明天上課用的

1電化學(xué)部分一、基本概念與基本理論

原電池(化學(xué)電源)、電解池（精煉池、電鍍池）明天上課用的第1頁

生活現(xiàn)象橘子明天上課用的第2頁CuZnZnZnCBA*試驗(yàn)探究1*試驗(yàn)指導(dǎo)：1.按圖示進(jìn)行試驗(yàn)操作。2.觀察：金屬片上是否有氣泡產(chǎn)生。DCuCu稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸明天上課用的第3頁1.概念：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能裝置叫做原電池一、原電池電子流出一極電子流入一極負(fù)極：正極：氧化反應(yīng)還原反應(yīng)鋅片（負(fù)極）：銅片（正極）：原電池總反應(yīng)：Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑電極反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑明天上課用的第4頁D觀察：電流計(jì)指針是否偏轉(zhuǎn)。

ACB*試驗(yàn)探究2*稀硫酸稀硫酸乙醇稀硫酸CZnZnZnZnCuCuZn

BB偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)不偏轉(zhuǎn)

明天上課用的第5頁條件一原電池電極材料結(jié)論一

H2SO4溶液CuZn

GH2SO4溶液CZn

GH2SO4溶液ZnZn

G

有兩種活動(dòng)性不一樣金屬（或一個(gè)金屬和一個(gè)非金屬導(dǎo)體）做電極，較活潑金屬為負(fù)極，較不活潑金屬（碳棒）為正極．AB銅鋅原電池明天上課用的第6頁條件二溶液性質(zhì)結(jié)論二H2SO4溶液CuZn

G

乙醇CuZn

G兩個(gè)電極插入電解質(zhì)溶液中。兩個(gè)電極插入電解質(zhì)溶液中。C銅鋅原電池明天上課用的第7頁

稀硫酸Zn

稀硫酸Cu條件三閉合回路結(jié)論三兩電極與電解質(zhì)溶液必須形成閉合回路。

H2SO4溶液CuZn

GD銅鋅原電池鹽橋Cl-K+明天上課用的第8頁/8/219鹽橋能夠消除電荷不平衡現(xiàn)象鹽橋—

是由強(qiáng)電解質(zhì)（飽和KCl)溶液和瓊脂裝入U(xiǎn)型玻璃管中制成，離子在鹽橋中既可運(yùn)動(dòng)，又可固定。鹽橋工作原理：經(jīng)過鹽橋——

負(fù)離子Cl-向Zn半電池運(yùn)動(dòng)，供給負(fù)電荷，中和溶液中Zn2+過剩正電荷；正離子K+向Cu半電池運(yùn)動(dòng)，供給正電荷，中和溶液中SO42-

過剩負(fù)電荷。從而使銅鹽、鋅鹽溶液保持電荷平衡，維持電中性，反應(yīng)不停進(jìn)行，不停產(chǎn)生電流。明天上課用的第9頁*形成原電池條件*

：注意：必須有一個(gè)自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)。1．有兩種活動(dòng)性不一樣金屬（或一個(gè)金屬和一個(gè)非金屬導(dǎo)體）做電極，較活潑金屬為負(fù)極，較不活潑金屬（碳棒）為正極．2．兩個(gè)電極插入電解質(zhì)溶液中。3．組成閉合回路。2．兩個(gè)電極插入電解質(zhì)溶液中。明天上課用的第10頁11氧化反應(yīng)Zn-2e=Zn2+

銅鋅原電池電解質(zhì)溶液鹽橋失e，沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)2H++2e-=H2陰離子陽離子總反應(yīng)：負(fù)極正極2H++2e-=H2Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2Zn+H2SO4=ZnSO4+H2(離子方程式）（化學(xué)方程式）電極反應(yīng)正極：負(fù)極：（氧化反應(yīng)）（還原反應(yīng)）陽離子2、原電池原理外電路內(nèi)電路明天上課用的第11頁1、以下各種情況是否形成了原電池？AgFeG鹽酸溶液含雜質(zhì)CFe片鹽酸溶液AlMgGCCl4溶液CuZnGAFEDCB鹽酸溶液CuZnCuSO4溶液H2SO4溶液CuCG練一練明天上課用的第12頁能量轉(zhuǎn)化電極材料電極確實(shí)定電極反應(yīng)(工作原理)組成條件電流與電子方向

負(fù)極：Zn-2e－＝Zn2＋

發(fā)生氧化反應(yīng)

正極：2H++2e－＝H2↑

發(fā)生還原反應(yīng)負(fù)極：電子流出極(活潑金屬)。正極：電子流入極(較不活潑金屬或?qū)щ姺墙饘?。1．兩種不一樣金屬?；瘜W(xué)能→電能1．有兩種活潑性不一樣金屬（或一個(gè)是非金屬導(dǎo)體）作電極；電子：負(fù)極→正極電流：正極→負(fù)極或者原電池小結(jié)一、原電池2．一個(gè)金屬和一個(gè)非金屬導(dǎo)體。2．電極插入相通電解質(zhì)溶液中；3．兩極用導(dǎo)線相連形成閉合回路。明天上課用的第13頁14三、化學(xué)電源［學(xué)與問］在日常生活和學(xué)習(xí)中，你用過哪些電池，你知道電池其它應(yīng)用嗎？電池化學(xué)電池太陽能電池原子能電池將化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能裝置將太陽能轉(zhuǎn)換成電能裝置將放射性同位素自然衰變時(shí)產(chǎn)生熱能經(jīng)過熱能轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔苎b置明天上課用的第14頁15知識(shí)點(diǎn)1：化學(xué)電池1)概念:將化學(xué)能變成電能裝置2)分類:①一次電池又稱不可充電電池——如：干電池②二次電池又稱充電電池——蓄電池③燃料電池3)優(yōu)點(diǎn):4)電池優(yōu)劣判斷標(biāo)準(zhǔn):①能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。②能夠制成各種形狀和大小、不一樣容量和電壓電池和電池組，使用方便。③易維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。①比能量［符號(hào)(A·h/kg)，(A·h/L)］指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能多少②比功率[符號(hào)是W/kg，W/L)]指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出功率大小③電池儲(chǔ)存時(shí)間長(zhǎng)短明天上課用的第15頁負(fù)極：正極：電池反應(yīng)方程式2NH4++Zn=2NH3+H2+Zn2+2NH4++2e-=2NH3+H2Zn–2e-=Zn2+電極反應(yīng)式1、鋅-錳干電池（酸性電解質(zhì)溶液）明天上課用的第16頁17電池－鉛蓄電池1、電極材料及原料2、電解質(zhì)溶液3、電極反應(yīng)式：正極：PbO2

負(fù)極：PbH2SO4溶液負(fù)極（Pb）:

Pb-2e-+SO42

-=PbSO4Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O

正極（PbO2）:PbO2+4H++SO42

-+2e-=PbSO4+2H2O總反應(yīng)：(放電時(shí))轉(zhuǎn)移1mole-消耗多少molH2SO4明天上課用的第17頁182PbSO4+2H2O

Pb+PbO2+2H2SO4①充電過程PbSO4

+2e-=Pb+SO42-

還原反應(yīng)陰極：陽極：PbSO4

+2H2O-2e-=PbO2

+4H++SO42-

氧化反應(yīng)接電源負(fù)極接電源正極充電過程總反應(yīng)：2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4鉛蓄電池充放電過程：放電充電明天上課用的第18頁193)鉛蓄電池優(yōu)缺點(diǎn)簡(jiǎn)析缺點(diǎn)：比能量低、粗笨、廢棄電池污染環(huán)境優(yōu)點(diǎn)：可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉其它二次電池鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池、聚合物鋰離子蓄電池……明天上課用的第19頁20大有發(fā)展前景燃料電池

燃料電池是利用氫氣、天然氣、甲醇等燃料與氧氣或空氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放出來化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能一類原電池。當(dāng)前燃料電池能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)近80%，約為火力發(fā)電2倍。這是因?yàn)榛鹆Πl(fā)電中放出廢熱太多。燃料電池噪聲及硫氧化物、氮氧化物等廢氣污染都靠近零；燃料電池創(chuàng)造于19世紀(jì)30年代末，經(jīng)重復(fù)試驗(yàn)、改進(jìn)，到20世紀(jì)60年代才開始進(jìn)入實(shí)用階段。第一代燃料電池

大致情況以下：

(三)燃料電池明天上課用的第20頁21氫氧燃料電池工作原理介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

酸性負(fù)極正極中性負(fù)極

正極堿性負(fù)極正極2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=4H2O2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-明天上課用的第21頁22固體氫氧燃料電池固體電解質(zhì)介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

負(fù)極正極負(fù)極

正極2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O明天上課用的第22頁23它是以兩根金屬鉑片插入KOH溶液中作電極，又在兩極上分別通入甲烷和氧氣。電極反應(yīng)為：負(fù)極：正極：電池總反應(yīng)：2O2+4H2O+8e-=8OH-CH4+10OH--8e-=CO32-+

7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3

+

3H2O甲烷新型燃料電池分析溶液pH改變。電解質(zhì)為KOH溶液若用C2H6、CH3OH呢？明天上課用的第23頁24C2H6燃料電池、電解質(zhì)為KOH溶液負(fù)極：正極：電池總反應(yīng)：CH3OH燃料電池、電解質(zhì)為KOH溶液負(fù)極：正極：電池總反應(yīng)：7O2+14H2O+28e-=28OH-2C2H6+36OH--28e-=4CO32-+

24H2O2C2H6+7O2+8KOH=4K2CO3

+

10H2O3O2+6H2O+12e-=12OH-2CH3OH+16OH--12e-=2CO32-+

12H2O2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3

+

6H2O明天上課用的第24頁25C4H10、空氣燃料電池、電解質(zhì)為熔融K2CO3,

用稀土金屬材料作電極（含有催化作用）負(fù)極：正極：電池總反應(yīng)：13O2+52e-

+26CO2=26CO3

2-2C4H10-52e-+26CO32--=34

CO2+

10H2O2C4H10+13O2=8CO2

+

10H2O明天上課用的第25頁261.利用原電池原理設(shè)計(jì)新型化學(xué)電池；2.改改變學(xué)反應(yīng)速率，如試驗(yàn)室用粗鋅與硫酸反應(yīng)制取氫氣；3.進(jìn)行金屬活動(dòng)性強(qiáng)弱比較；4.電化學(xué)保護(hù)法，即將金屬作為原電池正極而受到保護(hù)。如在鐵器表面鍍鋅。三、原電池主要應(yīng)用：5.解釋一些化學(xué)現(xiàn)象明天上課用的第26頁三、金屬腐蝕與防護(hù)1.金屬腐蝕：金屬表面與周圍物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或因電化學(xué)作用而遭到破壞，稱為金屬腐蝕。2.金屬腐蝕類型：失e-氧化反應(yīng)電化腐蝕（常見普遍）金屬原子化學(xué)腐蝕3.金屬腐蝕本質(zhì)：金屬陽離子明天上課用的第27頁金屬腐蝕與防護(hù)聯(lián)想.質(zhì)疑

鐵生銹現(xiàn)象隨地可見。你有沒有想過，為何鐵在潮濕環(huán)境中比在干燥環(huán)境中更輕易生銹？為何當(dāng)一塊銅板上有鐵鉚釘時(shí)，鐵鉚釘尤其輕易生銹？明天上課用的第28頁金屬腐蝕與防護(hù)負(fù)極：(Fe)正極：(Cu)Fe-2e=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-電解質(zhì)溶液：空氣中SO2,CO2溶于水膜中電池總反應(yīng)：CuCuFeFe2+2e-OH-H2OO22Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2CuCuFeFe2+2e-OH-后續(xù)反應(yīng)：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3(Fe2O3·nH2O)明天上課用的第29頁金屬腐蝕與防護(hù)負(fù)極：(Fe)正極：(Cu)Fe-2e=Fe2+O2+2H2O+4e-=4OH-電解質(zhì)溶液：空氣中SO2,CO2溶于水膜中電池總反應(yīng)：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2后續(xù)反應(yīng)：4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3還能夠?qū)⑦€原電極（正極）電極反應(yīng)寫為：

(Fe2O3·nH2O)O2+4H++4e-=2H2O正極：(Cu)這兩種寫法反應(yīng)了反應(yīng)條件有什么區(qū)分？前者是在中性條件下而后者是在酸性條件下反應(yīng)明天上課用的第30頁金屬腐蝕與防護(hù)鋼鐵析氫腐蝕示意圖鋼鐵吸氧腐蝕示意圖思索：你能寫出它們電極反應(yīng)式嗎？明天上課用的第31頁金屬腐蝕與防護(hù)鋼鐵析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較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電極反應(yīng)負(fù)極Fe(-)正極C(+)總反應(yīng)Fe-2e=Fe2+2H++2e－

=H2↑Fe+2H+=Fe2+H2↑2Fe-4e=2Fe2+O2+2H2O+4e=4OH-2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3聯(lián)絡(luò)通常兩種腐蝕同時(shí)存在，但以后者更普遍。Fe2O3·nH2O明天上課用的第32頁金屬腐蝕與防護(hù)1、覆蓋保護(hù)層衣架和電線外面包上一層塑料層一些工具“機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位”選取油脂來防銹，為何不能用油漆？思索：依據(jù)金屬腐蝕原理，你能想出什么預(yù)防金屬腐蝕方法？自行車鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨Cr明天上課用的第33頁金屬腐蝕與防護(hù)思索：針對(duì)金屬電化學(xué)腐蝕，你能想出什么預(yù)防其腐蝕方法？2、犧牲陽極保護(hù)法

原理：形成原電池反應(yīng)時(shí)，讓被保護(hù)金屬做正極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用；而活潑金屬反應(yīng)充當(dāng)陽極（負(fù)極），受到腐蝕。航海船只船底四面鑲嵌鋅塊，就是利用犧牲陽極保護(hù)法來保護(hù)船體。航海船只船底四面鑲嵌鋅塊（白色），就是利用犧牲陽極陰極保護(hù)法。明天上課用的第34頁金屬腐蝕與防護(hù)犧牲陽極陰極保護(hù)法示意圖思索：你還有什么方法能夠預(yù)防鐵閘門被腐蝕？明天上課用的第35頁金屬腐蝕與防護(hù)廢鐵原理：將被保護(hù)金屬與另一附加電極作為電解池兩個(gè)極，使被保護(hù)金屬作為陰極，在外加直流電作用下使陰極得到保護(hù)。此法主要用于預(yù)防土壤、海水及水中金屬設(shè)備腐蝕。3、陰極電保護(hù)法明天上課用的第36頁金屬腐蝕與防護(hù)1、如圖,水槽中試管內(nèi)有一枚鐵釘，放置數(shù)天觀察：（1）若