她的病因是 格林太太 漂亮 開朗 樂觀 身體健康 臉上有著 永恒的微笑 只是她在開懷大笑的時(shí)候 人們才可以發(fā)現(xiàn)她一口整齊而潔白的牙齒中鑲有兩顆假牙 其中一顆是黃金的 這是格林太太富有的標(biāo)志 另一顆是不銹鋼做的 這是一次車禍后留下的痕跡 令人百思不解的是 打從車禍以后 格林太太經(jīng)常頭痛 夜間失眠 心情煩躁 能為她開一個(gè)處方嗎 原電池原理及其應(yīng)用 將Zn片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象 為什么 將Cu片插入H2SO4溶液中有什么現(xiàn)象 為什么 實(shí)驗(yàn)探究 鋅片上有氣泡產(chǎn)生 原理 Zn 2H Zn2 H2 2e 若將Zn片 Cu片用一導(dǎo)線連接再浸在H2SO4溶液中 有什么現(xiàn)象 為什么 將一Zn片 Cu片平行插入H2SO4溶液中 有什么現(xiàn)象 為什么 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 銅片上有氣泡產(chǎn)生 導(dǎo)線間接一電流計(jì)有何現(xiàn)象產(chǎn)生 為什么 電流表指針偏轉(zhuǎn) 證明有電流通過 現(xiàn)象 友情提示 電流是由于電子的定向移動(dòng)而產(chǎn)生的 問題探究 1 銅片上產(chǎn)生什么氣體 2 電流表指針為什么會(huì)偏轉(zhuǎn) Cu Zn 稀硫酸 Zn2 H H Zn 2e Zn2 2H 2e H2 一 原電池 化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置 原電池 電子的轉(zhuǎn)移 氧化還原反應(yīng) 電流 原電池演示 Cu Zn 稀硫酸 Zn2 H H 等效電路 1 原電池的正負(fù)極判斷 正極負(fù)極 電流流向 電子流向 負(fù)極 電子流出的一極正極 電子流入的一極 2 電極反應(yīng) 2H 2e H2 負(fù)極 Zn 2e Zn2 正極 原電池 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) 氧化還原反應(yīng) 總反應(yīng) Zn 2H Zn2 H2 離子方程式 失去電子 得到電子 Zn H2SO4 ZnSO4 H2 化學(xué)方程式 得失電子數(shù)守恒 銅片的作用是什么 可以用石墨代替嗎 問題一 Cu Zn 溶液中陰陽離子分別向哪一個(gè)電極運(yùn)動(dòng) Zn2 負(fù)極 正極 靜電作用 整個(gè)裝置是如何形成電流的閉合回路的 問題二 Cu Zn 有人說在銅鋅原電池中 活潑金屬失去電子 不活潑金屬得到電子 這種說法正確嗎 Zn2 負(fù)極 正極 Zn 2e Zn2 2H 2e H2 問題三 Cu Zn 為什么H 在銅片上得到電子 Zn2 負(fù)極 正極 靜電斥力 靜電引力 問題四 還原劑 Zn 失去電子 發(fā)生氧化反應(yīng) 氧化劑 H 在銅極上得到電子 發(fā)生還原反應(yīng) 還原劑失去的電子從鋅極流出 流入銅極 經(jīng)外電路 Zn2 H SO42 電流方向 原電池工作原理小結(jié) 探究 形成原電池的條件 微觀原理 結(jié)論 有兩種活動(dòng)性不同的金屬作電極 結(jié)論 有兩種活潑性不同的金屬 或一種是非金屬導(dǎo)體 作電極 負(fù)極 正極 比較活潑的金屬 相對(duì)于電解質(zhì)溶液而言 相對(duì)不活潑的金屬 石墨等 結(jié)論 電極材料均浸入電解質(zhì)溶液中 結(jié)論 兩極相連形成閉合電路 結(jié)論 一個(gè)自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng) u 3 形成簡單原電池的條件 兩種活潑性不同的金屬 或一種金屬與非金屬導(dǎo)體如 石墨 作電極用導(dǎo)線相連 或直接接觸 插入電解質(zhì)溶液里 形成閉合回路金屬能與電解質(zhì)溶液自發(fā)發(fā)生氧化還原反應(yīng) 練習(xí) 判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池 若不是 請(qǐng)說明理由 若是 請(qǐng)指出正負(fù)極名稱 并寫出電極反應(yīng)式 2H 2e H2 負(fù)極 總反應(yīng) 正極 Zn 2e Zn2 Zn 2H Zn2 H2 負(fù)極 正極 總反應(yīng) 正極 負(fù)極 總反應(yīng) Zn 2e Zn2 2H 2e H2 Zn 2H Zn2 H2 Fe 2e Fe2 Cu2 2e Cu Fe Cu2 Fe2 Cu Fe CuSO4 Cu FeSO4 負(fù)極 正極 總反應(yīng) Zn 2e Zn2 Cu2 2e Cu Zn Cu2 Zn2 Cu 或Zn CuSO4 ZnSO4 Cu 負(fù)極 正極 總反應(yīng) Fe 2e Fe2 2H 2e H2 Fe 2H Fe2 H2 或Fe H2SO4 FeSO4 H2 較活潑金屬 氧化反應(yīng) 較不活潑金屬 或非金屬導(dǎo)體 還原反應(yīng) 課堂小結(jié) 兩極一液成回路 氧化還原是核心 1 原電池是如何構(gòu)成的 極板插入 中 在原電池中 金屬極板發(fā)生氧化反應(yīng) 電子經(jīng)導(dǎo)線從 金屬一極流向 金屬極板 溶液中易得到電子的 在不活潑的金屬極板發(fā)生 在原電池中 相對(duì)活潑的金屬為 極 相對(duì)不活潑的金屬 或石墨電極 為 極 銅鋅原電池發(fā)生的反應(yīng)是 在鋅電極 負(fù)極 在銅電極 正極 電子流方向 電子流從原電池的 經(jīng)導(dǎo)線流向 溶液中離子運(yùn)動(dòng)方向 陽離子向 運(yùn)動(dòng) 陰離子向 運(yùn)動(dòng) 電流方向 電流從原電池的 經(jīng)導(dǎo)線流向 再從 經(jīng)內(nèi)電路流向 從而形成閉合回路 你知道了嗎 2 原電池是如何工作的 兩塊活動(dòng)性不同的金屬 電解質(zhì)溶液 較活潑 較活潑 較不活潑 陽離子 還原反應(yīng) 負(fù) 正 Zn 2e Zn2 負(fù)極 正極 正極 負(fù)極 正極 負(fù)極 負(fù)極 正極 小結(jié) 一 原電池的定義 二 原電池電極的判斷 依據(jù)電子的流向 依據(jù)極發(fā)生的反應(yīng) 依據(jù)組成極的材料 三 原電池的工作原理 四 原電池的構(gòu)成條件 熟記金屬活動(dòng)順序表 依據(jù)電解質(zhì)溶液中離子移動(dòng)方向 依據(jù)現(xiàn)象 氧化反應(yīng) Zn 2e Zn2 銅鋅原電池 電解質(zhì)溶液 失e 沿導(dǎo)線傳遞 有電流產(chǎn)生 還原反應(yīng) 2H 2e H2 陰離子 陽離子 總反應(yīng) 負(fù)極 正極 2H 2e H2 Zn 2e Zn2 Zn 2H Zn2 H2 Zn H2SO4 ZnSO4 H2 離子方程式 化學(xué)方程式 電極反應(yīng) 正極 負(fù)極 氧化反應(yīng) 還原反應(yīng) 反應(yīng)原理 正負(fù)兩極上進(jìn)出電子總數(shù)相等 根據(jù)電子守恒原理可進(jìn)行許多有關(guān)電極反應(yīng)的計(jì)算 原電池反應(yīng)跟直接反應(yīng)差別 反應(yīng)速率加快 一般只有一個(gè)電極直接參加反應(yīng) 原電池的工作原理是將氧化還原反應(yīng)分在正 氧化 負(fù) 還原 兩極進(jìn)行 負(fù)極上失去的電子流入正極 從而產(chǎn)生電流 利用原電池原理可制作各種電池 如干電池 鉛蓄電池 銀鋅電池 鋰電池 氫氧燃料電池 1 下列說法中正確的是 A 原電池是把的裝置B 原電池中電子流出的一極是 發(fā)生氧化反應(yīng)C 原電池兩極氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)D 原電池中的陽離子向正極移動(dòng) D 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 正極 負(fù)極 均發(fā)生 分別發(fā)生 練習(xí) 2 將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接置于稀硫酸中 下列說法正確的是 A鋅片的質(zhì)量逐漸B電流方向是從銅片向鋅片CH 在銅片表面被D極附近SO42 濃度逐漸增大 B 增大 減小 還原 氧化 正 負(fù) 3 X Y Z W四種金屬片進(jìn)入稀鹽酸中 用導(dǎo)線連接 可以組成原電池 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示 則四種金屬的活潑性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?Z Y X W 4 把a(bǔ) b c d4塊金屬片浸入稀硫酸中 用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池 若a b相連時(shí) a為負(fù)極 c d相連時(shí) d上產(chǎn)生大量氣泡 a c相連時(shí) 電流由c經(jīng)導(dǎo)線流向a b d相連時(shí) 電子由d經(jīng)導(dǎo)線流向b 則此4種金屬的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)?A a b c dB a c d bC c a b dD b d c a B 5 已知空氣 鋅電池的電極反應(yīng)為 鋅片 Zn 2OH 2e ZnO H2O石墨 O2 H2O 4e 4OH 根據(jù)此判斷 鋅片是 A 負(fù)極 并被氧化B 負(fù)極 并被還原C 正極 并被氧化D 正極 并被還原 A 6 銀鋅電池廣泛用作各種電子儀器的電源 它的電極反應(yīng)是 Zn Ag2O H2O 2Ag Zn OH 2 則負(fù)極上發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是 A AgB Zn OH 2C Ag2OD Zn D 7 利用金屬a 活動(dòng)性比氫強(qiáng) 與碳棒b構(gòu)成原電池 電解質(zhì)溶液為稀硫酸 關(guān)于此裝置的下列說法中不正確的是 A a為負(fù)極 b為正極B 碳棒上有氣體逸出 溶液的pH增大C 導(dǎo)線上有電流 電流的方向從a到bD 反應(yīng)后a極質(zhì)量減少 C 練習(xí) 1 請(qǐng)你根據(jù)化學(xué)反應(yīng) Cu 2FeCl3 CuCl2 2FeCl2判斷右邊原電池的正 負(fù)極 并寫出電極反應(yīng)式 CuC FeCl3溶液 2 請(qǐng)判斷右邊原電池的正 負(fù)極 A NaOH溶液 MgAl 負(fù)極 Cu 2e Cu正極 2Fe 2e 2Fe 2 3 2 提示 2Al 2NaOH 2H2O 2NaAlO2 3H2 稀硫酸溶液 二 簡單原電池的設(shè)計(jì) 1 將反應(yīng) 2FeCl3 Fe 3FeCl2設(shè)計(jì)成原電池 2 判斷正負(fù)極并寫出電極反應(yīng) 石墨 Fe FeCl3溶液 負(fù)極 鐵 Fe 2e Fe2 正極 石墨 2Fe3 2e 3Fe2 干電池 紐扣電池 鋰電池 化學(xué)電源 三 常見的化學(xué)電源 干電池 負(fù)極 Zn Zn 2e Zn2 正極 C 2NH4 2e 2NH3 H2 一次電池 鋅 錳干電池 放電時(shí) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 充電時(shí) 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 總電池反應(yīng) PbO2 Pb 2H2SO42PbSO4 2H2O 燃料電池 新型電池 負(fù)極 2H2 4e 4OH 4H2O 正極 O2 2H2O 4e 4OH 總反應(yīng) 2H2 O2 2H2O 氫氧燃料電池示意圖 氫氧燃料電池 燃料電池 新型電池 補(bǔ)充知識(shí) 1 燃料電池的本質(zhì)反應(yīng) 負(fù)極 2H2 4e 4H 正極 O2 2H2O 4e 4OH 總反應(yīng) 2H2 O2 2H2O 2 在酸性溶液中的反應(yīng) 正極 O2 4H 4e 2H2O 負(fù)極 2H2 4e 4H 鋁 空氣 海水電池 1991年 我國首創(chuàng) 用作海上標(biāo)志燈 以海水為電解液 靠空氣中的氧使鋁不斷氧化而產(chǎn)電流 負(fù)極 4A1 12e 4A13 正極 3O2 6H2O 12e 12OH 電池總反應(yīng)式為 4A1 3O2 6H2O 4A1 OH 3這種海水電池比 干電池 的能量高20 50倍 甲烷 氧燃料電池 該電池用金屬鉑片插入KOH溶液中作電極 又在兩極上分別通甲烷和氧氣 負(fù)極 CH4 10OH 8e CO32 7H2O正極 2O2 4H2O 8e 8OH 電池總反應(yīng)式為 CH4 2O2 2KOH K2CO3 3H2O 小結(jié) 燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率很高 氫氧燃料電池除能量轉(zhuǎn)化率高外還可持續(xù)使用 不污染環(huán)境 一般的可燃物均可與O2組成燃料電池 如H2 CO CH4 乙醇等 燃料電池一般以堿性介質(zhì)作電解液 也可用酸性介質(zhì)作電解液 二者電極上應(yīng)式是有區(qū)別的 如甲烷 氧燃料電池在酸性介質(zhì)中的電極反應(yīng)為 負(fù)極 CH4 2H2O 8e CO2 8H 正極 2O2 8H 8e 4H2O總反應(yīng)式為 CH4 2O2 CO2 2H2O 四 原電池的應(yīng)用 2 比較金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱 例 下列敘述中 可以說明金屬甲比乙活潑性強(qiáng)的是 C 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 乙溶解 甲上有H2氣放出 B 在氧化 還原反應(yīng)中 甲比乙失去的電子多 D 同價(jià)態(tài)的陽離子 甲比乙的氧化性強(qiáng) C 1 制作干電池 蓄電池 高能電池等 3 比較反應(yīng)速率 例 下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是 C 粗鋅和1mol L硫酸 A 純鋅和1mol L硫酸 B 純鋅和18mol L硫酸 D 粗鋅和1mol L硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液 D 4 判斷溶液pH值變化 例 在Cu Zn原電池中 200mLH2SO4溶液的濃度為0 125mol L 若工作一段時(shí)間后 從裝置中共收集到0 168L升氣體 則流過導(dǎo)線的電子為 mol 溶液的pH值為 溶液體積變化忽略不計(jì) 0 2 解得 x 0 015 mol 3 75 10 4 mol L pH lg3 75 10 4 4 lg3 75 答 0 015 根據(jù)電極反應(yīng) 正極 負(fù)極 Zn 2e Zn2 2H 2e H2 得 2222 4 xx0 168 解 0 2 0 125 2 c H 余 2H 2e H2 4 lg3 75 0 015 5 比較金屬腐蝕的快慢 例 下列各情況 在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是 2 1 3 五 金屬的腐蝕和防護(hù) 1 2 金屬陽離子 失e 氧化反應(yīng) 金屬腐蝕的類型 化學(xué)腐蝕 電化腐蝕 析氫腐蝕 吸氧腐蝕 常見普遍 金屬原子 金屬腐蝕的本質(zhì) 3 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)反應(yīng) 氧化 還原 而腐蝕損耗的過程 不純的金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時(shí)構(gòu)成原電池 比較活潑的金屬失電子而被氧化 金屬的腐蝕 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 有電流產(chǎn)生 金屬與接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生氧化還原反應(yīng) 無電流產(chǎn)生 金屬被氧化的過程 有微弱電流產(chǎn)生 金屬與非電解質(zhì)等直接接觸 化學(xué)腐蝕與電化腐蝕的比較 化學(xué)腐蝕與電化腐蝕往往同時(shí)發(fā)生 但電化腐蝕大于化學(xué)腐蝕 較活潑金屬被氧化的過程 鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖 鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金 若在潮濕的環(huán)境里長期放置 常易生銹變紅 原因是什么 鋼鐵的析氫腐蝕示意圖 鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖 陽極 負(fù)極 Fe 2e Fe2 總的過程 Fe 2H2O Fe OH 2 H2 Fe OH 2進(jìn)一步被氧化為Fe OH 3 Fe OH 3及其脫水產(chǎn)物Fe2O3 xH2O Fe2O3等是紅褐色鐵銹的主要成分 鋼鐵的腐蝕分析 析氫 腐蝕 總的過程 2Fe O2 2H2O 2Fe OH 2 Fe OH 2進(jìn)一步被氧化為Fe OH 3 Fe OH 3及其脫水產(chǎn)物Fe2O3 xH2O Fe2O3等是紅褐色鐵銹的主要成分 鋼鐵的腐蝕分析 吸氧 腐蝕 水膜呈弱酸性或中性 O2 2H2O 4e 4OH Fe 2e Fe2 鋼鐵的析氫腐蝕與吸氧腐蝕的比較 兩種腐蝕同時(shí)存在 但鋼鐵的腐蝕主要是吸氧腐蝕 金屬腐蝕的影響因素 金屬本性對(duì)腐蝕的影響 金屬越活潑 越易失電子 化學(xué)腐蝕越嚴(yán)重 材料活潑性差異越大 原電池反應(yīng)越快 越易腐蝕 金屬在電解質(zhì)溶液中腐蝕快于在非電解質(zhì)溶液中腐蝕 金屬在強(qiáng)電解質(zhì)溶液中的腐蝕快于在弱電解質(zhì)溶液中的腐蝕 電解質(zhì)溶液對(duì)腐蝕的影響 金屬腐蝕的快慢 原電池原理引起的腐蝕 化學(xué)腐蝕 有防護(hù)腐蝕 同一種金屬 強(qiáng)電解質(zhì)溶液 弱電解質(zhì)溶液 非電解質(zhì)溶液 材料活潑性差異越大 腐蝕越快 對(duì)同一電解質(zhì)溶液 電解質(zhì)溶液濃度越大 腐蝕越快 添加 保護(hù)層法 在金屬表面涂上保護(hù)層 使金屬與腐蝕介質(zhì)隔離 如采用噴油漆 涂機(jī)油 凡士林 瀝青 搪瓷 噴鍍或表面鈍化等 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu) 可根據(jù)不同用途選用不同金屬或非金屬制成合金 以防止腐蝕 如不銹鋼是一種耐腐蝕的合金 金屬的防護(hù)措施 方法一 方法二 原理 隔絕金屬與外界空氣 電解質(zhì)溶液的接觸 犧牲陽極的陰極保護(hù)法 在被保護(hù)的金屬上連接比它活潑的金屬 以構(gòu)成原電池 海輪鐵殼焊鋅塊 金屬的防護(hù)措施