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文檔簡介
第十二章電化學(xué)分散系第一講原電池原理及應(yīng)用原電池1.定義:把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置。2.構(gòu)成條件:回顧形成原電池的條件形成條件一:活潑性不同的兩個電極負(fù)極:較活潑的金屬正極:較不活潑的金屬、石墨等形成條件二:電極需插進(jìn)電解質(zhì)溶液中回顧形成原電池的條件形成條件三:必須形成閉合回路回顧形成原電池的條件2.構(gòu)成原電池的條件(1)有活潑性不同的兩個電極(2)兩電極都接觸電解質(zhì)溶液(3)正極、負(fù)極、電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路
判斷下列哪些裝置構(gòu)成了原電池?若不是,請說明理由;若是,請指出正負(fù)極名稱。①②③√××牛刀小試④⑤√√3.原電池的工作原理:氧化還原反應(yīng)負(fù)極正極Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2還原劑(Zn)失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng)氧化劑(H+)在銅極上得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)還原劑失去的電子從鋅極流出流入銅極.經(jīng)外電路Zn2+H+SO42-電流方向電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類型原電池的電極Zn片Cu片電池總反應(yīng)氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑負(fù)極正極Zn+2H+=Zn2++H2↑鋅銅原電池原理還原反應(yīng)4.原電池的正負(fù)極判斷1.根據(jù)組成原電池的兩極材料判斷。2.根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷。3.根據(jù)電極反應(yīng)來判斷。4.根據(jù)電極質(zhì)量的增減判斷。5.根據(jù)溶液中陰陽離子的移動方向判斷。(2007·全國Ⅱ理綜,10)在盛有稀硫酸的燒杯中放入用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片,下列敘述正確的是()
A正極附近的SO42-濃度逐漸增大
B電子通過導(dǎo)線由銅片流入鋅片
C正極有O2逸出
D銅片上有H2逸出
牛刀小試D5.電極反應(yīng)式的書寫①.確定正負(fù)極②.確定參與兩極反應(yīng)的物質(zhì)③.考慮介質(zhì)影響,確定產(chǎn)物形式④.兩極反應(yīng)式中得失電子總數(shù)相等⑤.兩極反應(yīng)式相加得總反應(yīng)式二、原電池原理的應(yīng)用1、研制分析化學(xué)電源;4、加快某些氧化還原反應(yīng)速率
2、尋找金屬防腐的方法3、判斷金屬活動性順序負(fù)極(鋅筒):Zn-2e-=Zn2+正極(石墨):2NH4++2e-=2NH3+H2總反應(yīng):Zn+2NH4+=Zn2++2NH3+H2干電池——Zn-Mn普通干電池1.常見化學(xué)電源牛刀小試1.銀鋅電池—鈕扣電池
該電池使用壽命較長,廣泛用于電子表和電子計算機(jī)。其電極分別為Ag2O和Zn,電解質(zhì)為KOH溶液。發(fā)生反應(yīng)后生成Ag和ZnO,其電極反應(yīng)式為:
2.氫氧燃料電池構(gòu)成材料----電極材料:負(fù)極,正極均為Pt;電解質(zhì)溶液:KOH,其電極反應(yīng)式為------。銀鋅電池—鈕扣電池
該電池使用壽命較長,廣泛用于電子表和電子計算機(jī)。其電極分別為Ag2O和Zn,電解質(zhì)為KOH溶液。發(fā)生反應(yīng)后生成Ag和ZnO,其電極反應(yīng)式為:
負(fù)極:Zn+2OH--2e-
=
ZnO+H2O
正極:Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-銀鋅紐扣電池總反應(yīng)式為:Zn+
Ag2O=
ZnO+2Ag燃料電池負(fù)極:2H2+4OH--4e-=4H2O
正極:O2+2H2O+4e-=4OH-
總反應(yīng):O2+2H2=2H2O常見的燃料電池有氫氧燃料電池、甲烷燃料電池、鋁-空氣燃料電池、熔融鹽燃料電池等。如圖電池反應(yīng)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):負(fù)極:Pb+SO42-=PbSO4+2e-正極:PbO2+SO42-+4H++2e-=PbSO4+2H2O電池總反應(yīng):Pb+PbO2+2SO42-+4H+=2PbSO4+2H2O陰極:PbSO4+2e-
=
Pb+SO42-陽極:PbSO4+2H2O=PbO2+SO42-+4H++2e-
電池總反應(yīng):2PbSO4+2H2O=
Pb+PbO2+2SO42-+4H+鉛蓄電池的放電過程——原電池鉛蓄電池的充電過程——電解池放電充電2PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO4鉛蓄電池的充放電過程海水電池1991年,我國首創(chuàng)以鋁-空氣-海水為能源的新型電池,用作航海標(biāo)志燈。該電池以取之不盡的海水為電解質(zhì),靠空氣中的氧氣使鋁不斷氧化而產(chǎn)生電流。這種海水電池的能量比“干電池”高20~50倍。電極反應(yīng)式為:負(fù)極:正極:電池總反應(yīng):4Al-12e-=4Al3+3O2+6H2O+12e-=12OH-4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3↓動腦動手1.有下列材料:Zn片、Cu片、導(dǎo)線、水果
、電流計,請設(shè)計一個裝置使電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。2.將氧化還原反應(yīng):Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2?設(shè)計成一個原電池。1、電解液:
。2、電極材料:正極
,負(fù)極
。3、電極反應(yīng)式:負(fù)極:.
正極:.NaOH溶液FeAl2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O6H2O+6e-=3H2↑+6OH-金屬陽離子失e-氧化反應(yīng)③金屬腐蝕的類型化學(xué)腐蝕電化腐蝕ppt析氫腐蝕ppt吸氧腐蝕ppt(常見普遍)2.金屬腐蝕及防護(hù)金屬原子②金屬腐蝕的本質(zhì):①金屬腐蝕是指金屬或合金跟接觸的氣體或液體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而腐蝕損耗的過程。M–ne-→Mn+④金屬的防護(hù)①在金屬表面覆蓋保護(hù)層。
②改變金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu),制成合金。③電化學(xué)保護(hù)法,即將金屬作為原電池的正極或電解池的陰極而受到保護(hù)。金屬防護(hù)的幾種重要方法注意:金屬腐蝕的快慢順序電解原理引起的陽極腐蝕>原電池負(fù)極>化學(xué)腐蝕>有防護(hù)措施的下列各情況,在其中Fe片腐蝕由快到慢的順序是(5)(2)(1)(3)(4)牛刀小試A、B、C、D四種金屬,將A和B用導(dǎo)線連接起來,浸入電解質(zhì)溶液中,B不易腐蝕。將A、D分別放入等濃度鹽酸中,D比A反應(yīng)劇烈。將Cu浸入B的鹽溶液中無明顯變化,如果把Cu浸入C的鹽溶液中,有金屬C析出。其活動順序?yàn)椋海ǎ?、DCABB、DABCC、DBACD、BADCB3.判斷金屬活動性順序把A、B、C、D4塊金屬片浸入稀硫酸中,用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若A、B相連時,A為負(fù)極;C、D相連時,D上產(chǎn)生大量氣泡;A、C相連時,電流由C經(jīng)導(dǎo)線流向A;B、D相連時,電子由D經(jīng)導(dǎo)線流向B,則此4種金屬的活動性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋ǎ貯>B>C>D②A>C>D>B③C>A>B>D④B>A>C>D②
A>BC>DA>CD>B牛刀小試(2004年江蘇高考)堿性電池具有容量大、放電電流大的特點(diǎn),因而得到廣泛應(yīng)用。鋅—錳堿性電池以氫氧化鉀溶液為電解液,電流總反應(yīng)式為:Zns+2MnO2s+H2Ol=ZnOH2s+Mn2O3s
下列說法錯誤的是A
電池工作時,鋅失去電子B
電池正極電極反應(yīng)式為:
2
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