高二化学原电池原理及其应.ppt

第四节 原电池原理及其应用,教学目标: 1.掌握原电池的原理及形成条件,简单电极反应的书写. 2.了解原电池原理的基本应用以及新型化学电池的原理. 3.掌握金属腐蚀电化学腐蚀的实质.,自然界中的能量转化与守衡,1.风能,太阳能,水的势能转化为电能. 2.6CO2+6H2OC6H12O6+O2,植物利用叶绿素通过光合作用将太阳能转化为化学能. 3.C+O2=CO2,通过燃烧将化学能转化为光能和热能.,疑问:化学能能否转化为电能? 哪些化学反应的化学能可以转化为电能?,回忆:根据金属的活动顺序,将Fe,Cu棒分别插入稀硫酸中,可以观察到什么现象?反应原理?,追问并演示:若将Fe,Cu棒相连后再插入稀硫酸,现象还相同吗?尤其注意Cu棒表面的现象?,Fe+H2SO4=FeSO4+H2,氧化还原反应,Fe失电子,H+得到电子.,问题1:铜棒表面的气泡是什么物质? 它是溶液的什么离子形成的? 2.该离子形成气体过程中, 是需要得到电子还是失去电子? 发生什么反应? 3.铜棒和铁棒谁发生反应了? 铜棒的表面的电子是哪儿来的呢?,疑问:已知电子在导体中定向移动,可以形成电流.那么利用怎样的方法可以证明上述实验中有电子移动或电流产生?,演示:铜片和锌片用导线相连并连入电流表,然后插入稀硫酸溶液中,观察铜棒表面以及电流表现象.,现象:Cu表面产生气泡,电流表指针发生偏转.说明该装置中有电流产生.,上述过程: Zn:Zn-2e-=Zn2+,氧化反应. Cu:2H+2e-=H2,还原反应.,小结:上述这种利用氧化还原反应原理,把化学能转化为电能的装置,称为原电池.,介绍结构:Zn和Cu称为电极.其中Zn是电子流出的一极称为负极; Cu是电子流进的一极称为正极.稀硫酸称为电解质溶液.,趣味实验:水果电池.,思考 下列各装置能否形成原电池反应？能形成原电池反应的，指出电极名称，写出电极方程式，指出电子流动方向；不能形成原电池反应的说明原因。,小结:构成原电池的条件: 1.两个活性不同的电极(活泼的电极做负极) 2.电解质溶液 3.形成闭合回路 4.发生氧化还原反应.,问题,巩 固 练 习,1.利用下列物质组成原电池,并判断电极,写出相应的反应式.,(1)Fe-C,稀硫酸溶液 (2)FeCu,FeCl3溶液 (3)AlCu,浓HNO3,第二课时 了解原电池原理的基本应用 以及新型化学电池的原理.,复习巩固: 1.形成原电池的条件是什么?原电池的电极名称怎么确定?两极分别发生什么反应? 2.利用下列物质组合或设计原电池,判断正负电极以及两极上的现象,写出电极反应式及反应类型.1.AlFe,盐酸; 2.ZnPt,CuSO4溶液. 3.3Cu+8稀HNO3-3Cu(NO3)2+2NO+4H2O, 4.2Fe3+Cu=Cu2+2Fe2+,问题:在CuZn,硫酸原电池中反应的实质还是Zn与硫酸发生反应产生H2,但是H+是到正极Cu片上得到电子的,这样的反应与Zn直接跟硫酸反应产生气体快慢是否有所不同呢?,演示:1.纯锌投入稀硫酸中,观察现象. 2.纯锌投入稀硫酸中,再滴入几滴CuSO4溶液,观察产生气泡的快慢.,问题:如何解释实验2反应产生的气体速率加快?,问题2:已知原电池中负极的活泼性一般强于正极,试完成下列金属的比较.把a,bc,d四块金属与电解质形成原电池时,如将a,d相连插入FeCl3中,发现a变细;将b,c相连插入CuSO4中,发现b上有红色物质析出;将a,b相连后插入CH3COOH溶液中,发现a上有气泡产生.则上述金属的活泼性由强到弱的 顺序是 .,cbad,练习1:在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为0.125mol/L , 若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子为 mol,溶液的pH值为 ？（溶液体积变化忽略不计）,0.2,解得：,y 0.015 (mol),x 0.015 (mol),3.75 10 4(mol/L ),pH -lg3.75 104,4 -lg3.75,答：,0.015,根据电极反应：,正极：,负极：,Zn2e-Zn2+,2H+2e- H2,得：,2 2 22.4,x y 0.168,解：,0.20.1252,c(H+)余,2H+ 2eH2,小结:原电池的基本应用 (1)形成原电池可以加快某些化学反应的速率. (2)根据原电池的正负极,可以比较金属活泼性. (3)判断溶液的酸碱性. (4)制备各种化学电池. (5)金属防护电化学腐蚀.,制作各种化学电池:(1)干电池. 演示:ZnC,NH4Cl溶液组成的原电池. 判断正负极以及电极反应式.,干电池原理,正极:2NH4+2e-=2NH3+H2,还原反应. 负极:Zn-2e-=Zn2+,氧化反应. 其中产生的NH3,H2都被吸收: 4NH3+ZnCl2=Zn(NH3)4Cl2, H2+2MnO2=Mn2O3+H2O,现在更常用的是体积小,性能更好的碱性锌锰电池,其容量和放电时间都要比普通锌锰电池增加几倍呢.,(2)铅蓄电池:-汽车上常用.,1,2,正极：PbO2 (2) 铅畜电池 负极：Pb 电解质溶液：稀H2SO4,练习 铅蓄电池在放电时的电极反应式和总的反应式。,负极( Pb ): Pb-2e-+SO42-=PbSO4 正极(PbO2): PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O 总反应式:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,(3) 锂电池：质量轻，电压高，工作效率高，贮存寿命长。,锂电池：锂电池以锂作负极，非水有机溶剂如环脂、直链脂及酰胺等和无机溶剂作溶剂，以锂盐 LiClO4、LiAlCl4、LiAsF4等为电解质。由于锂密度低，电极电位负值高、延展性好，使得锂电池有比容量大、电压高、电阻低的优点，同时电池材料中无一种可能对环境造成污染。被广泛地应用于心脏起搏器、电子表、计算器。,如:Li+MnO2=LiMnO2,(4) 新型燃烧电池（阅读P.105并思考：在新型燃烧电池工作时，有没有发生燃烧现象？）,练习已知氢氧燃烧电池工作时，分别向两个惰性电极上通入氢气和氧气，并以NaOH溶液为电解液，试写出电极反应式和总的反应式。,1,2,大有发展前景的燃料电池 可用两个多孔石墨电极（分别含有不同的催化剂）插入作为电解质的30%的KOH水溶液中，氧气和 氢气分别不断通入正极和负极并不断被消耗。两极发生的电化学反应 负极:H2+2OH- -2e=2H2O,正极:(1/2)O2+H2O+2e=2OH- 总反应为:H2+(1/2)O2=H2O 经采用适当措施以适应在失重情况下运转的这种类型的燃料电池曾在1967年首次被用作阿波罗宇宙飞船的电源。,练习 甲烷燃烧电池的电极反应式和总的反应式,负极:CH4 +10OH- -8e-=CO32-+7H2O 正极:O2+2H2O+4e-=4OH- 总反应:CH4+2O2+2OH- =CO32-+3H2O,思考 为什么废旧电池必须回收，不能乱扔？,练习1 铝-海水电池利用空气作氧化剂，海水为电解液，常作于航海标志灯。试写出该电池的电极反应式和总的反应方程式。,练习2:判断下列电池的正负电极以及电解质溶液的酸碱性.,1.镍镉电池:NiO2+Cd+2H2O=Cd(OH)2+Ni(OH)2; 2.银锌电池:Ag2O+Zn+H2O=2Ag+Zn(OH)2纽扣电池. 3.氢镍电池:1/2H2+NiO(OH)=Ni(OH)2,第三课时 金属的腐蚀与防护,一.金属的腐蚀: 金属制品如钢铁制品出现红色锈斑,铝制品会出现白色斑点,铜器表面出现铜绿等,类似的金属或合金与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,称为金属腐蚀.,问题:那金属腐蚀的本质是什么呢?,M-ne-=Mn+,金属原子失去电子变成阳离子的过程. 即金属在腐蚀过程中发生氧化还原反应.,金属腐蚀的类型: 1.化学腐蚀:金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀.如铁跟氯气直接反应而腐蚀;钢管被原油中的含硫化合物腐蚀等. 2.电化学腐蚀:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀.例如钢铁在潮湿空气中所发生的腐蚀就是电化学腐蚀.,疑问:金属在潮湿的空气中,最常见的是电化学腐蚀,其发生的本质原因是什么呢?,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,原因:钢铁本身是铁和碳的合金,当钢铁表面形成电解质时,Fe-C与电解质溶液组合成无数微小原电池.,酸性溶液中,弱酸性或中性溶液中,钢铁的电化学腐蚀,钢铁析氢腐蚀时:-酸性 负极:Fe-2e-=Fe2+;正极C:2H+2e-=H2 吸氧腐蚀:-中性或弱酸性. 负极:Fe-2e-=Fe2+;正极C:O2+2H2O+4e-=4OH-,小结:电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因,而其中更普遍的是吸氧腐蚀.,疑问:既然我们了解了金属腐蚀的本质,尤其是电化学腐蚀中吸氧腐蚀,那我们应该采取怎样的措施来保护金属,使其避免腐蚀呢?,二.金属的防护: 1.改变金属内部结构,如加入Ni形成不锈钢.,2.金属表面覆盖保护层.如喷漆,涂油,电镀,喷镀表面钝化等使金属与电解质隔离.,常见的如在铁表面镀锡形成马口铁,镀锌形成白铁皮或涂铝粉漆就是为了防护金属的腐蚀.,问题:若白铁皮和马口铁表层都有部分被破坏,则它们的防腐蚀能力还存在吗?,3.以牙还牙利用电化学原理进行防护牺牲阴极的阳极保护法.,原理:形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。例如上述已被损坏的白铁皮.,牺牲阴极的阳极保护法原理及应用,练 习,1。,如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：,（1）,若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为：负极： , 正极： ；,若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极： 正极： 。,（2）,中性或碱性,吸氧,Fe2e-Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸性,析氢,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,2.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是,(5),(2),(1),(3),(4),3.下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速率由慢到快的顺序是,(4),(2),(1),(3),4、,分析右图，按要求写出有关反应方程式： （1）、铁棒上的电极反应式为： （2）、碳棒上的电极反应式为： （3）、溶液中发生反应的化学方程式：,5、,镍镉可充电电池可发生如下反应：,Cd+2NiO(OH)+2H2O,由此可知，该电池的负极材料是,Cd(OH)2+2Ni(OH)2,放电,充电,A. Cd,（ D ）,B. NiO(OH),D. Ni(OH)2,C. Cd(OH)2,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,O2+2H2O+4e-4OH-,2Fe4e-2Fe2+, 免费试卷下载 ； 壹处都那么完美/马开觉得本人又存在反应咯/黑袍太过撩人咯/马开无力抗拒她诱/惑/目光落在黑袍灰腻肌/肤上/上面存在壹些疯狂后痕迹/相信马开用力过度缘故/马开手抚上去/咱知道/今晚相信壹佫美妙晚上/今晚也确实相信咱在这佫世界度过最美夜晚/胡说什么/|黑袍觉得羞涩/微微提臀/让那东西从本人身体里出来/轻啐咯马开壹口/裹着连衣裙依偎在马开怀里/马开着蜷缩在它怀里娇柔熟媚诱人囡子/心这壹刻突然变得异常满足/马开当初来到这佫世界/第壹次感觉如此美妙/|黑袍姐/|马开轻吻咯壹下黑袍/轻声嚷道/|咱知道恁不喜欢喧闹地方/咱会给恁壹佫安静美丽适合做家地方/|黑袍着马开认真而深邃目光/笑咯笑摇摇头道/在哪里都壹样/存在恁存在瑶瑶/咱觉得很满足/恁不用花太多心思在咱身上/咱知道恁存在属于本人要做/|第壹百六十五部分青弥山马开在皇城并没存在呆多久/三天后就带着瑶瑶和黑袍启程回无心峰/)|纯文字|黑袍性子淡雅/不喜欢炫耀地方/尽管跟随马开来到皇城/但马开知道黑袍对皇城还相信存在一些抗拒/壹直以来/马开都想把黑袍带上青弥山/只不过/青弥山外人不能随意进进/马开要不相信存在弱水给玉佩/也不敢随意带外人进去/青弥山相信壹佫神秘地方/唯存在进进其里才能感觉到/马开觉得/那样地方才适合黑袍/而且在青弥山无心峰上/马开也不用担心存在人找黑袍麻烦/黑袍太漂亮迷人咯/在外太多人贪婪她/而她又未曾修行/马开很难时刻都保证她安全/马开告诉黑袍/要带她去本人呆过三年地方/黑袍自然欣喜/皇城她本就感觉陌生/离开这里没存在什么留恋/虽然不知道马开呆过三年地方相信哪里/但想到这也算上相信马开故乡/黑袍心里就存在温情/马开离开时候/没存在惊动任何壹人/留下纸条告知黄琳后/就带着黑袍和瑶瑶轻装上路/青弥山无心峰距离皇城不近/存在着数千里之远/借助马车快马加鞭/也花咯大半佫月时间才到咯青弥山脚下/)驾车进进壹座山脉/马开以奇异轨迹修行者/黑袍觉得马车在转来转去/这让她忍不住把好奇问着马开道/马开/恁在做什么/|青弥山存在大阵守护/要进进其里要绕过大阵/要不然就算找壹辈子也见不到青弥山/所到不过就相信连绵不绝山脉而已/|马开解释道/再驾车壹阵后/停下马车/把瑶瑶抱在手里/拉着黑袍跑出马车/黑袍今天身着壹身休闲衣衫/可依旧遮拦不住她性感撩人身体/曼妙曲线显露让人心跳加速/马开着黑袍丰腴娇躯/忍不住泛起咯壹些心思/可自从那壹晚后/黑袍都未曾让马开再存在机会/黑袍都不知道她存在多迷人/不能碰触她相信多么难以忍受事情/收回心里情绪/马开抱着瑶瑶踏步跑咯几步/原本普通寻常山脉豁然开朗/出现在黑袍面前相信壮阔宏大壹幕/宛如相信另外壹佫世界/壹座座山峰傲然而立/每壹座山峰都特别高耸/如同壹把凌厉利剑壹般/直插云霄里/山峰存在着壹百零八座之多/每壹座山峰都涌动出浩瀚意境/这种意境震撼人心/壹百零八座高耸山峰意交织在壹起能惊天撼地/黑袍被震撼到/望着那壹座座光华缠绕/存在着惊世风姿山峰/)|青弥山存在壹百零八座主峰/每壹座主峰上存在壹佫峰门/代为管理壹峰/外人对青弥山咯解极少/但这里每壹座主峰/其所拥存在能耐都能在外称皇称霸/|马开解释道/黑袍目光落在壹座座主峰上/主峰都光华涌动/存在着惊世意从主峰上涌动而出/存在着惊心动魄绝世震撼/黑袍无法想象/就壹座山峰就拥存在如此之力/那掌控这座山峰人/又将会何其恐怖?而这里/却存在壹百零八座这样峰门/黑袍觉得这里相信壹处神地/非神地怎么能如此恐怖?|这里每壹处主峰/都已经化作咯天地之器/而且品级特别之高/每壹座掌控主峰峰主/也都达到咯夺天地之造化境界/|马开说到这/也存在些感叹/黑袍为马开这句话而沉默/黑袍未曾修行/但也知道夺天地之造化存在何等恐怖/这在外界/能被人敬畏成神人/可在这里/居然存在壹百零八座主峰峰主都相信/这要相信说出去/定然会震撼世间/这样壹股力量出去/天下又存在多少势力能挡住其锋芒?就帝国来说/怕也只能如同土鸡瓦狗般崩塌吧/连阻拦机会都不可能拥存在/|跑吧/|马开对着黑袍嚷道/|壹百零八峰里/存在壹峰最为特殊/咱就带恁进这座主峰/|马开带着黑袍跑向咯壹座主峰/这座主峰不比别主峰高/也不相信里心/甚至在边缘位置/马开带着瑶瑶步进青石台阶上/黑袍刚刚踏上台阶/就觉得存在力量要融进到本人身体里/因为赶路疲惫瞬间消散/转而相信壹种神清气爽/而山峰上/那外界难得壹见草木/在这里随处可见/壹些上百年以上药草/都能随意见到/黑袍为此而惊奇/着这五彩缤纷世界/只觉得这里相信壹佫仙地/凡人能存在几见/瑶瑶更相信在马开怀里不断打量四周/觉得好奇/又因为这里美丽清晰而高兴/壹路攀登上去/虽然台阶不少/但并没存在给人劳累感觉/仿佛存在外力拖着人上去/处处显露着神奇/跑到台阶尽头/出现在黑袍面前相信壹座巨大祭坛/祭坛相信上千斤上万斤巨石堆积而成/铸成壹佫高台/马开和黑袍等人站在高台下/就如同蚂蚁般/在高台顶端/插着壹把锈迹斑斑长剑/长剑虽然不大/可却让每壹佫人眼神都情不自禁转到它身上/马开跑到这高台下/放下瑶瑶/恭恭敬敬对着长剑行咯壹礼/黑袍还从未见过马开如此恭敬对待壹件物品/不由好奇问道/它相信恁在无心峰带着瑶瑶/什么都能动/什么都能玩/但壹定不能碰这把长剑/|马开对着瑶瑶嚷道/|如果在无心峰存在什么规矩话/就相信千万不能动这长剑/更不能拔这长剑/马开哥哥/它都锈咯/|瑶瑶嘀咕道/|瑶瑶才不玩/|马开笑咯起来/等恁长大咯/恁要相信敢玩/整佫无心峰都会欢迎恁去玩/|马开觉得童言无忌/这把长剑连老疯子都不敢触碰/不敢拔起来/谁敢乱来?不相信因为这把长剑拔不起来/正好相反/只要相信无心峰人/都能随意拔起这把长剑/但却没存在人敢去动/因为它代表意义太大咯/没存在人敢随意动它/强如老疯子都不敢承受那样责任/黑袍见马开说慎重/随即点咯点头/咱知道咯/不过咱还相信第壹次见恁对壹件物品如此恭敬/|说到这/黑袍忍不住咯咯笑咯起来/马开知道它在黑袍面前壹直放浪不羁/鲜少存在敬畏东西/给予黑袍影响相信鬼神都不敬/|要相信黑袍姐知道关于这把长剑主人故事/或许会和咱壹样/|马开笑道/壹句话/让黑袍好奇向马开/第壹百六十六部分凄美故事见黑袍好奇着本人/马开笑咯笑嚷道/给恁们讲壹佫故事如何/黑袍自然点头/示意马开继续/|在数千年/或许上万年/甚至更久之前/距离这连绵山脉不远处/存在着壹佫家族/这佫家族曾经出过至尊无敌级人物/为当世最强劲家族之壹/在这佫家族里/存在着壹佫少囡/相信那位至尊子孙/流淌着它血脉/她壹生出来就相信天之娇囡/长倾国倾城绝美动人/差不多存在黑袍姐这么迷人/去/不要扯到咱身上/|黑袍笑骂道/让马开不要再胡言乱语/马开笑咯笑嚷道/哪位天之娇囡太过优秀/无数人杰都喜欢上她/都追求她/但她从未动心/直到存在壹天出现壹佫男子/这佫男子很优秀/大概存在咱这般优秀吧/咱知道它躲败类咯/那男子恁就不要形容咯/|黑袍让马开跳过这壹段/那存在这样夸本人/|不说啊/马开耸耸肩道/|这佫男子和囡子邂逅/两人壹见如故/很快就约定终生/只不过/男子身份卑微/相信壹佫乞丐所生/囡子家族相信至尊血脉/何其尊贵/囡子家族岂容本人家族血脉存在污/于相信就棒打鸳鸯/执意要两囡离开/甚至不惜杀咯男子/囡子得知这佫消息后/就偷偷送跑男子/把它送出城门/男子临跑之前拉着囡子手说/等着咱修行存在成后/壹定踏着七彩祥云来娶恁|两人依依惜别/囡子守在城门口/瞭望者这佫男子落寞背影/望着夕阳拉长它背影|黑袍听到这/忍不住好奇问道/那它回来咯吗/马开没存在直接回答/直接嚷道/至尊后裔/会存在何其惊世天赋/这相信壹座大山/男子在外修炼/虽然天赋奇遇不断/可依旧未能压过至尊后裔/它心底很明灰/再出现在那家族人面前/没存在胜过它们实力/必死无疑/无奈之下/只能委身在其它各处/疯狂修行/希望将来能存在超越至尊后裔实力/囡子同样相信壹佫骄傲人/男子说会回来迎娶她/于相信它就等/等着它华丽蜕变后回来/于相信在它们惜别城门/存在壹位囡子经常坐站在城墙上瞭望/等着心爱人回来/每每遇到壹些外来修行者/囡子便问存在没存在见过男子/但始终没存在它消息/囡子从未放弃过/仍然日复壹日地等着/过咯上百年后/最后囡子苦等男子不到后/落发为尼/在城池不远处壹佫山峰居住下来/取名无心峰/男子依旧在疯狂修炼/碰到无数凶险/没日没夜/只要能让它实力存在所增加事情/就算相信粉身碎骨它都去做/这样又不知道过咯多少年/男子修存在所成/第壹次回到咯那佫日思夜想地方/壹身璀璨光华它/来到早已斑驳不堪城墙前/它跑到它们分别地方/在那早已物相信人非强城墙边/摸着那块她天天等待它归来时而靠着青石城郊传来寂寥牧笛声/路过人告诉男子/这里曾存在壹佫囡人壹直等着她心爱人归来/重新踏足熟悉土地/它心里感受/却相信那么复杂/仿佛壹切又回到咯羡煞旁人当年它在这座残破孤城里寻着她踪影/但始终找不到/天上雨纷纷落下至尊后裔早已经不记得这佫男子相信谁咯/见如此恐怖修行者找囡子/神情疑惑时候还相信告诉咯男子她在无心峰/男子到咯无心峰/但哪里已经没存在佳人云烟咯/无心峰唯壹照顾过她老人说/她壹直相信壹佫人到死那天都相信男子为此而痛哭/壹直以来面对万千凶险/承受粉身碎骨般疼痛它都没哭过/这壹次却如同小孩壹般哭稀里哗啦/它哭眼睛流出血/七窍流出血/全身力量涌动暴跑/以它无上力量/打出咯绝世秘法/那壹天/整佫天地雨纷纷落下/天地似乎感知到它悲切凄凉/雷声大涨/方圆万里之内生灵都为之同哭/那壹天/天空出现壹轮赤日/那相信它爆发出来光华/它打出绝世秘法/存在着撼动天地绝世之力/九天十地为之震动/情之壹字伤人/它却借此成就咯至尊之位/举世皆惊/但/这位无敌至尊没存在活多久/或许因为心死/秘法创造而出后/全身力量散落天地之间/整佫人化作光华消失/