原電池的原理及應(yīng)用

關(guān)于原電池的原理及應(yīng)用第1頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三你知道嗎？根據(jù)研究受不同感官的刺激，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果是不一樣的。

“看”能掌握知識的50%；“動手練、做”能掌握知識的80%?！奥牎蹦苷莆罩R的20%；聰?shù)?頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三復(fù)習(xí)研討1、下列反應(yīng)是否是氧化還原反應(yīng)2、如果是氧化還原反應(yīng)，指出氧化劑、還原劑Zn+H2SO4ZnSO4+H20+2+10

此反應(yīng)為氧化還原反應(yīng)

氧化劑為：H2SO4

還原劑為：Zn失高氧還得低還氧第3頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三航空第4頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

航天第5頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三普通干電池手機電池鈕扣電池筆記本電腦專用電池攝像機專用電池“神六”用太陽能電池一、原電池第6頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三伏打電池的發(fā)現(xiàn)1.伏打?qū)u棒插入稀硫酸中,你預(yù)測現(xiàn)象

。

稀硫酸Cu2.他又將一支Zn棒插入稀硫酸中，你預(yù)測現(xiàn)象是

。ZnCu稀硫酸Zn與稀硫酸能反應(yīng)放出H2，鋅棒不斷溶解無現(xiàn)象鋅片上有氣泡銅與稀硫酸不反應(yīng)第7頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三伏打電池的發(fā)現(xiàn)ZnCu稀硫酸3.他一不小心將Zn棒和Cu棒碰到了一起，結(jié)果他看到了奇妙的現(xiàn)象：Cu棒上產(chǎn)生了氣泡，Zn棒在不斷溶解。ZnCu稀硫酸G4.后來，人們用導(dǎo)線將Zn棒和Cu棒連接起來并接上檢流計，也看到了同樣的現(xiàn)象，且檢流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。發(fā)明原來也不難！第8頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三實驗探究：原電池的工作原理實驗步驟現(xiàn)象結(jié)論或解釋鋅片上有氣泡，鋅片溶解鋅與稀硫酸反應(yīng)銅片上有氣泡，鋅片溶解，有電流銅與稀硫酸不反應(yīng)?銅片上無氣泡Zn+H2SO4ZnSO4+H2第9頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三銅鋅原電池仿真實驗第10頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三Zn棒上的變化為：Zn-2e－=Zn2+氧化反應(yīng)Cu棒上的變化為：2H++2e=H2↑還原反應(yīng)電子的流向：Zn棒→

Cu棒電流的流向：Cu棒→

Zn棒Zn棒不斷溶解Cu棒上有氣泡產(chǎn)生第11頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三1、借助氧化還原反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫

原電池2、電極名稱：正極、負(fù)極上述原電池稱為：銅鋅原電池Cu棒:正極、Zn棒:負(fù)極第12頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三反應(yīng)原理負(fù)極正極電解質(zhì)溶液ne－氧化反應(yīng)還原反應(yīng)第13頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三3、電極反應(yīng)：正極：2H++2e=H2↑還原反應(yīng)總反應(yīng)式：Zn+2H+=Zn2++H2↑負(fù)極：Zn-2e－=Zn2+氧化反應(yīng)負(fù)極失去電子，被消耗掉Zn+H2SO4ZnSO4+H2第14頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三4、正負(fù)極的判斷：電極電極材料反應(yīng)類型電子流向負(fù)極正極活潑金屬較不活潑金屬或者非金屬導(dǎo)體氧化反應(yīng)還原反應(yīng)流出流進(jìn)第15頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三5、組成原電池的條件：1.有兩種活動性不同的金屬（或一種非金屬導(dǎo)體）作電極2.兩電極均插入電解質(zhì)溶液中3.兩極相連形成閉合回路４自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)第16頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三原電池的工作原理第17頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三鞏固練習(xí)1.微型鋰碘電池可作植入某些心臟病人體內(nèi)的心臟起搏器所用的電源。這種電池中的電解質(zhì)是固體電解質(zhì)LiI,其中的導(dǎo)電離子是I－。下列有關(guān)說法正確的是（）A.正極反應(yīng)：2Li－2e－=2Li+B.負(fù)極反應(yīng)：I2＋2e－=2I－C.總反應(yīng)是：2Li＋I(xiàn)2＝2LiID.總反應(yīng)是：金屬鋰作正極C第18頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三第19頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三?第20頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三2.奇妙的青蛙腿——伽伐尼電流

十八世紀(jì)末，意大利解剖學(xué)和醫(yī)學(xué)教授伽伐尼做青蛙手術(shù)時，將金屬手術(shù)刀接觸蛙腿，發(fā)現(xiàn)蛙腿會抽搐。

青蛙腿為什么會抽搐?

鐵盤、銅刀和體液構(gòu)成了原電池，產(chǎn)生的電流刺激了神經(jīng)，所以青蛙腿會抽搐。？第21頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三3、伏打電池——世界上第一個電池

著名化學(xué)家伏特抓住上述現(xiàn)象，深入研究，在1800年3月20日宣布他的發(fā)明——人類歷史上第一個化學(xué)電池：伏打電池。伏打電堆的發(fā)明，使人們第一次有可能獲得穩(wěn)定而持續(xù)的電流，是實用電池的開端。第22頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三原電池的重要應(yīng)用1、制作電池制干電池、蓄電池、高能電池2、判斷金屬的活動性。負(fù)極的是較活潑的金屬3、提高化學(xué)反應(yīng)速率用粗鋅代替鋅制氫氣4、防止金屬被腐蝕鐵鋅相連處于電解質(zhì)中鐵受保護(hù)第23頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三發(fā)生____反應(yīng)的是____極（電極消耗）發(fā)生____反應(yīng)的是____極（電極放出氣體或析出金屬）原電池正負(fù)極的判斷根據(jù)金屬的活潑性判斷根據(jù)電極反應(yīng)來判斷活潑金屬做___極,不活潑金屬(或可導(dǎo)電的非金屬）做___極還原負(fù)正負(fù)正氧化第24頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三P114.第1題2、補充：形成原電池的條件3．寫出鋅片和銅片上變化的離子方程式。

4．電子流動的方向如何？電流流動方向如何？鋅片：Zn－2e－＝Zn２＋（氧化反應(yīng)）銅片：2H＋＋2e－＝Ｈ２↑（還原反應(yīng)）電子鋅片（負(fù)極）流向銅片（正極）電流從銅片（正極）流向鋅片（負(fù)極）作業(yè)第25頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三書P114第3、4題

金屬活動強弱順序是：K

Ca

Na

Mg

Al

Zn

Fe

Sn

Pb

H

Cu

Hg

Ag

Pt

Au排在H前面的都是活潑金屬，Zn比Fe活潑，F(xiàn)e比Sn活潑，在發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)得時候，活潑的金屬做負(fù)極，失去電子，被消耗掉，鍍鋅鐵在發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時鋅先被消耗掉，而鍍錫鐵在發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的時候鐵先被消耗掉，所以鍍鋅鐵比鍍錫鐵耐用.第26頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三鐵銹斑斑第27頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三銅器表面生成一層薄薄的銅綠[銅綠的主要成分是Cu2(OH)2CO3]第28頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三故宮的石獅子雄獅子的腳下踩著球代表權(quán)力和統(tǒng)一,雌獅子腳下踩著一頭小獅子,表示母儀天下.第29頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三第30頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三報廢的船第31頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三金屬的腐蝕現(xiàn)象非常普遍：1、鋼鐵生銹：鐵銹的主要成分：Fe2O3·XH2O2、銅器表面生成銅綠：銅綠的主要成分：Cu2(OH)2CO3金屬腐蝕的不利后果有哪些？第32頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三二、金屬的腐蝕與防護(hù)

金屬腐蝕的現(xiàn)象非常普遍。全世界每年因腐蝕報廢的鋼鐵設(shè)備估計約相當(dāng)于產(chǎn)量的10%~20%

第33頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三四川省宜賓市城區(qū)的南門大橋鋼鐵生銹造成大橋斷裂！斷裂2001年11月12日4:30第34頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三1、什么是金屬腐蝕？指金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而腐蝕損耗的過程2、金屬腐蝕后的特征是什么？在外形、色澤以及機械性能等方面都發(fā)生一定的變化二、金屬的腐蝕與防護(hù)

第35頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三1>化學(xué)腐蝕金屬跟接觸到的物質(zhì)直接發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕原理：氧化還原反應(yīng)例如：鐵與氯氣直接反應(yīng)鋼管被原油中的含硫化合物腐蝕3、金屬腐蝕的類型有哪些？第36頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三左邊家用燃?xì)庠畹闹行牟课缓苋菀咨P，而右邊的食品罐頭放在南極80多年了，卻很少生銹升溫可加快金屬腐蝕第37頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三溫度對化學(xué)腐蝕的影響：升溫加快金屬腐蝕降溫減慢金屬腐蝕第38頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三2>電化學(xué)腐蝕不純的金屬(或合金)跟電解質(zhì)溶液接觸時，會發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬失去電子而被氧化的反應(yīng)，這種腐蝕叫做電化學(xué)腐蝕。原理：原電池反應(yīng)------氧化還原反應(yīng)例如：鋼鐵在潮濕的空氣中被腐蝕電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因第39頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三鋼鐵的腐蝕析氫腐蝕（演示）吸氧腐蝕（演示）發(fā)生條件鋼鐵表面吸附的水膜溶有CO2呈現(xiàn)較強酸性。反應(yīng)時有

析出。鋼鐵表面吸附的水膜中溶有O2并呈極弱酸性或中性，反應(yīng)中

得電子被還原為OH-

。

O2H2第40頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三鋼鐵腐蝕為電化學(xué)腐蝕①水膜酸性較強時，發(fā)生析氫腐蝕（-）Fe-2e-=Fe2+（+）2H++2e-=H2↑第41頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三第42頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三②水膜酸性較弱或呈中性時，發(fā)生吸氧腐蝕（-）Fe-2e-

=Fe2+（+）2H2O+O2+4e-

=4OH-2Fe+2H2O+O2=2Fe（OH）2↓4Fe（OH）2+O2+2H2O=4Fe（OH）3Fe（OH）3~Fe2O3?nH2O（鐵紅）第43頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三鋼鐵的析氫腐蝕示意圖鋼鐵的吸氧腐蝕示意圖第44頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三注意：（1）電化學(xué)腐蝕是通過構(gòu)成無數(shù)微小的原電池而發(fā)生的，作為負(fù)極的較活潑金屬將不斷被腐蝕。而不活潑的金屬（或非金屬或其它雜質(zhì)）則被保護(hù)。（2）電化學(xué)腐蝕，只有當(dāng)金屬跟電解質(zhì)溶液接觸時，才會發(fā)生，并伴有微電流產(chǎn)生。（3）原電池反應(yīng)能加快金屬腐蝕第45頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三海邊的鐵制品比較容易生銹，為什么？原電池反應(yīng)可加快金屬腐蝕第46頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三化學(xué)腐蝕與電化學(xué)腐蝕的差異鐵與酸反應(yīng)，鐵被腐蝕。腐蝕速率較慢。鐵作負(fù)極被腐蝕腐蝕速率較快。第47頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三類型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕發(fā)生的條件電流本質(zhì)相互關(guān)系金屬與接觸物直接反應(yīng)不純金屬或合金與電解質(zhì)溶液形成原電池?zé)o電流產(chǎn)生有電流產(chǎn)生金屬被腐蝕較活潑金屬被腐蝕兩者往往同時發(fā)生，但電化腐蝕更普遍化學(xué)腐蝕與電化腐蝕比較第48頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三1.金屬腐蝕的本質(zhì)：金屬原子金屬______，發(fā)生_____反應(yīng)氧化失去e-陽離子2.金屬腐蝕的分類化學(xué)腐蝕電化腐蝕酸性環(huán)境中性或堿性環(huán)境（普遍）小結(jié)：第49頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三三、金屬的防護(hù)(一)影響金屬腐蝕的因素：(二)金屬在什么條件下容易被腐蝕？金屬的本性和介質(zhì)在潮濕的空氣中、接觸腐蝕性氣體或電解質(zhì)，都容易被腐蝕第50頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三2.在金屬表面覆蓋保護(hù)層，使它與________、__________等物質(zhì)_________。金屬的防護(hù)方法:1.改變金屬的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)；如：噴油漆、涂油脂、電鍍、噴鍍、表面鈍化(氧化成致密的氧化膜)、搪瓷、包塑料等方法?？諝馑綦x如：將Cr、Ni等金屬加進(jìn)鋼里制成不銹鋼第51頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三使用馬口鐵:在鐵皮鍍上千分之一厘米的錫,可隔絕空氣與水第52頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三使用不銹鋼第53頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三在金屬表面烤漆第54頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三消除引起金屬發(fā)生電化學(xué)腐蝕的原電池反應(yīng)3.金屬的電化學(xué)防護(hù)原理：在被保護(hù)的金屬上連接比該金屬___________，此金屬作___極反應(yīng)受到腐蝕，被保護(hù)的金屬作___極，不反應(yīng)，起到保護(hù)作用。更活潑的金屬負(fù)正做負(fù)極材料常用的有_____________鎂、鋁、鋅金屬的防護(hù)方法:第55頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三船身如何防腐蝕的？用犧牲鋅塊的方法來保護(hù)船身上裝鋅塊第56頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三犧牲金屬保護(hù)法第57頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三金屬的防護(hù)方法（常見）1、改變金屬內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)而增強抗腐蝕能力（不銹鋼、青銅器）2、在金屬表面覆蓋保護(hù)層----隔離法（1）涂礦物質(zhì)油脂，油漆或覆蓋搪瓷塑料。（2）鍍抗蝕金屬－－電鍍、熱鍍、噴鍍法。（3）用化學(xué)方法使其表面形成一層致密氧化膜----發(fā)藍(lán)3、電化學(xué)保護(hù)法在要保護(hù)的金屬上連接比該金屬更活潑的金屬或合金（原電池原理）(輪船船身上的鋅塊、地下鋼鐵管道接鎂塊)第58頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三1.埋在地下的輸油鑄鐵管道，在下列各種情況下被腐蝕速率最慢的是()A．在潮濕疏松的土壤中；B．在含鐵元素較多的酸性土壤中；C．在干燥致密不透氣的土壤中；D．在含碳較多的潮濕透氣的中性土壤C第59頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三“阿那吉納”號的沉沒之謎二十世紀(jì)初，“阿那吉納”號貨輪在向日本海岸行駛時，突然船體漏水!而貨輪既沒有跟其他船相撞也沒有觸礁？厚厚的鋼板卻穿了孔。你能揭開謎底嗎？請你解謎是鋼質(zhì)船體因銹蝕而穿孔漏水了。

第60頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三自行車不同構(gòu)件的防銹措施第61頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

自行車如何防生銹？是在金屬表面鍍上一層耐腐蝕的金屬，如自行車的鋼圈和車鈴是在鋼上鍍上一層既耐腐蝕又耐磨的Cr自行車的車把、車輻條、鋼圈和車鈴防銹措施是什么？第62頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三健身器材如何防銹？刷油漆1、請根據(jù)以下的生活中的例子，總結(jié)金屬防護(hù)常用的方法，并解釋這些方法為什么可以達(dá)到防止金屬腐蝕的目的？思考與交流第63頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三衣架和電線如何防銹？外面包上一層塑料層第64頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三某些工具的“機械傳動部位”，能用油漆來防銹嗎？不能用油漆來防銹，而是選用油脂應(yīng)選用什么呢？第65頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三第66頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

自由女神像又稱照耀世界，是法國于1876年贈送給美國的獨立100周年紀(jì)念禮物，是法國著名雕塑家歷經(jīng)10年完成的。所戴頭冠有象征世界七大洲和五大洋的七道尖芒，右手高舉象征自由的火炬，左手捧著刻有1776年7月4日的《獨立宣言》，現(xiàn)在是一個重要景點。第67頁，共74頁，2023年，2月20日，星期三

自由女神的外殼為銅，內(nèi)層支架為鐵，中間用油毛氈隔開。時間長了，設(shè)計者預(yù)先沒想到的事發(fā)生了：那層油毛氈失去了隔離作