【化学】131《化学能转化为电能——电池》第一课时课件(鲁科版选修4)

1、火力发电中能量是如何转化的呢？火力发电中能量是如何转化的呢？科学视野科学视野燃烧燃烧发电机发电机 化学能化学能 热能热能机械能机械能电能电能蒸汽蒸汽能不能直接转化？能不能直接转化？实实 验验1 将锌片和铜片平行插入稀硫酸溶液中，观察实将锌片和铜片平行插入稀硫酸溶液中，观察实验现象；再使锌片和铜片接触，观察实验现象。验现象；再使锌片和铜片接触，观察实验现象。 实验现象：电流计指针发生偏转，Cu片上有气泡产生实实 验验2动画模拟原电池的原理动画模拟原电池的原理 这种将这种将化学能化学能直接转化为直接转化为电能电能的装置叫做原电池。的装置叫做原电池。化学能化学能电能电能Gee负极正极氧化反应氧化反应

2、Zn-2e-=Zn2+ 铜锌原电池铜锌原电池电解质溶液电解质溶液失失e-，沿导线传递，有电流产生，沿导线传递，有电流产生还原反应还原反应2H+2e- =H2阴离子阴离子阳离子阳离子负极负极正极正极 阳离子阳离子归归 纳纳 与与 整整 理理 电极反应总式：电极反应总式：化学能化学能电能电能氧化还原反应氧化还原反应原电池反应本质：原电池反应本质：实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件一：形成条件一：活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属正极：较不活泼的金属、石墨等正极：较不活

3、泼的金属、石墨等第一组实验第一组实验（可以）（可以）（不可以）（不可以）形成条件二：电极需插进电解质溶液中；形成条件二：电极需插进电解质溶液中；第二组实验第二组实验实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件第三组实验第三组实验实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三：必须形成闭合回路形成条件三：必须形成闭合回路（不可以）（不可以）原电池的形成条件原电池的形成条件 电极材料均插入电极材料均插入电解质溶液电解质溶液中中 两极相连形成两极相连形成闭合电路闭合电路1. 电极电极 两个电极（两个电极（活泼性不同活泼性不同） 负极：较活泼的金属负极：较活泼的金属 正极：较不活泼的金

4、属、石墨等正极：较不活泼的金属、石墨等2. 溶液溶液3. 回路回路归归 纳纳 与与 整整 理理氢氧燃料电池氢氧燃料电池交流交流研讨研讨 图图1-3一一10为一种氢氧燃料电池结构为一种氢氧燃料电池结构示意图，电解质溶液为示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极溶液，电极材料为石墨，氢气和氧气材料为石墨，氢气和氧气(或空气或空气)源源源源不断地通到电极上。请你写出该电池的不断地通到电极上。请你写出该电池的电极反应和电池反应。电极反应和电池反应。氢氧燃料电池的电极反应为：氢氧燃料电池的电极反应为：电池反应为：电池反应为： 燃料电池优点燃料电池优点:能量利用效率高、可连续能量利用效率高、可连续使用和污染轻

5、等优点使用和污染轻等优点在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：金属的腐蚀与防护金属的腐蚀与防护铁与酸反应，铁被腐铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极（阳极）被腐铁作负极（阳极）被腐蚀腐蚀速率较快。蚀腐蚀速率较快。实验一：实验一：（按下图进行实验）请比较下按下图进行实验）请比较下列现象的异？列现象的异？图一图一 金属表面与周围的物质发生化金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到的破坏，学反应或因电化学作用而遭到的破坏，称为金属腐蚀。称为金

6、属腐蚀。金属腐蚀分为金属腐蚀分为化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀1、金属的腐蚀的电化学原理、金属的腐蚀的电化学原理（1）、化学腐蚀与电化腐蚀）、化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件条件金属跟非金属单金属跟非金属单质直接接触质直接接触不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触现象现象 无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生本质本质 金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化联系联系 两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍1、金属的腐蚀的电化学原理、金属的腐蚀的电化学原理实验二：按下图进行对比实验实验二：按下图进

7、行对比实验图二图二A无离子水无离子水AA（往水中吹二（往水中吹二氧化碳制得碳氧化碳制得碳酸溶液）酸溶液）指指针针无无偏偏转转指针偏指针偏转转指针偏转指针偏转负极：负极： Fe - 2e- = Fe2+正极：正极： 2H+ 2e- =H2溶液反应：溶液反应： Fe2+ 2OH- =Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2 + 2H2O =4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2O正极：正极： O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-请写出下列电极方程式？请写出下列电极方程式？AA钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意示意图图钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意示意图图H2

8、O1、金属腐蚀的电化学原理、金属腐蚀的电化学原理 析氢腐蚀析氢腐蚀 吸氧腐蚀吸氧腐蚀电压电压 0.204V 1.433V条件条件 正极正极 负极负极 溶液溶液 析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）为例） 2H+ 2e- =H2 O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- Fe - 2e- = Fe2+ Fe2+ 2OH- =Fe(OH)24Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n) H2O水膜酸度较高水膜酸度较高 水膜酸性很弱或中性水膜酸性很弱或中性铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？铜板上的铁铆钉为什么特别容易

9、生锈？练习练习 银质奖章较长时间后变黑，银质奖章较长时间后变黑， 形成黑锈，形成黑锈，可以采用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方可以采用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方法是：将变质的奖章放入盛有食盐的铝锅中，法是：将变质的奖章放入盛有食盐的铝锅中，放置一段时间后，黑锈就被除去放置一段时间后，黑锈就被除去,而银不会损失。而银不会损失。（1）形成黑锈的原因：）形成黑锈的原因： （2）除锈的原理：）除锈的原理：4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O负极：负极： 2Al -6e- = 2Al3+正极：正极： 3Ag2S + 6e- = 6Ag+3S2-2Al3+ +3S2-+6H2O=3H2S +

10、2Al(OH)32Al +3Ag2S+6H2O=3H2S +2Al(OH)3 +6Ag1、金属的腐蚀的电化学原理、金属的腐蚀的电化学原理 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施有防腐措施的腐蚀的腐蚀小结小结改变金属内部的组织结构，制成合金改变金属内部的组织结构，制成合金(如不锈如不锈钢）。钢）。 在金属表面覆盖保护层。如油漆、油脂等，电在金属表面覆盖保护层。如油漆、油脂等，电镀镀Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。等易氧化形成致密的

11、氧化物薄膜作保护层。电化学保护法，即将金属作为电化学保护法，即将金属作为原电池的正极原电池的正极或或电解池的阴极电解池的阴极而受到保护。而受到保护。2、金属的防护、金属的防护（1）、金属防护的几种重要方法）、金属防护的几种重要方法原理：原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。2、金属的防护、金属的防护（2）、牺牲阳极的阴极保护法：）、牺牲阳极的阴极保护法： P86二、金属的二、金属的电化学电化学防护防护（3）、外加电源的阴极保护法：）、外加电源的阴极保护法： P86辅助阳极辅助阳极（不溶性）（不溶性）2、金属的、金属的防护防护小结小结 在同一电解质溶液

12、中，金属腐蚀的在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引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起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：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保护阴极保护法有一般防腐条件保护无防腐条件无防腐条件例：例：下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是 (5) (2) (1)(3) (4)改变金属的内部组织结构改变金属的内部组织结构 防腐防腐保利集团在香港拍卖会上花费保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是Cu2(OH)2CO3这三件这三件1760年铜铸的国宝在年铜铸的国宝在240 年后看上年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分析，最可能去仍然熠熠生辉不