高中化學(xué)（課標(biāo)點(diǎn)擊+課前導(dǎo)讀+知識(shí)解惑+課堂演練）1.3 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 電池課件 魯科版選修4.ppt

第1章化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化第3節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 電池 欄目鏈接 1 了解原電池的工作原理 根據(jù)電流的方向判斷原電池的正極和負(fù)極 并理解電極反應(yīng)的概念 2 了解原電池的實(shí)際應(yīng)用 3 理解金屬腐蝕的電化學(xué)原理以及了解相應(yīng)的防護(hù)措施 欄目鏈接 欄目鏈接 一 原電池的工作原理 1 原電池的定義電化學(xué)上將 能轉(zhuǎn)化為 能的裝置稱為原電池 化學(xué) 電 欄目鏈接 2 銅鋅原電池裝置及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析 1 裝置 欄目鏈接 2 實(shí)現(xiàn)現(xiàn)象 減少 增加 減少 增加 欄目鏈接 3 實(shí)驗(yàn)分析 zn 2e zn2 cu2 2e cu 流出 流入 zn cuso4 znso4 cu 欄目鏈接 1 銅鋅原電池中鹽橋的作用是什么 思考應(yīng)用 答案 鹽橋可提供定向移動(dòng)的陰陽離子 使由它連接的兩溶液保持電中性 保障了電子通過外電路從鋅到銅的不斷轉(zhuǎn)移 使鋅的溶解和銅的析出過程得以繼續(xù)進(jìn)行 導(dǎo)線的作用是傳遞電子 溝通外電路 而鹽橋的作用則是溝通內(nèi)電路 欄目鏈接 3 原電池的工作原理外電路中電子由 極流向 極 內(nèi)電路 電解質(zhì)溶液 中陰離子移向 極 陽離子移向 極 電子發(fā)生定向移動(dòng)從而形成電流 實(shí)現(xiàn)了 能向 能的轉(zhuǎn)化 負(fù) 正 負(fù) 正 化學(xué) 電 欄目鏈接 4 原電池的構(gòu)成條件 1 不同的兩個(gè)電極 2 電極均與 接觸 3 形成閉合回路 4 能自發(fā)地發(fā)生 反應(yīng) 活潑性 電解質(zhì)溶液 氧化還原 欄目鏈接 二 化學(xué)電源 1 化學(xué)電源的分類 1 一次電池 只能放電 不能充電 使用后棄去 可能造成 2 可充電電池 也稱 可以反復(fù)充電和放電 放電時(shí)是一個(gè) 將 能轉(zhuǎn)化為 充電時(shí)是一個(gè) 將 轉(zhuǎn)化為 環(huán)境污染 二次電池 原電池 化學(xué) 電能 電解池 電能 化學(xué)能 欄目鏈接 3 燃料電池 電池負(fù)極輸入燃料 發(fā)生 反應(yīng) 正極輸入 發(fā)生 反應(yīng) 實(shí)現(xiàn)一個(gè)相當(dāng)于燃燒反應(yīng)的電池反應(yīng) 將 轉(zhuǎn)化為 氧化 氧氣 還原 化學(xué)能 電能 欄目鏈接 2 常見化學(xué)電源 1 鋅錳干電池 一次電池 負(fù)極 鋅 發(fā)生的反應(yīng) 正極 石墨 2nh 2e 2nh3 h2 電池反應(yīng) zn 2e zn2 zn 2nh zn2 2nh3 h2 欄目鏈接 2 鉛蓄電池 二次電池 負(fù)極 正極 pbo2 so 4h 2e pbso4 2h2o 總反應(yīng)為 pb pbo2 2h2so4 2pbso4 2h2o pb so 2e pbso4 欄目鏈接 3 氫氧燃料電池 電解質(zhì)溶液是koh溶液 在負(fù)極通入h2 正極通入o2 電極反應(yīng)為 負(fù)極 正極 總反應(yīng) 2h2 4oh 4e 4h2o o2 2h2o 4e 4oh 2h2 o2 2h2o 欄目鏈接 2 可充電電池充電時(shí)電極與外接電源的正 負(fù)極如何連接 思考應(yīng)用 答案 可充電電池充電時(shí)的電極接法為 欄目鏈接 三 金屬的腐蝕與防護(hù) 1 金屬的腐蝕 1 定義 金屬表面跟周圍接觸到的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或因 而遭到破壞 電化學(xué)作用 欄目鏈接 2 分類 金屬腐蝕可分為 和 是指金屬與其他物質(zhì)直接接觸發(fā)生 而發(fā)生的腐蝕 是指不純的金屬或合金接觸電解質(zhì)溶液 使較活潑的金屬發(fā)生 而引起的腐蝕 現(xiàn)實(shí)生活中 兩種腐蝕往往同時(shí)發(fā)生 但 更普遍 危害更嚴(yán)重 化學(xué)腐蝕 電化學(xué)腐蝕 化學(xué)腐蝕 化學(xué)反應(yīng) 電化學(xué)腐蝕 電化學(xué)反應(yīng) 電化學(xué)腐蝕 欄目鏈接 3 鋼鐵的腐蝕 較弱 呈中性 fe 2e fe2 fe 2e fe2 2h 2e h2 o2 2h2o 4e 4oh 2h fe fe2 h2 2fe o2 2h2o 2fe oh 2 欄目鏈接 3 化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的本質(zhì)相同嗎 兩者有何區(qū)別 思考應(yīng)用 答案 兩者的本質(zhì)相同 都是金屬失去電子被氧化即a ne an 兩者的區(qū)別是化學(xué)腐蝕沒有電流產(chǎn)生 而電化學(xué)腐蝕有電流產(chǎn)生 欄目鏈接 2 金屬的防護(hù) 1 改變金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu) 如制成合金等 2 加防護(hù)層 如在金屬表面 等 3 電化學(xué)防腐蝕 1 犧牲陽極保護(hù)法 這種方法通常是在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備 如鍋爐內(nèi)壁 船體外殼等 上裝上若干 作原電池的 不斷遭受腐蝕 定期拆換 而作為 的鋼鐵被保護(hù)了下來 噴油漆 涂油脂 電鍍 鋅塊 負(fù)極 正極 欄目鏈接 2 陰極電保護(hù)法 這種方法是將被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備 如鋼閘門 與外加直流電源的 極相連作為 極 而將直流電源的正極接到一些廢鐵上 使廢鐵成為 極 負(fù) 陰 陽 欄目鏈接 防腐效果由好到差的順序?yàn)?外加電源的陰極電保護(hù)法防腐 犧牲陽極保護(hù)法防腐 有一般防護(hù)條件的防腐 無防護(hù)條件的防腐 溫馨提示 欄目鏈接 1 下列說法正確的是 a 鉛蓄電池在放電過程中 負(fù)極質(zhì)量減小 正極質(zhì)量增加b 氫氧燃料電池中負(fù)極的電極反應(yīng)式為 o2 2h2o 4e 4oh c 甲醇燃料電池以酸性溶液為電解質(zhì)溶液 其負(fù)極反應(yīng)為 ch3oh h2oco2 6h 6e d 電池工作時(shí) 電子由負(fù)極通過電解質(zhì)溶液流向正極 活學(xué)活用 欄目鏈接 活學(xué)活用 解析 鉛蓄電池在放電過程中 負(fù)極電極反應(yīng)式pb so 2e pbso4 負(fù)極質(zhì)量增加 正極電極反應(yīng)式為pbo2 4h so 2e pbso4 2h2o 正極質(zhì)量增加 故a項(xiàng)錯(cuò)誤 氫氧燃料電池中 負(fù)極上h2失去電子 故b項(xiàng)錯(cuò)誤 該燃料電池的電解質(zhì)溶液呈酸性 所以負(fù)極上甲醇失電子和水反應(yīng)生成二氧化碳和氫離子 電極反應(yīng)式為 ch3oh 6e h2o co2 6h 故c項(xiàng)正確 原電池中 電子從負(fù)極通過導(dǎo)線流向正極 故d項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 c 欄目鏈接 2 將純鋅片和純銅片按如圖所示方法插入相同濃度的稀硫酸中一段時(shí)間 以下敘述正確的是 活學(xué)活用 欄目鏈接 a 兩燒杯中銅片表面均無氣泡產(chǎn)生b 甲中銅片是正極 乙中銅片是負(fù)極c 兩燒杯中溶液的ph均增大d 產(chǎn)生氣泡的速率甲比乙慢 活學(xué)活用 欄目鏈接 活學(xué)活用 解析 因乙杯中鋅片和銅片沒有接觸 故不能構(gòu)成原電池 而甲燒杯中鋅片與銅片構(gòu)成原電池 且h2從銅片上析出 故銅片表面有氣泡產(chǎn)生 a b兩項(xiàng)皆錯(cuò) 又因甲燒杯中zn cu用導(dǎo)線連接后構(gòu)成原電池 加快了zn的溶解 故d項(xiàng)錯(cuò) 同時(shí) 兩杯中的zn都能與稀h2so4反應(yīng)產(chǎn)生h2而消耗h 故c項(xiàng)正確 答案 c 欄目鏈接 欄目鏈接 知識(shí)點(diǎn)一原電池 電解池的工作原理比較 欄目鏈接 欄目鏈接 欄目鏈接 例1銅鋅原電池如圖工作時(shí) 下列敘述正確的是 欄目鏈接 a 正極反應(yīng)zn 2e zn2 b 電池反應(yīng) zn cu2 zn2 cuc 在外電路中 電子從負(fù)極移向正極d 鹽橋中k 移向znso4溶液 欄目鏈接 解析 a項(xiàng)中 zn是負(fù)極 故a錯(cuò)誤 b項(xiàng)中 電池總反應(yīng)和沒有形成原電池的氧化還原反應(yīng)相同 故b正確 c項(xiàng)中 根據(jù)閉合回路的電流方向 在外電路中 電子由負(fù)極流向正極 故c正確 d項(xiàng)中 在溶液中 陽離子往正極移動(dòng) k 移向cuso4溶液 故d錯(cuò)誤 答案 bc 欄目鏈接 變式應(yīng)用 1 某小組為研究電化學(xué)原理 設(shè)計(jì)如圖裝置 下列敘述不正確的是 欄目鏈接 變式應(yīng)用 a a和b不連接時(shí) 鐵片上會(huì)有金屬銅析出b a和b用導(dǎo)線連接時(shí) 銅片上發(fā)生的反應(yīng)為 cu2 2e cuc 無論a和b是否連接 鐵片均會(huì)溶解 溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色d a和b分別連接直流電源正 負(fù)極 電壓足夠大時(shí) cu2 向銅電極移動(dòng) 欄目鏈接 變式應(yīng)用 解析 a和b不連接時(shí) 不能構(gòu)成原電池 鐵置換出的銅附著在鐵片上 故a項(xiàng)正確 a和b用導(dǎo)線連接時(shí) 構(gòu)成原電池 溶液中的cu2 得到電子生成銅在銅片上析出 故b正確 無論a和b是否連接 都是鐵片不斷溶解生成fe2 溶液中的cu2 不斷得到電子生成cu 從溶液中析出 溶液顏色從藍(lán)色逐漸變成淺綠色 故c項(xiàng)正確 a和b分別連接直流電源正 負(fù)極時(shí) 裝置為電解池 銅電極為陽極 鐵為陰極 電解質(zhì)溶液中陽離子向陰極移動(dòng) 因此 即使電壓足夠大 cu2 也只能向陰極移動(dòng) 故d項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 d 欄目鏈接 知識(shí)點(diǎn)二判斷原電池的正負(fù)極及電極反應(yīng)式的書寫 1 判斷原電池的正負(fù)極 1 由組成原電池的兩極電極材料判斷 一般是活潑性較強(qiáng)的金屬為負(fù)極 活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極 注 一定要注意實(shí)際情況 如 mg al naoh al才是負(fù)極 al cu 濃硝酸 cu才是負(fù)極 2 根據(jù)電流方向或電子流動(dòng)方向判斷 電流是由正極流向負(fù)極 電子流動(dòng)方向是由負(fù)極流向正極 欄目鏈接 3 根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動(dòng)方向判斷 在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi) 陽離子移向的極是正極 陰離子移向的極是負(fù)極 4 根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷 原電池的負(fù)極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng) 負(fù)失氧 其正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng) 正得還 欄目鏈接 5 根據(jù)原電池的兩極發(fā)生的現(xiàn)象判斷 溶解或質(zhì)量減輕的電極為負(fù)極 電極增重 有金屬析出 或有氣泡放出的一極為正極 此規(guī)則具有相當(dāng)?shù)木窒扌?可用于一些非常規(guī)的原電池的電極判定 如al cu 稀硫酸 但不適用于目前許多的新型燃料電池的電極的判定 學(xué)習(xí)中常犯的錯(cuò)誤是原電池正負(fù)極的判斷 不一定是較活潑的金屬一定作負(fù)極 而要看是否發(fā)生氧化反應(yīng) 如 鐵 銅和濃硝酸組成的原電池 雖然鐵的活潑性比較強(qiáng) 但不能與濃硝酸反應(yīng) 而銅可以 因此銅作負(fù)極 鐵作正極 欄目鏈接 2 電極反應(yīng)式的書寫 1 一般電極反應(yīng)式的書寫 欄目鏈接 2 復(fù)雜電極反應(yīng)式的書寫 如書寫ch4在酸性燃料電池中總反應(yīng)式為 ch4 2o2 co2 2h2o正極反應(yīng)式 2o2 8h 8e 4h2o負(fù)極反應(yīng)式 ch4 2h2o 8e co2 8h 欄目鏈接 3 注意問題 書寫電極方程式時(shí)一定要考慮電解質(zhì)溶液的酸堿性 如氫氧燃料電池 在酸性溶液中 負(fù)極反應(yīng) h2 2e 2h 在堿性溶液中負(fù)極反應(yīng)為 2h2 4oh 4e 2h2o 原電池中正負(fù)極電極反應(yīng)式 對(duì)于強(qiáng)弱電解質(zhì)的書寫形式 一般要求與離子方程式相同 欄目鏈接 例2 1 我國首創(chuàng)的海洋電池 以海水為電解質(zhì)溶液 總反應(yīng)為 4al 3o2 6h2o 4al oh 3 則該電池負(fù)極反應(yīng)式為 正極反應(yīng)式 2 如右圖 若a為銅片 b為鐵片 電解質(zhì)為fecl3溶液 則作銅片為 極 填正或負(fù) 寫出電極反應(yīng)式 正極 負(fù)極 欄目鏈接 欄目鏈接 解析 1 根據(jù)反應(yīng)方程式知 正極為o2發(fā)生還原反應(yīng)生成oh 負(fù)極是al 負(fù)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成al3 2 根據(jù)正負(fù)極材料的活潑性知 鐵片作負(fù)極 銅片作正極 正極上fe3 得電子生成fe2 答案 1 4al 12e 4al3 3o2 6h2o 12e 12oh 2 正2fe3 2e 2fe2 fe 2e fe2 欄目鏈接 變式應(yīng)用 2 如圖所示 試回答下列問題 欄目鏈接 變式應(yīng)用 1 電解質(zhì)溶液為稀h2so4時(shí) 則負(fù)電極為 負(fù)極電極反應(yīng)式為 2 電解質(zhì)溶液為naoh時(shí) 則負(fù)電極為 負(fù)極電極反應(yīng)式為 欄目鏈接 變式應(yīng)用 解析 1 當(dāng)電解質(zhì)溶液為稀h2so4時(shí) mg al都和稀硫酸反應(yīng) 但mg失電子的能力大于al 所以mg作負(fù)極 al作正極 負(fù)極上mg失電子變成離子進(jìn)入溶液 所以負(fù)極電極反應(yīng)式為 mg 2e mg2 2 當(dāng)電解溶液為naoh時(shí) al和氫氧化鈉溶液反應(yīng) mg和氫氧化鈉溶液不反應(yīng) al失電子和氫氧根離子生成偏鋁酸根離子和水 即al 3e 4oh alo 2h2o 所以al作負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng) mg作正極 答案 1 鎂 mg mg 2e mg2 2 鋁 al al 3e 4oh alo 2h2o 欄目鏈接 知識(shí)點(diǎn)三化學(xué)電源 1 電池的分類 欄目鏈接 2 一次電池與二次電池的不同點(diǎn) 1 一次電池的活性物質(zhì) 發(fā)生氧化還原反應(yīng)的物質(zhì) 消耗到一定程度就不能使用了 如普通的鋅錳干電池 堿性鋅錳干電池 2 二次電池又稱充電電池或蓄電池 放電后可以再充電使活性物質(zhì)獲得再生 這類電池可以多次重復(fù)使用 如鉛蓄電池等 欄目鏈接 3 可充電電池放電時(shí)是一個(gè)原電池 將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 充電時(shí)是一個(gè)電解池 將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 3 常見的化學(xué)電池 1 鋅錳干電池 2 鉛蓄電池 鉛蓄電池的電極反應(yīng) 欄目鏈接 放電時(shí)二氧化鉛電極上發(fā)生還原反應(yīng) 鉛電極發(fā)生氧化反應(yīng) 充電時(shí)二氧化鉛電極上發(fā)生氧化反應(yīng) 鉛電極上發(fā)生還原反應(yīng) 欄目鏈接 3 氫氧燃料電池 寫電極反應(yīng)時(shí)要考慮介質(zhì)是否參與反應(yīng) 下面分別為堿性 酸性 中性介質(zhì)時(shí)的電極反應(yīng) a 電解質(zhì)溶液為koh溶液時(shí) 欄目鏈接 b 電解質(zhì)溶液為稀h2so4時(shí) c 電解質(zhì)溶液為na2so4溶液時(shí) 欄目鏈接 燃料電池的燃料除h2外 還有ch4 ch3oh和乙醇 c2h5oh 等 氫氧燃料電池因?yàn)楫a(chǎn)物只有水 不產(chǎn)生任何污染而備受關(guān)注 書寫燃料電池的電極反應(yīng)式應(yīng)注意的問題 a 電池的負(fù)極一定是可燃性氣體 失電子 發(fā)生氧化反應(yīng) 也稱陽極 電池的正極一定是助燃性氣體 得電子 發(fā)生還原反應(yīng) 也稱陰極 b 電極材料一般不參加化學(xué)反應(yīng) 只起傳導(dǎo)電子的作用 欄目鏈接 c 電極反應(yīng)式作為一種特殊的離子反應(yīng)方程式 也必須遵循原子守恒 電荷守恒規(guī)律 d 寫電極反應(yīng)式時(shí) 一定要注意電解質(zhì)是什么 其中的離子要和電極反應(yīng)式中出現(xiàn)的離子相對(duì)應(yīng) 在堿性電解質(zhì)中 電極反應(yīng)式中不能出現(xiàn)h 中性電解質(zhì)溶液中h oh 不能出現(xiàn)在反應(yīng)物中 e 正負(fù)極兩極的電極反應(yīng)式在得失電子守恒的條件下 相加后的電池反應(yīng)必是燃料燃燒反應(yīng)和燃燒產(chǎn)物與電解質(zhì)溶液反應(yīng)的疊加反應(yīng)式 欄目鏈接 如燃料電池 ch4 koh aq o2 負(fù)極 ch4 10oh 8e co 7h2o正極 2o2 4h2o 8e 8oh 總反應(yīng) ch4 2o2 2oh co 3h2o 欄目鏈接 例3鎳鎘 ni cd 可充電電池 在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用 已知某鎳鎘電池的電解質(zhì)溶液為koh溶液 其充 放電按下式進(jìn)行 cd 2niooh 2h2ocd oh 2 2ni oh 2 有關(guān)該電池的說法正確的是 欄目鏈接 a 充電時(shí)陽極反應(yīng) ni oh 2 oh niooh h2o e b 充電過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的過程c 放電時(shí)負(fù)極附近溶液的堿性不變d 放電時(shí)電解質(zhì)溶液中的oh 向正極移動(dòng) 欄目鏈接 解析 充電時(shí)作為電解裝置 電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 陽極發(fā)生氧化反應(yīng) 電極反應(yīng)為 ni oh 2 oh niooh h2o e 故a正確 b錯(cuò)誤 放電是一原電池裝置 化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?cd作負(fù)極 失去電子發(fā)生氧化反應(yīng) cd 2oh cd oh 2 2e cd周圍的 oh 下降 oh 向負(fù)極移動(dòng) 故c d兩項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 a 欄目鏈接 變式應(yīng)用 3 2013 天津卷 為增強(qiáng)鋁的耐腐蝕性 現(xiàn)以鉛蓄電池為外電源 以al作陽極 pb作陰極 電解稀硫酸 使鋁表面的氧化膜增厚 反應(yīng)原理如下 電池 pb s pbo2 s 2h2so4 aq 2pbso4 s 2h2o l 電解池 2al 3h2oal2o3 3h2 電解過程中 以下判斷正確的是 欄目鏈接 通電 變式應(yīng)用 欄目鏈接 變式應(yīng)用 解析 電池中pb電極是負(fù)極 pbo2電極是正極 h 移向pbo2電極 故a項(xiàng)錯(cuò)誤 每消耗3molpb 電路中通過電子的物質(zhì)的量為6mol 據(jù)電子守恒得n al2o3 1mol 故b項(xiàng)錯(cuò)誤 電池正極反應(yīng)式應(yīng)為pbo2 4h so 2e pbso4 2h2o 故c項(xiàng)錯(cuò)誤 電池pb電極的電極反應(yīng)式為pb so 2e pbso4 pb電極質(zhì)量增大 電解池pb電極的電極反應(yīng)式為2h 2e h2 電極質(zhì)量不變 故d項(xiàng)正確 答案 d 欄目鏈接 知識(shí)點(diǎn)四金屬的腐蝕與防護(hù) 1 金屬的腐蝕 1 金屬的腐蝕指的是金屬及其合金跟周圍接觸到的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被氧化而損耗的過程 2 金屬腐蝕的實(shí)質(zhì)都是金屬原子失去電子被氧化的過程 其反應(yīng)方程式 m代表金屬元素 為 m ne mn 欄目鏈接 3 金屬腐蝕的分類 欄目鏈接 4 化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的比較 欄目鏈接 2 鋼鐵析氫腐蝕和吸氧腐蝕的比較 欄目鏈接 續(xù)表 欄目鏈接 3 金屬的防護(hù) 1 內(nèi)因 改變內(nèi)部組成和結(jié)構(gòu) 如與鉻 鎳等形成不銹鋼 2 外因 防止形成原電池 改變電解質(zhì)溶液為非電解質(zhì) 如涂上油漆 礦物性油脂等 欄目鏈接 鍍上一層純金屬 鋅 錫 鉻 鎳 以改變電極 使不存在活動(dòng)性不同的兩個(gè)電極 只有一極不形成原電池 如 表層鍍鋅的鍍鋅鐵破損后 鐵為正極 不腐蝕 鋅為負(fù)極 被腐蝕 可以不斷補(bǔ)充鋅 保護(hù)鐵 延長鋼鐵的使用期 而表層鍍錫的鍍錫鐵 價(jià)格雖比鍍鋅鐵低 但表層磨損后 錫為正極 鐵為負(fù)極 加快了鋼鐵的腐蝕 此外 還可將鐵鈍化使之表面形成一層致密的fe3o4氧化膜 欄目鏈接 3 電化學(xué)保護(hù)法 接鋅塊形成原電池 犧牲鋅 負(fù)極 保護(hù)鐵 正極 習(xí)慣上叫做犧牲陽極的陰極保護(hù)法 如下圖 如船殼上打上鋅塊 鋼鐵外接電源負(fù)極形成電解池 使之成為陰極而被保護(hù) 習(xí)慣上叫做外加電流的陰極保護(hù)法 如鋼閘門接低壓直流作負(fù)極 石墨接電源正極作陽極 浸入水中 如下圖 欄目鏈接 就防護(hù)效果而言 法優(yōu)于 法 欄目鏈接 欄目鏈接 4 金屬腐蝕的快慢的判斷方法 1 電解原理引起的腐蝕 原電池原理引起的腐蝕 化學(xué)腐蝕 有防護(hù)措施的腐蝕 2 同一金屬在不同溶液中的腐蝕速率 強(qiáng)電解質(zhì) 弱電解質(zhì) 非電解質(zhì) 欄目鏈接 3 原電池原理引起的腐蝕速率 兩極金屬活動(dòng)性相差越大 腐蝕越快 4 同一電解質(zhì)溶液 電解質(zhì)溶液濃度越大 腐蝕越快 5 常見金屬防護(hù)的措施 1 改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 2 在金屬表面覆蓋保護(hù)層 欄目鏈接 欄目鏈接 例4下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護(hù)的說法正確的是 a 鋼管與電源正極連接 鋼管可被保護(hù)b 鐵遇冷濃硝酸表面鈍化 可保護(hù)內(nèi)部不被腐蝕c 鋼管與銅管露天堆放在一起時(shí) 鋼管不易被腐蝕d 鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時(shí) 負(fù)極反應(yīng)是fe fe3 3e 欄目鏈接 解析 a項(xiàng)中鋼管與電源負(fù)極相連可被保護(hù) c項(xiàng)中鋼管和鋼管堆放在一起時(shí)可構(gòu)成原電池從而使鋼管被腐蝕 d項(xiàng)中應(yīng)生成fe2 答案 b 欄目鏈接 變式應(yīng)用 4 2013 北京卷 下列金屬防腐的措施中 使用外加電流的陰極保護(hù)法的是 a 水中的鋼閘門連接電源的負(fù)極b 金屬護(hù)欄表面涂漆c 汽車底盤噴涂高分子膜d 地下鋼管連接鎂塊 欄目鏈接 變式應(yīng)用 解析 水中的鋼閘門連接電源負(fù)極 陰極上得電子被保護(hù) 所以屬于使用外加電流的陰極保護(hù)法 故a項(xiàng)正確 對(duì)金屬護(hù)欄涂油漆使金屬和空氣 水等物質(zhì)隔離而防止生銹 沒有連接外加電源 故b項(xiàng)錯(cuò)誤 汽車底盤噴涂高分子膜阻止了鐵與空氣 水的接觸 從而防止金屬鐵防銹 沒有連接外加電源 故c項(xiàng)錯(cuò)誤 鎂的活潑性大于鐵 用犧牲鎂塊塊的方法來保護(hù)船身而防止鐵被腐蝕 屬于犧牲陽極的陰極保護(hù)法 故d項(xiàng)錯(cuò)誤 答案 a 欄目鏈接 知識(shí)點(diǎn)五原電池原理的應(yīng)用 1 用于比較不同金屬的活動(dòng)性強(qiáng)弱根據(jù)原電池原理可知 在原電池反應(yīng)過程中 一般活動(dòng)性強(qiáng)的金屬作負(fù)極 而活動(dòng)性弱的金屬 或碳棒 作正極 2 用于加快化學(xué)反應(yīng)速率由于原電池將氧化還原反應(yīng)拆成兩個(gè)半反應(yīng)且有電流產(chǎn)生 因而反應(yīng)速率加快 欄目鏈接 如zn與稀h2so4反應(yīng)制氫氣時(shí) 可向溶液中滴加少量cuso4溶液 形成cu zn原電池 加快反應(yīng)進(jìn)行 3 用于金屬的防護(hù)要保護(hù)一個(gè)鐵制閘門 可用導(dǎo)線將其與一鋅塊相連 使鋅作原電池的負(fù)極 鐵制閘門作正極 4 用于設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源 1 首先將已知的氧化還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng) 欄目鏈接 2 根據(jù)原電池的電極反應(yīng)特點(diǎn) 結(jié)合兩個(gè)半反應(yīng)找出正 負(fù)極材料及電解質(zhì)溶液 電極材料的選擇 在原電池中 選擇還原性較強(qiáng)的物質(zhì)作為負(fù)極 氧化性較強(qiáng)的物質(zhì)作為正極 并且 原電池的電極必須導(dǎo)電 欄目鏈接 電解質(zhì)溶液的選擇 電解質(zhì)溶液一般要能夠與負(fù)極發(fā)生反應(yīng) 或者電解質(zhì)溶液中溶解的其他物質(zhì)能與負(fù)極發(fā)生反應(yīng) 如空氣中的氧氣 但如果兩個(gè)半反應(yīng)分別在兩個(gè)容器中進(jìn)行 中間連接鹽橋 則左右兩個(gè)容器中的電解質(zhì)溶液應(yīng)選擇與電極材料相同的陽離子 如在銅 鋅 硫酸銅構(gòu)成的原電池中 負(fù)極金屬鋅浸泡在含有zn2 的電解質(zhì)溶液中 而正極銅浸泡在含有cu2 的電解質(zhì)溶液中 3 按要求畫出原電池裝置圖 欄目鏈接 例5 2013 廣東卷 1 能量之間可以相互轉(zhuǎn)化 電解食鹽水制備cl2是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能 而原電池可將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 設(shè)計(jì)兩種類型的原電池 探究其能量轉(zhuǎn)化效率 限選材料 znso4 aq f