原電池原理的應(yīng)用.ppt

2019/7/20,1,原電池原理的應(yīng)用,鋰電池,本節(jié)要討論的內(nèi)容,5、原電池的應(yīng)用,二、金屬的腐蝕和防護,一、原電池 1、什么是原電池？ 2、構(gòu)成原電池的條件是什么？ 3、原電池的正負極和電子流向如何判斷？ 4、原電池的工作原理是什么？,2019/7/20,3,5.,原電池的應(yīng)用,(1)制作干電池、蓄電池、高能電池等。,(2)比較金屬活動性強弱。,例1：,下列敘述中，可以說明金屬甲比乙活潑性強的是,C.將甲乙作電極組成原電池時甲是負極；,A.甲和乙用導(dǎo)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(yīng)中，甲比乙失去的電子多；,D.同價態(tài)的陽離子，甲比乙的氧化性強；,（C）,2019/7/20,4,比較反應(yīng)速率,例2 ：,下列制氫氣的反應(yīng)速率最快的是,粗鋅和 1mol/L 硫酸；,B.,A.,純鋅和1mol/L 硫酸；,純鋅和18 mol/L 硫酸；,C.,粗鋅和1mol/L 硫酸的反應(yīng)中加入幾滴CuSO4溶液。,D.,（ D ）,2019/7/20,5,比較金屬腐蝕的快慢,例3：,下列各情況，在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是,(5),(2),(1),(3),(4),2019/7/20,6,例4：,下列裝置中四塊相同的Zn片，放置一段時間后腐蝕速 率由慢到快的順序是,(4),(2),(1),(3),2019/7/20,7,判斷溶液pH值變化,、,例5：,在Cu-Zn原電池中，200mLH2SO4 溶液的濃度為0.125mol/L , 若工作一段時間后，從裝置中共收集到 0.168L升氣體，則流過導(dǎo)線的電子為 mol,溶液的pH值為_？（溶液體積變化忽略不計）,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,根據(jù)電極反應(yīng)：,正極：,負極：,Zn2e-Zn2+,2H+2e- H2,得：,2 2 22.4,x y 0.168,解：,0.20.1252,c(H+)余,2H+ 2eH2,4 -lg3.75,0.015,2019/7/20,8,二、,問題討論,(1).,(2).,金屬的腐蝕和防護,判斷下列裝置是否為原電池？若是， 指出電極名稱并寫出電極反應(yīng)式。,若將Fe棒C棒粉碎摻在一起制成一光亮的FeC合金棒，插在HCl里，則是否構(gòu)成了原電池？若是，電極反應(yīng)是什么？長期放置，鐵棒表面會有什么變化？,2019/7/20,9,(3),(4),(5),鋼鐵腐蝕的本質(zhì)是什么？什么是鋼鐵的析氫腐蝕 和吸氧腐蝕？為什么常以后者為主？,生產(chǎn)上常采取哪些金屬防腐措施？,鋼鐵及其制品通常為含碳的鐵合金，若在潮濕的 環(huán)境里或濃度較大的環(huán)境里長期放置，常易生銹 變紅，原因是什么？,2019/7/20,10,鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖,2019/7/20,11,鋼鐵的析氫腐蝕示意圖,鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖,2019/7/20,12,知識總結(jié),1、,2、,金屬陽離子,失e-,氧化反應(yīng),金屬腐蝕的類型,化學(xué)腐蝕,電化腐蝕,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,（常見普遍）,.,金屬腐蝕,金屬原子,金屬腐蝕的本質(zhì)：,3、,金屬腐蝕：,是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（氧化還原）而腐蝕損耗的過程。,2019/7/20,13,4.鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較,Fe2O3 nH2O,（鐵銹）,通常兩種腐蝕同時存在，但以后者更普遍。,析氫腐蝕,吸氧腐蝕,條件,水膜呈酸性。,水膜呈中性或酸性很弱。,CO2+H2OH2CO3 H+HCO 3-,電極反應(yīng),負極Fe(- ),Fe-2e=Fe2+,2Fe-4e=2Fe2+,正極C(+),2H+2e=H2,O2+2H2O+4e=4OH-,總反應(yīng):,Fe+2H+=Fe2+,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,聯(lián)系,2019/7/20,14,鋼鐵腐蝕的防護：,例6：,改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)：如將Cr、Ni等金屬加進鋼里制成合金鋼。,A.,C.,銅的金屬活動性比氫小，因此不宜被氧化；,B.,D.,它們的表面都電鍍上了一層耐腐蝕的黃金；,2000年5月，保利集團在香港拍賣會上花費3000多萬港幣購回在火燒圓明園時流失的國寶：銅鑄的牛首、猴首和虎首，普通銅器時間稍久容易出現(xiàn)銅綠，其主要成分是Cu2(OH)2CO3這三件1760年銅鑄的國寶在240 年后看上去仍然熠熠生輝不生銹，下列對起原因的分析，最可能的是,環(huán)境污染日趨嚴重，它們表面的銅綠被酸雨溶解洗去；,（ D ）,它們是含一定比例金、銀、錫、鋅的合金；,2019/7/20,15,2.金屬表面覆蓋保護層,3.電化學(xué)保護法,原理：,原理 ：,如油漆、油脂等，電鍍（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化 物薄膜）作保護層。,隔絕金屬與外界空氣、電解質(zhì)溶液的接觸。,犧牲陽極的陰極保護法,形成原電池反應(yīng)時，讓被保護金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護作用；而活潑金屬反應(yīng)受到腐蝕。,2019/7/20,16,犧牲陽極的陰極保護法示意圖,2019/7/20,17,練 習(xí),1。,如圖, 水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：,（1）,若液面上升，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕,電極反應(yīng)式為：負極： , 正極： ；,若液面下降，則溶液呈 性，發(fā)生 腐蝕，電極反應(yīng)式為：負極： 正極： 。,（2）,中性或堿性,吸氧,Fe2e-Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH,酸性,析氫,Fe2e-Fe2+,2H+2e-H2,2019/7/20,18,2、,分析右圖，按要求寫出有關(guān)反應(yīng)方程式： （1）、鐵棒上的電極反應(yīng)式為： （2）、碳棒上的電極反應(yīng)式為： （3）、溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：,3、,鎳鎘可充電電池可發(fā)生如下反應(yīng)：,Cd+2NiO(OH)+2H2O,由此可知，該電池的負極材料是,Cd(OH)2+2Ni(OH)2,放電,充電,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+,2019/7/20,19,4.鹽酸與鋅片反應(yīng)時，若加入可溶性醋酸銅 (CH3COO)2Cu，將產(chǎn)生兩種影響生成速率的因素，其 一是： ， 其二是： ；,5.有M、N兩種金屬，分別與鹽酸反應(yīng)，產(chǎn)生H2速率相近，試設(shè)計一個實驗比較M、N兩種金屬的活潑性。,H+與CH3COO結(jié)合生成CH3COOH，使H+濃度減小，從而減慢了反應(yīng)速率。,Zn置換出Cu形成了原電池，從而加快了反應(yīng)速率,2019/7/20,20,原電池小結(jié),定義,形成條件,正負極名稱和