高二化学选修原电池原理.ppt

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1、化学能与电能的转化,Cu,Zn,Zn,Zn,C,B,A,*实验探究1*,实验指导：1.按图示进行实验操作。2.观察：金属片上是否有气泡产生。,D,Cu,Cu,稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸 稀硫酸,1.概念：把化学能转化成电能的装置叫做原电池,一、原电池,电子流出的一极,电子流入的一极,负极：,正极：,氧化反应,还原反应,锌片（负极）：,铜片（正极）：,原电池总反应：,Zn-2e-=Zn2+,2H+2e-=H2,电极反应：,Zn+2H+=Zn2+H2,原电池工作原理,原电池是意大利科学家伏打于1799年捕捉到原电池的实验现象，并加以研究，发明了世界上第一个电池伏打电池,你知道吗,D,观察：电流计指针是

2、否偏转。,A,C,B,*实验探究2*,稀硫酸 稀硫酸 乙醇 稀硫酸,C,Zn,Zn,A,A,Zn,Zn,Cu,Cu,Zn,A,B,B,偏转,不偏转,不偏转,不偏转,条件一 原电池的电极材料,结论一,有两种活动性不同的金属（或一种金属和一种非金属导体）做电极，较活泼的金属为负极，较不活泼的金属（碳棒）为正极,A,B,铜锌原电池,条件二 溶液的性质,结论二,两个电极插入电解质溶液中。,两个电极插入电解质溶液中。,C,铜锌原电池,稀 硫 酸,Zn,稀 硫 酸,Cu,条件三 闭合回路,D,铜锌原电池,*形成原电池的条件*：,注意：必须有一个自发进行的氧化还原反应。,1有两种活动性不同的金属（或一种金属

3、和一种非金属导体）做电极，较活泼的金属为负极，较不活泼的金属（碳棒）为正极,2两个电极插入电解质溶液中。,3构成闭合回路。,2两个电极插入电解质溶液中。,1、下列各种情况是否形成了原电池？,A,F,E,D,C,B,CuSO4溶液,练一练,Zn片,u片,你知道了吗,负极：Zn-2eZn2 发生氧化反应 正极：2H+2eH2 发生还原反应,负极：电子流出的极(活泼金属)。正极：电子流入的极(较不活泼金属或导电非金属)。,1两种不同的金属。,化学能电能,1有两种活泼性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极；,电子：负极正极电流：正极负极,或者,原电池小结,一、原电池,2一种金属和一种非金属导体。,2

4、电极插入相通的电解质溶液中；,3两极用导线相连形成闭合的回路。,2.画出以铁棒、石墨棒、导线、FeCl3溶液为用品的原电池装置示意图，并标出电子转移方向，正负极，写出电极方程式。,电极反应式：负极:Fe 2e-=Fe2+.正极:2Fe3+2e-=2Fe2+.总反应:Fe+2Fe3+=3Fe2+。,、电极反应式：负极:.正极:.,正极，负极。,活动与探究请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe+Cu2+=Cu+Fe2+设计成一个原电池。,、电解质溶液：。、电极材料：,可溶性铜盐,Fe片,活动性比Fe差的金属或碳棒,Fe 2e Fe2+,Cu2+2e Cu,课后探究,1、采用哪些措施可以加快锌

5、与稀硫酸的反应速率？,2、调查一下，常用的电池有哪些？请通过查阅资料了解它的原理和用途。,下课,再见,再见!,Zn,*实验探究3*,Cu,ZnSO4,CuSO4,Zn-2e-=Zn2+,Cu2+2e-=Cu,Zn+Cu2+=Zn2+Cu,?,二、化学电源：,常见电池和新型电池示例,我国自主研发的燃料电池车,负极：,正极：,电池反应方程式,2MnO2+2NH4+Zn=Mn2O3+2NH3+H2O+Zn2+,2MnO2+2NH4+2e-=Mn2O3+2NH3+H2O,Zn 2e-=Zn2+,电极反应式,1、锌-锰干电池,2、铅蓄电池,负极Pb：Pb+SO42-2e-=PbSO4,正极PbO2：Pb

6、O2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,总反应：,钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为ZnO,3、银-锌电池,负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O,正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,总反应：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag,4、燃料电池,负极H2：2H2+4OH-4e-=4H2O,正极O2：O2+2H2O+4e-=4OH-,总反应：O2+2H2=2H2O,氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如

7、图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。,5、海水电池（电解质溶液为海水）,负极：4Al-12e=4Al3+，正极：3O2+6H2O+12e=12OH总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3,6、锂电池（有机溶剂电解液）,负极：2Li-2e=2Li+，正极：I2+2e=2I，总反应：2Li+I2=2LiI,跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。,（1）利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。（2）碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起构成原电池，加速铁屑的氧化。氯化钠溶于水，形成了电解质溶液。（3）负

8、极：2Fe-4e-=2 Fe2+，正极：O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应方程式是：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2O2+4Fe(OH)2+2H2O=4Fe(OH)3,市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、碳粉、木屑和少量氯化钠、水等，热敷袋启用之前用塑料袋密封使其与空气隔绝，启用时，打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量，使用完后，会发现有大量的铁锈存在，请回答下列问题：（1）热敷袋使用时，为什么会放出热量？（2）碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？（3）试写出有关的电极反应式和化学方程式。,原电池电极反应式的书写注意事项：（1）负氧正还。（2）要注意溶液的酸碱性，适当的在电

9、极方程式两边添加H+、OH、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。（3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。,小结,研究性学习,调查日常所用电池的种类及用途,废电池会不会对环境产生影响？如果有影响，产生影响的原因是什么？,废电池的回收与收集面临什么困难？在这个问题上你有哪些看法？,http:/.htmlhttp:/topic/battery/,同学们若想更多地了解关于电池的有关问题，可以在课后访问上述网页或在网上利用搜索引擎进行搜索（关键词：废电池 污染）,化学腐蚀与电化腐蚀,1.金属的腐蚀 金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其本质是金属原子失

10、去电子被氧化的过程(M-ne-Mne-)。,三.金属的腐蚀及其防护,2.析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H+2e-=H2,Fe+2H+=Fe2+H2,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,Fe-2e=Fe2+,吸氧腐蚀,3.金属防护的几种重要方法 改变金属内部的组织结构，制成合金。在金属表面覆盖保护层。电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解 池的阴极而受到保护。,在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀,小结,例：下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是 A B C D,D,再 见,谢谢参与！,负极：2Fe 4e-=2Fe2+,正极:2H2O O2 4e-4OH,C D,Zn,Cu,想一想,