1、第八單元化學反應及能量原 電 池第1頁知識框圖第八單元 電化學知識框圖第2頁第八單元 電化學知識框圖第3頁考綱導學考綱要求命題預測1.了解原電池工作原理，能寫出電極反應和電池反應方程式。了解常見化學電源種類及其工作原理。 2.了解金屬發生電化學腐蝕原因、金屬腐蝕危害、預防金屬腐蝕方法。1.原電池工作原理。利用原電池工作原理書寫電極方程式或正誤判斷，以及金屬腐蝕類型判斷與防護是近幾年高考重點，常以選擇或填空形式進行考查，難度中等。 2.對新型化學電源考查。近年來這一考點成為高考命題必考點和區分點，通常是以新型(燃料電池、固體熔融電解質等)電池，對其工作原理分析及電極方程式書寫為主，難度較大。 第

2、4頁一原電池工作原理 【知識梳理】1原電池把_轉化為_裝置。2形成條件(1)兩個電極由兩種_不一樣金屬或由_材料(非金屬或一些氧化物等)組成。(2)電解質溶液。(3)形成閉合回路。化學能電能金屬活動性金屬和其它導電 本質條件：能自發進行氧化還原反應探究點一原電池第5頁ABCDEFMN1.以下哪幾個裝置能形成原電池？VXVVXXXV習題：第6頁3原電池兩極負極：活潑性_金屬，發生_反應。正極：活潑性_金屬或導體，發生_反應。4電極反應式書寫和電子移動方向(如圖201)強氧化弱還原第7頁(1)電極反應式負極：_，電極反應式：_。正極：_，電極反應式：_。電池反應：_。(2)電子移動方向電子由_釋放

3、，經_沿導線流入_，電解質溶液中_移向正極，在其表面得電子被_，形成一個閉合回路。Zn片Cu片ZnCu2=Zn2Cu負極外電路正極陽離子還原此電池優點：能產生連續、穩定電流。鹽橋作用：（1）使整個裝置組成通路，代替兩溶液直接接觸。（2）平衡電荷。第8頁在整個裝置電流回路中，溶液中電流通路是靠離子遷移完成。Zn失去電子形成Zn2+進入ZnSO4溶液，ZnSO4溶液因Zn2+增多而帶正電荷。同時，CuSO4則因為Cu2+ 變為Cu ，使得 SO42-相對較多而帶負電荷。溶液不保持電中性，這兩種原因均會阻止電子從鋅片流向銅片，造成電流中止。第9頁 因為鹽橋（如KCl）存在，其中陰離子Cl-向ZnSO

4、4溶液擴散和遷移，陽離子K+則向CuSO4溶液擴散和遷移，分別中和過剩電荷，保持溶液電中性，因而放電作用不間斷地進行，一直到鋅片全部溶解或 CuSO4溶液中 Cu2+幾乎完全沉淀下來。若電解質溶液與KCl溶液反應產生沉淀，可用NH4NO3代替KCl作鹽橋。第10頁電解質溶液和電極材料選擇活潑性不一樣 兩種金屬。如鋅銅原電池，鋅作負極，銅作正極金屬和非金屬。如鋅錳干電池，鋅作負極，石墨棒作正極金屬和化合物。如鉛蓄電池，鉛版作負極，PbO2作正極惰性電極。如氫氧燃料電池中，兩根電極均可用Pt（電池電極必須導電）電解質溶液普通要能夠與負極發生反應。但若是兩個半反應分別在兩個燒杯中進行，則左右兩個燒杯

5、中電解質溶液應 與電極材料含有相同陽離子。第11頁與原 電 池 相關概念1.電路：外電路內電路電子流向：電流方向：陰離子：陽離子；2.電極：正極：負極：3.電極反應式：正極：負極：4.總反應式：Zn+ 2H+ Zn2+ + H2負極流向正極正極流向負極向負極移動向正極移動電子流出一極電子流入一極Zn2e- Zn2+2H+ 2e- H2第12頁請依據氧化還原反應 :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+設計成原電池。你有哪些可行方案?Cu Cu 2e- = Cu2+比Cu不活潑金屬或石墨2Fe3+ + 2e- = 2Fe2+ Fe2(SO4 )3、FeCl3等負極：正極：電解質溶液：

6、若是采取燒杯和鹽橋裝置圖，采取電解質溶液又是什么？試畫出原電池裝置簡圖。第13頁以下關于原電池敘述正確是（ ）A、組成原電池正極和負極必須是兩種不一樣金屬B、原電池是將化學能轉變為電能裝置C、原電池中電子流出一極是負極，該極被還原D、原電池放電時，電流方向是從負極到正極B第14頁原電池電極判斷和電極方程式書寫原電池正負極判斷第15頁原電池正負極判斷方法 微觀判斷 （依據電子 流動方向）電子流出極電子流入極負極正極 較活潑電極材料較不活潑電極材料 質量增加電極工作后 質量降低電極負極正極正極負極工作后，有氣泡冒出電極為正極發生氧化反應極發生還原反應極宏觀判斷：依據電極材料依據原電池電極 發生反應

7、依據電極增重還是減重依據電極有氣泡冒出：負極正極第16頁第17頁第18頁 拓展練習（1）若燒杯中溶液為稀硫酸，則觀察到 現象。 兩極反應式為：正極 ；負極 。 該裝置將 能轉化為 能。（2）若燒杯中溶液為氫氧化鈉溶液，則負極為 ，總反應方程為 。鎂逐步溶解，鋁極上有氣泡冒出，電流表指針發生偏轉；Al+4OH-3e=AlO2-+2H2OMg2e=Mg2+ 化學能電能Al2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2第19頁例1廣東卷銅鋅原電池(如圖204)工作時，以下敘述正確是() 【典例精析】BCA正極反應為Zn2e=Zn2B電池反應為ZnCu2=Zn2CuC在外電路中，電子從負極流向正

8、極D鹽橋中K移向ZnSO4溶液第20頁變式題寧夏卷依據圖205可判斷出以下離子方程式中錯誤是( ) A第21頁探究點二化學電源【知識梳理】 1一次電池堿性鋅錳干電池電池反應：Zn2MnO22H2O=2MnOOHZn(OH)2負極：_，正極：_，電解質：KOH。負極反應：_。正極反應：_。ZnMnO2Zn2OH2e=Zn(OH)2第22頁第23頁 3燃料電池 (1)燃料電池與前幾個電池差異：氧化劑與還原劑在工作時 ；反應產物 ；能量轉化率高(超出80%)，普通只有30%，有利于節約能源。 (2)氫氧燃料電池 酸性電解質 負極： ； 正極： ； 總反應： 。不停補充不停排出 第24頁堿性電解質負極

9、： ；正極： ；總反應： 。第25頁【關鍵點深化】 1二次電池和燃料電池幾個注意事項 (1)可充電電池(二次電池)充電時，電池正極接電源正極，電池負極接電源負極。 (2)可充電電池(二次電池)放電時負極發生氧化反應，充電時該極(陰極)發生還原反應；放電時正極發生還原反應，充電時該極(陽極)發生氧化反應。 (3)燃料電池負極為通入燃料一極，正極為通入助燃劑一極(普通為氧氣)，電極材料普通不參加化學反應，只起傳導電子作用。第26頁例2浙江卷LiAl/FeS電池是一個正在開發車載電池，該電池中正極電極反應式為：2LiFeS2e=Li2SFe。 相關該電池以下說法中，正確是()【典例精析】B第27頁一

10、、金屬腐蝕： 是金屬或合金與周圍接觸到氣體或液體物質發生氧化還原反應而引發損耗現象。M - ne- = Mn+二、金屬腐蝕類型：（1）化學腐蝕 金屬跟接觸到物質直接發生化學反應而引發腐蝕叫做化學腐蝕。（2）電化學腐蝕 不純金屬跟電解質溶液接觸時，會發生原電池反應，比較活潑金屬失電子而被氧化，這種腐蝕叫做電化學腐蝕。探究點三金屬腐蝕與防護 第28頁化學腐蝕和電化學腐蝕比較相互關系反應現象條件電化學腐蝕化學腐蝕化學腐蝕和電化學腐蝕同時發生，但電化學腐蝕更普遍較活潑金屬被氧化金屬被氧化有微弱電流產生不產生電流不純金屬或合金跟電解質溶液接觸金屬跟接觸物質反應第29頁正極： 2H+ 2e- =H2 負極

11、： Fe - 2e- = Fe2+總反應Fe + 2H+ =Fe2+ + H2 析氫腐蝕：當鋼鐵處于酸性氣氛中第30頁負極： Fe - 2e- = Fe2+正極： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-總反應： 2Fe+ O2+2H2O =2Fe(OH)2吸氧腐蝕：中性或酸性很弱條件下發生。后續反應：4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2O第31頁鋼鐵析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較Fe2O3 nH2O（鐵銹）水膜呈酸性水膜呈中性或酸性很弱Fe-2e-=Fe2+2Fe-4e-=2Fe2+2H+ + 2e-=H2O2+2H2

12、O+4e-=4OH-Fe +2H+ = Fe2+ + H22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3金屬腐蝕以電化腐蝕為主，電化腐蝕又以吸氧腐蝕為主析氫腐蝕吸氧腐蝕條件電極反應負極Fe(-)正極C(+)后續反應聯絡第32頁犧牲陽極保護法 三、金屬防護方法(1)加防護層，如在金屬表面加上耐腐蝕油漆、搪瓷、瀝青、塑料、橡膠及電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。或制成合金。(2)電化學防護 原電池原理。 (陰極)：被保護金屬設備。 (陽極)：比被保護金屬活潑金屬。 電解原理。 ：被保護金屬設備。 ：惰性電極。 正極 負極外加電流陰極保護法 陰極 陽極 第33頁

13、例3上海卷鐵是用途最廣金屬材料之一。為探究鐵化學性質，某同學將盛有生鐵屑試管塞上蓬松棉花，然后倒置在水中(如圖207所表示)。數天后，他觀察到現象是() A鐵屑不生銹，試管內液面上升 B鐵屑不生銹，試管內液面高度不變 C鐵屑生銹，試管內液面上升 D鐵屑生銹，試管內液面高度不變【典例精析】圖207 C第34頁1.利用原電池原理設計新型化學電池；2.改改變學反應速率，如試驗室用粗鋅與硫酸反應制取氫氣；3.進行金屬活動性強弱比較；4.電化學保護法，即將金屬作為原電池正極而受到保護。如在鐵器表面鍍鋅。原電池主要應用：5.解釋一些化學現象第35頁(1)比較金屬活動性強弱。例1：以下敘述中，能夠說明金屬甲

14、比乙活潑性強是C.將甲乙作電極組成原電池時甲是負極；A.甲和乙用導線連接插入稀鹽酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2氣放出；B.在氧化還原反應中，甲比乙失去電子多；D.同價態陽離子，甲比乙氧化性強；（C）原電池原理應用：第36頁(2)比較反應速率例2 ：以下制氫氣反應速率最快是粗鋅和 1mol/L 鹽酸；B.A.純鋅和1mol/L 硫酸；純鋅和18 mol/L 硫酸；C.粗鋅和1mol/L 硫酸反應中加入幾滴CuSO4溶液。D.（ D ）原電池原理應用：第37頁(3)比較金屬腐蝕快慢例3：以下各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢次序是(5)(2)(1)(3)(4)原電池原理應用：第38頁 2.金屬腐蝕快

15、慢次序普通來說可用以下標準進行判斷： (1)電解原理引發腐蝕(金屬作陽極)原電池原理引發腐蝕化學腐蝕有防護辦法腐蝕。 (2)對同一金屬來說：強電解質溶液中腐蝕弱電解質溶液中腐蝕非電解質溶液中腐蝕。 (3)對同一電解質溶液來說：普通濃度越大，金屬腐蝕越快。第39頁(4)判斷溶液pH值改變例5：在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4 溶液濃度為0.125mol/L , 若工作一段時間后，從裝置中共搜集到 0.168L升氣體，則流過導線電子為 mol,溶液pH值變_？（溶液體積改變忽略不計）0.2解得：y 0.015 (mol)x 0.015 (mol)3.75 10 4(mol/L )pH -

16、lg3.75 1044 -lg3.75 答：0.015依據電極反應：正極：負極：Zn2e-Zn2+2H+2e- H2得：2 2 22.4x y 0.168解：0.20.1252c(H+)余2H+ 2eH2大0.015原電池原理應用：第40頁(5)原電池原理綜合應用例6：市場上出售“熱敷袋”主要成份為鐵屑、炭粉、木屑、少許氯化鈉和水等。 “熱敷袋”啟用之前用塑料袋使其與空氣隔絕，啟用時，打開塑料袋輕輕揉搓就會放出熱量。使用完后，會發覺有大量鐵銹存在。“熱敷袋”是利用 放出熱量。2)炭粉主要作用是 。3)加入氯化鈉主要作用是 。4)木屑作用是 。鐵被氧化與鐵屑、氯化鈉溶液組成原電池，加速鐵屑氧化氯化鈉溶于水、形成電解質溶液使用“熱敷袋”時受熱均勻原電池原理應用：第41頁第42頁已知反應AsO43+2I+2H+ AsO3+I2+H2O是可逆反應設計如圖裝置，進行下述操作：()向(B)燒杯中逐滴加入濃鹽酸，發覺微安培表指針偏轉