原电池的原理及应用(2012.3.23)

第三章市高职校你知道吗？根据研究受不同感官的刺激，学生的学习效果是不一样的。

“看”能掌握知识的50%；“动手练、做”能掌握知识的80%。“听”能掌握知识的20%；聪复习研讨1、下列反应是否是氧化还原反应2、如果是氧化还原反应，指出氧化剂、还原剂Zn+H2SO4ZnSO4+H20+2+10

此反应为氧化还原反应

氧化剂为：H2SO4

还原剂为：Zn失高氧还得低还氧航空

航天普通干电池手机电池钮扣电池笔记本电脑专用电池摄像机专用电池“神六”用太阳能电池一、原电池伏打电池的发现1.伏打将Cu棒插入稀硫酸中,你预测现象

。

稀硫酸Cu2.他又将一支Zn棒插入稀硫酸中，你预测现象是

。ZnCu稀硫酸Zn与稀硫酸能反应放出H2，锌棒不断溶解无现象锌片上有气泡铜与稀硫酸不反应伏打电池的发现ZnCu稀硫酸3.他一不小心将Zn棒和Cu棒碰到了一起，结果他看到了奇妙的现象：Cu棒上产生了气泡，Zn棒在不断溶解。ZnCu稀硫酸G4.后来，人们用导线将Zn棒和Cu棒连接起来并接上检流计，也看到了同样的现象，且检流计指针发生偏转。发明原来也不难！实验探究：原电池的工作原理实验步骤现象结论或解释锌片上有气泡，锌片溶解锌与稀硫酸反应铜片上有气泡，锌片溶解，有电流铜与稀硫酸不反应?铜片上无气泡Zn+H2SO4ZnSO4+H2铜锌原电池仿真实验Zn棒上的变化为：Zn-2e－=Zn2+氧化反应Cu棒上的变化为：2H++2e=H2↑还原反应电子的流向：Zn棒→

Cu棒电流的流向：Cu棒→

Zn棒Zn棒不断溶解Cu棒上有气泡产生1、借助氧化还原反应，将化学能转变为电能的装置叫

原电池2、电极名称：正极、负极上述原电池称为：铜锌原电池Cu棒:正极、Zn棒:负极反应原理负极正极电解质溶液ne－氧化反应还原反应3、电极反应：正极：2H++2e=H2↑还原反应总反应式：Zn+2H+=Zn2++H2↑负极：Zn-2e－=Zn2+氧化反应负极失去电子，被消耗掉Zn+H2SO4ZnSO4+H24、正负极的判断：电极电极材料反应类型电子流向负极正极活泼金属较不活泼金属或者非金属导体氧化反应还原反应流出流进5、组成原电池的条件：1.有两种活动性不同的金属（或一种非金属导体）作电极2.两电极均插入电解质溶液中3.两极相连形成闭合回路４自发的发生氧化还原反应原电池的工作原理巩固练习1.微型锂碘电池可作植入某些心脏病人体内的心脏起搏器所用的电源。这种电池中的电解质是固体电解质LiI,其中的导电离子是I－。下列有关说法正确的是（）A.正极反应：2Li－2e－=2Li+B.负极反应：I2＋2e－=2I－C.总反应是：2Li＋I2＝2LiID.总反应是：金属锂作正极C?2.奇妙的青蛙腿——伽伐尼电流

十八世纪末，意大利解剖学和医学教授伽伐尼做青蛙手术时，将金属手术刀接触蛙腿，发现蛙腿会抽搐。

青蛙腿为什么会抽搐?

铁盘、铜刀和体液构成了原电池，产生的电流刺激了神经，所以青蛙腿会抽搐。？3、伏打电池——世界上第一个电池

著名化学家伏特抓住上述现象，深入研究，在1800年3月20日宣布他的发明——人类历史上第一个化学电池：伏打电池。伏打电堆的发明，使人们第一次有可能获得稳定而持续的电流，是实用电池的开端。原电池的重要应用1、制作电池制干电池、蓄电池、高能电池2、判断金属的活动性。负极的是较活泼的金属3、提高化学反应速率用粗锌代替锌制氢气4、防止金属被腐蚀铁锌相连处于电解质中铁受保护发生____反应的是____极（电极消耗）发生____反应的是____极（电极放出气体或析出金属）原电池正负极的判断根据金属的活泼性判断根据电极反应来判断活泼金属做___极,不活泼金属(或可导电的非金属）做___极还原负正负正氧化P114.第1题2、补充：形成原电池的条件3．写出锌片和铜片上变化的离子方程式。

4．电子流动的方向如何？电流流动方向如何？锌片：Zn－2e－＝Zn２＋（氧化反应）铜片：2H＋＋2e－＝Ｈ２↑（还原反应）电子锌片（负极）流向铜片（正极）电流从铜片（正极）流向锌片（负极）作业书P114第3、4题

金属活动强弱顺序是：K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

H

Cu

Hg

Ag

Pt

Au排在H前面的都是活泼金属，Zn比Fe活泼，Fe比Sn活泼，在发生电化学反应得时候，活泼的金属做负极，失去电子，被消耗掉，镀锌铁在发生电化学反应时锌先被消耗掉，而镀锡铁在发生电化学反应的时候铁先被消耗掉，所以镀锌铁比镀锡铁耐用.铁锈斑斑铜器表面生成一层薄薄的铜绿[铜绿的主要成分是Cu2(OH)2CO3]故宫的石狮子雄狮子的脚下踩着球代表权力和统一,雌狮子脚下踩着一头小狮子,表示母仪天下.报废的船金属的腐蚀现象非常普遍：1、钢铁生锈：铁锈的主要成分：Fe2O3·XH2O2、铜器表面生成铜绿：铜绿的主要成分：Cu2(OH)2CO3金属腐蚀的不利后果有哪些？二、金属的腐蚀与防护

金属腐蚀的现象非常普遍。全世界每年因腐蚀报废的钢铁设备估计约相当于产量的10%~20%

四川省宜宾市城区的南门大桥钢铁生锈造成大桥断裂！断裂2001年11月12日4:301、什么是金属腐蚀？指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2、金属腐蚀后的特征是什么？在外形、色泽以及机械性能等方面都发生一定的变化二、金属的腐蚀与防护

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原理：氧化还原反应例如：铁与氯气直接反应钢管被原油中的含硫化合物腐蚀3、金属腐蚀的类型有哪些？左边家用燃气灶的中心部位很容易生锈，而右边的食品罐头放在南极80多年了，却很少生锈升温可加快金属腐蚀温度对化学腐蚀的影响：升温加快金属腐蚀降温减慢金属腐蚀2>电化学腐蚀不纯的金属(或合金)跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化的反应，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。原理：原电池反应------氧化还原反应例如：钢铁在潮湿的空气中被腐蚀电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因钢铁的腐蚀析氢腐蚀（演示）吸氧腐蚀（演示）发生条件钢铁表面吸附的水膜溶有CO2呈现较强酸性。反应时有

析出。钢铁表面吸附的水膜中溶有O2并呈极弱酸性或中性，反应中

得电子被还原为OH-

。

O2H2钢铁腐蚀为电化学腐蚀①水膜酸性较强时，发生析氢腐蚀（-）Fe-2e-=Fe2+（+）2H++2e-=H2↑②水膜酸性较弱或呈中性时，发生吸氧腐蚀（-）Fe-2e-

=Fe2+（+）2H2O+O2+4e-

=4OH-2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2↓4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3Fe（OH）3~Fe2O3•nH2O（铁红）钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图注意：（1）电化学腐蚀是通过构成无数微小的原电池而发生的，作为负极的较活泼金属将不断被腐蚀。而不活泼的金属（或非金属或其它杂质）则被保护。（2）电化学腐蚀，只有当金属跟电解质溶液接触时，才会发生，并伴有微电流产生。（3）原电池反应能加快金属腐蚀海边的铁制品比较容易生锈，为什么？原电池反应可加快金属腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀的差异铁与酸反应，铁被腐蚀。腐蚀速率较慢。铁作负极被腐蚀腐蚀速率较快。类型化学腐蚀电化学腐蚀发生的条件电流本质相互关系金属与接触物直接反应不纯金属或合金与电解质溶液形成原电池无电流产生有电流产生金属被腐蚀较活泼金属被腐蚀两者往往同时发生，但电化腐蚀更普遍化学腐蚀与电化腐蚀比较1.金属腐蚀的本质：金属原子金属______，发生_____反应氧化失去e-阳离子2.金属腐蚀的分类化学腐蚀电化腐蚀酸性环境中性或碱性环境（普遍）小结：三、金属的防护(一)影响金属腐蚀的因素：(二)金属在什么条件下容易被腐蚀？金属的本性和介质在潮湿的空气中、接触腐蚀性气体或电解质，都容易被腐蚀2.在金属表面覆盖保护层，使它与________、__________等物质_________。金属的防护方法:1.改变金属的内部组织结构；如：喷油漆、涂油脂、电镀、喷镀、表面钝化(氧化成致密的氧化膜)、搪瓷、包塑料等方法。空气水隔离如：将Cr、Ni等金属加进钢里制成不锈钢使用马口铁:在铁皮镀上千分之一厘米的锡,可隔绝空气与水使用不锈钢在金属表面烤漆消除引起金属发生电化学腐蚀的原电池反应3.金属的电化学防护原理：在被保护的金属上连接比该金属___________，此金属作___极反应受到腐蚀，被保护的金属作___极，不反应，起到保护作用。更活泼的金属负正做负极材料常用的有_____________镁、铝、锌金属的防护方法:船身如何防腐蚀的？用牺牲锌块的方法来保护船身上装锌块牺牲金属保护法金属的防护方法（常见）1、改变金属内部组成结构而增强抗腐蚀能力（不锈钢、青铜器）2、在金属表面覆盖保护层----隔离法（1）涂矿物质油脂，油漆或覆盖搪瓷塑料。（2）镀抗蚀金属－－电镀、热镀、喷镀法。（3）用化学方法使其表面形成一层致密氧化膜----发蓝3、电化学保护法在要保护的金属上连接比该金属更活泼的金属或合金（原电池原理）(轮船船身上的锌块、地下钢铁管道接镁块)1.埋在地下的输油铸铁管道，在下列各种情况下被腐蚀速率最慢的是()A．在潮湿疏松的土壤中；B．在含铁元素较多的酸性土壤中；C．在干燥致密不透气的土壤中；D．在含碳较多的潮湿透气的中性土壤C“阿那吉纳”号的沉没之谜二十世纪初，“阿那吉纳”号货轮在向日本海岸行驶时，突然船体漏水!而货轮既没有跟其他船相撞也没有触礁？厚厚的钢板却穿了孔。你能揭开谜底吗？请你解谜是钢质船体因锈蚀而穿孔漏水了。

自行车不同构件的防锈措施

自行车如何防生锈？是在金属表面镀上一层耐腐蚀的金属，如自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的Cr自行车的车把、车辐条、钢圈和车铃防锈措施是什么？健身器材如何防锈？刷油漆1、请根据以下的生活中的例子，总结金属防护常用的方法，并解释这些方法为什么可以达到防止金属腐蚀的目的？思考与交流衣架和电线如何防锈？外面包上一层塑料层某些工具的“机械传动部位”，能用油漆来防锈吗？不能用油漆来防锈，而是选用油脂应选用什么呢？

自由女神像又称照耀世界，是法国于1876年赠送给美国的独立100周年纪念礼物，是法国著名雕塑家历经10年完成的。所戴头冠有象征世界七大洲和五大洋的七道尖芒，右手高举象征自由的火炬，左手捧着刻有1776年7月4日的《独立宣言》，现在是一个重要景点。

自由女神的外壳为铜，内层支架为铁，中间用油毛毡隔开。时间长了，设计者预先没想到的事发生了：那层油毛毡失去了隔离作用，而大西洋潮湿的夹