr、2、金屬表面覆蓋保護(hù)層原理：如噴漆、涂油、電鍍、噴鍍或表面鈍化。隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。搪瓷鍋電鍍配件外用油漆11/15/2022412、金屬表面覆蓋保護(hù)層原理：如噴漆、涂油、電鍍、噴鍍或表面鈍犧牲陽極的陰極保護(hù)法示意圖3、電化學(xué)保護(hù)法：犧牲陽極的陰極保護(hù)法原理：形成原電池反應(yīng)時(shí)，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。11/15/202242犧牲陽極的陰極保護(hù)法示意圖3、電化學(xué)保護(hù)法：犧牲陽極的陰極保練習(xí)1、如圖所示的裝置中，B棒逐漸變細(xì)，A棒逐漸變粗，則圖中A、B、C的組成是（）A棒B棒C溶液A、ZnCuH2SO4B、CuFeHClC、AgZn