高中化學(xué) 化學(xué)反應(yīng)原理：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能——電池 學(xué)案1.doc

第三節(jié) 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能原電池學(xué)習(xí)目標1、以銅鋅為例，從分析氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)入手，領(lǐng)會原電池的工作原理。2、通過電子的得失很容易書寫電極反應(yīng)和電池反應(yīng)。3、認識金屬腐蝕的危害，通過試驗探究防止金屬腐蝕的措施。4、體驗化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的探究過程的實際意義及重要應(yīng)用。一、原電池原理1、原電池形成的條件（1）兩個活潑性 的電極，二者 （如相互接觸）或 相連，插入 中。（2）形成 回路。（3）總反應(yīng)為能自發(fā)發(fā)生的 反應(yīng)。2、正極、負極的判斷3、電極反應(yīng)式的書寫和電荷移動方向（1）電極反應(yīng)式的書寫負極： ，電極反應(yīng)式： 。正極： ，電極反應(yīng)式： 。電池反應(yīng)： 。（2）電荷移動方向電子由 釋放，經(jīng) 沿導(dǎo)線流入 ，電解質(zhì)溶液中的 移向正極，在其表面得電子被 ；活潑負極失電子，形成一個閉合回路。二、金屬的腐蝕1、概念金屬與周圍的空氣或液體物質(zhì)發(fā)生 反應(yīng)面引起損耗的現(xiàn)象。2、分類一般分為 腐蝕和 腐蝕兩種。3、電化學(xué)腐蝕（1）概念： 的金屬暴露在潮濕的空氣中或跟 接觸時，由于形成 而發(fā)生腐蝕。（2）分類析氫腐蝕：在金屬外面的水膜呈 性時發(fā)生析氫腐蝕。負極反應(yīng)： 。正極反應(yīng)： 。電池反應(yīng)： 。吸氧腐蝕在金屬外面的水膜 很弱或呈 ，溶解一定量 時發(fā)生吸氧腐蝕。負極反應(yīng)： 。正極反應(yīng)： 。電池反應(yīng)： 。三、金屬的防護 1、改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使其成為耐腐蝕金屬，如制成合金、 等。 2、加防護層，如在金屬表面加上耐腐蝕的油漆、搪瓷、陶瓷、瀝青、塑料、橡膠及電鍍、噴鍍或表面鈍化等方法。 3、電化學(xué)防護 （1）犧牲陽極保護法 原理 （陰極）：被保護的金屬設(shè)備 （陽極）：比較保護的金屬活潑的金屬 （2）外加電流陰極保護法 原理 ；被保護的金屬設(shè)備 ；惰性電極 例題1、下列敘述是小明做完銅、鋅原電池的實驗后得出的結(jié)論和認識，你認為正確的是 A、構(gòu)成原電池正極和負極的材料必須是兩種金屬 B、由銅、鋅作電極與硫酸銅溶液組成的原電池中銅是負極 C、電子沿外導(dǎo)線由鋅流向銅，通過硫酸溶液被氫離子得到而放出氫氣 D、銅鋅原電池工作時，若有13克鋅被溶解，電路中就有0.4mol電子通過解析：兩種活潑性不同的金屬與電解質(zhì)溶液能夠組成原電池，但不能因此說構(gòu)成原電池電極的材料一定都是金屬，例如鋅和石墨電極 也能跟電解質(zhì)溶液組成原電池。在原電池中，活潑金屬中的電子流向不活潑的電極，因此活潑金屬是負極。但電子不能通過電解質(zhì)溶液，應(yīng)該是氫離子在銅極上得到由鋅沿外導(dǎo)線轉(zhuǎn)移過來的電子。銅鋅原電池工作時，鋅負極失電子，電極反應(yīng)為Zn2e Zn2+, 1molZn失去2mol電子，0.2mol鋅（質(zhì)量為13g）被溶解，電路中有0.4mol電子通過。故選D。答案：D例題2、如圖所示是可用于測量阿伏加德羅常數(shù)的裝置示意圖，其中A、B是兩塊純銅片，插在CuSO4稀溶液中，銅片與引出導(dǎo)線相連，引出端分別為X、Y。（1）當以I=0.21A的電流電解60min后，測得銅片A的質(zhì)量增加了0.25g，則右圖裝置中的X端應(yīng)與直流電的 極相連，它是電解池的 極。（2）電解后銅片B的質(zhì)量 。（填“增加”、“減少”或“不變”）（3）列式計算實驗測得的阿伏加德羅常數(shù)NA。（已知電子電量e=1.610-19C）解析：本題把化學(xué)電解原理與物理電學(xué)知識有機綜合起來，較好地考查了理化學(xué)科綜合能力，充分反應(yīng)理綜卷試題綜合特點及組合試卷優(yōu)勢。答案：（1）負 陰 （2）減少 （3）6.021023例題3、以下現(xiàn)象與電化學(xué)腐蝕無關(guān)的是（ ） A、黃銅（銅鋅合金）制作的銅鑼不易產(chǎn)生銅綠 B、生鐵比軟鐵心（幾乎是純鐵）容易生銹 C、鐵質(zhì)器件附有銅質(zhì)配件，在接觸處易生成鐵銹 D、銀質(zhì)獎牌長期放置后在其獎牌的表面變暗解析： A黃銅（銅鋅合金）若發(fā)生電化學(xué)腐蝕時，被腐蝕的金屬應(yīng)是金屬性較活潑的鋅而不是銅，B生鐵中含較多的碳，比軟鐵心（幾乎是純鐵）在電解質(zhì)作用下更容易形成原電池，也更容易生銹。C鐵質(zhì)器件附有銅配件時，在接觸電解質(zhì)溶液時，鐵是原電池的負極，易被腐蝕生成鐵銹。D銀質(zhì)獎牌久置后可能與氧氣或硫氧化成銀的化合物而使其表面變暗，這是化學(xué)腐蝕，與電化學(xué)腐蝕無關(guān)。【當堂檢測】1、下列各變化中屬于原電池反應(yīng)的是（ ） A、在空氣中金屬鋁表面迅速氧化形成保護層 B、鍍鋅鐵表面有劃損時，也能阻止鐵被氧化 C、紅熱的鐵絲與冷水接觸，表面形成藍黑色保護層 D、濃HNO3比稀HNO3更能氧化金屬銅2、在用Zn、Cu片和稀H2SO4組成的原電池裝置中，經(jīng)過一段時間工作后，下列說法中正確的是（ ） A、鋅片是正極，銅片上有氣泡產(chǎn)生B、電流方向是從鋅片流向銅片 C、溶液中H2SO4的物質(zhì)的量減小D、電解液的pH保持不變3、下列四個裝置中，導(dǎo)線中的電子由左邊一極流向右邊一極的是（ ）4、根據(jù)下列事實：X+Y2+ X2+YZ+2H2O = Z(OH)2+H2 Z2+氧化性比X2+弱 由Y、W電極組成的原電池，電極反應(yīng)為W2+2e - W、Y-2e - Y2+，可知X、Y、Z、W的還原性由強到弱的順序是 A、XZYWB、ZWXY C、ZYXWD、ZXYW5、有人設(shè)計鉑和鋅為電極材料，埋入人體作某種心臟病人的心臟起搏器的能