原電池原理及應用詳解演示文稿

1、原電池原理及應用詳解演示文稿第一頁，共二十四頁。（優(yōu)選）原電池原理及應用第二頁，共二十四頁。構成原電池條件電解質(zhì)溶液活潑性不同的兩電極形成閉合回路第三頁，共二十四頁。問題2：有電流說明有電能產(chǎn)生, 電能是怎樣轉(zhuǎn)化來的?例1、Zn、 Cu作兩極，稀硫酸作電解質(zhì)溶液的原電池中：Cu作_極, Zn作_極電極反應式是：負極_,正極_, 總反應式是_正負Zn -2e-= Zn 2+2H+2e-=H2Zn +H2SO4= Zn SO4+H2第四頁，共二十四頁。第五頁，共二十四頁。1、原電池的反應原理自發(fā)進行的氧化還原反應化學能轉(zhuǎn)化為電能2、原電池電極的判斷負極相對活潑-失電子-電子流出-發(fā)生氧化反應正極相

2、對不活潑-得電子-電子流入-發(fā)生還原反應3.離子移動方向：陽離子 正極，陰離子 負極第六頁，共二十四頁。知識拓展： 原電池是由兩個半電池組成的；半電池包括電極材料和電解質(zhì)溶液，兩個隔離的半電池通過鹽橋連接起來。半電池中的反應就是半反應即電極反應。所以半電池又叫電極。第七頁，共二十四頁。鹽橋：在U型管中裝滿用飽和KCl溶液和瓊脂做成的凍膠。這種裝置能將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，稱為原電池（Primary Cell） 鹽橋的作用： 使Cl-向鋅鹽方向移動，K+向銅鹽方向移動，使Zn鹽和Cu鹽溶液一直保持電中性，從而使電子不斷從Zn極流向Cu極。這樣可以大大提高電池效率。第八頁，共二十四頁。原電池電極反應式

3、的書寫注意事項：（1） 找出兩極放電的物質(zhì)，負氧正還。（2）要注意溶液的酸堿性，適當?shù)脑陔姌O方程式兩邊添加H+、OH、H2O，以遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒。（3）要注意電極反應產(chǎn)物是否與電解質(zhì)溶液發(fā)生反應。小結第九頁，共二十四頁。原電池應用負極（鋅筒） ：Zn-2e-=Zn 2+ 正極（石墨） ： 2NH4+ +2e-= 2NH3+ 2H2 總反應：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+2H2 1、鋅-錳干電池(酸性）常用電池的電極反應和電池總反應式書寫第十頁，共二十四頁。2、鉛蓄電池負極Pb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4正極PbO2：PbO2+4H+ + SO42- +2e- =

4、PbSO4+2H2O總反應：第十一頁，共二十四頁。鈕扣電池：不銹鋼制成一個由正極殼和負極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極一端填充由Ag2O和少量石墨組成的正極活性材料，負極蓋一端填充鋅汞合金作負極活性材料，電解質(zhì)溶液為濃KOH溶液，已知電池內(nèi)Zn的氧化產(chǎn)物為ZnO，3、銀-鋅電池負極：Zn+ 2OH- -2e- =ZnO+H2O 正極：Ag2O+ H2O +2e- =2Ag+ 2OH- 總反應： Ag2O+ Zn =ZnO+ 2Ag第十二頁，共二十四頁。電極: Pt制作的惰性電極電解質(zhì)溶液: KOH溶液負極: 2H2 - 4e- + 4OH- 4H2O正極: O2 + 2H2O + 4e- 4OH-

5、 總反應：2H2+ O22H2O拓展創(chuàng)新氫氧燃料電池若為酸性介質(zhì)，試寫出電極反應式？思考:負極：2H2 - 4e- 4H+正極: O2+ 4H+ + 4e- 2H2O4、新型燃料電池(氫氧燃料電池/甲烷電池/煤氣電池/海水-空氣電池)第十三頁，共二十四頁。5、海水電池（電解質(zhì)溶液為海水）負極：4Al-12e=4Al3+，正極：3O2+6H2O+12e=12OH總反應：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)36、鋰電池（非水有機溶劑電解液）負極：2Li-2e=2Li+，正極：I2+2e=2I，總反應：2Li+I2=2LiI跟相同質(zhì)量的其它金屬作負極相比，使用壽命延長，高能、質(zhì)輕、電壓高、工作效

6、率高、儲存壽命長。第十四頁，共二十四頁。1、2、金屬陽離子失e-氧化反應金屬腐蝕的類型化學腐蝕電化腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕（常見普遍）金屬腐蝕及防護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)生化學反應（氧化還原）而腐蝕損耗的過程。第十五頁，共二十四頁。鋼鐵表面形成的微小原電池示意圖鋼鐵的腐蝕第十六頁，共二十四頁。鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖第十七頁，共二十四頁。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- 電極反應負極Fe(- )Fe-2e

7、=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正極C(+)2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH-總反應:Fe+2H+=Fe2+2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)系第十八頁，共二十四頁。鋼鐵腐蝕的防護：例6：改變金屬的內(nèi)部組織結構：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

8、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；第十九頁，共二十四頁。2.金屬表面覆蓋保護層3.電化學保護法原理：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時，讓被保護金屬做正極，不反應，起到保護作用；而活潑金屬反應受到腐蝕。第二十頁，共二十四頁。犧牲陽極的陰極保護法示意圖第二十一頁，共二十四頁。練習：下列裝置中的純鋅棒都浸在相同濃度的稀硫酸中，鋅棒腐蝕速度從快到慢的順序是 A B C D D第二十二頁，共二十四頁。 在同一電解質(zhì)溶液中，金屬腐蝕的快慢規(guī)律如下：電解原理引起的腐蝕原電池原理引起的腐蝕化學腐蝕有防腐措施的腐蝕 防腐措施由好到壞的順序如下：外接電源的陰極保護法犧牲陽極的陰極保護法有一般防腐條件的腐蝕無防腐條件的腐蝕小結第二十三頁，共二十四頁。 例1：航天技術上使用的氫氧燃料電池具有高能、輕便、無污染的優(yōu)點。氫氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的總反應都可以表示為2H2+O2=2H2O，