原電池的設(shè)計(jì)及應(yīng)用

原電池的設(shè)計(jì)及應(yīng)用一位年輕的化學(xué)家來看望格林太太，并為格林太太揭開了病因：

由于金和鐵（鋼的主要成分）是活動(dòng)性不同的兩種金屬，唾液中含有電解質(zhì)，故構(gòu)成原電池，產(chǎn)生微小的電流，使得格林太太頭痛。因此，必須換掉其中一顆假牙。構(gòu)成原電池一般條件：(1)兩電極(2)電解質(zhì)溶液(3)形成閉合回路兩活潑性不同的導(dǎo)電材料請(qǐng)用銅、鋅、硫酸溶液制作原電池，并檢測(cè)出電流。注意觀察現(xiàn)象，給出合理的解釋動(dòng)手試一試氧化反應(yīng)Zn-2e-=Zn2+

銅鋅原電池電解質(zhì)溶液失e-,沿導(dǎo)線傳遞，有電流產(chǎn)生還原反應(yīng)2H++2e-=H2↑陰離子陽離子負(fù)極正極總反應(yīng)：Zn+2H+=Zn2++H2↑(離子方程式）復(fù)習(xí)原電池的工作原理原電池工作原理相當(dāng)于將自發(fā)的氧化、還原兩反應(yīng)分割在正負(fù)兩極同時(shí)、不同地進(jìn)行，電子從負(fù)極定向流入正極，從而產(chǎn)生道路電流。原電池的作用是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。因此，理論上任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應(yīng)都可以分割為兩半反應(yīng)，設(shè)計(jì)為原電池。Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑可設(shè)計(jì)成銅、鋅原電池,那么能否根據(jù)Zn+Cu2+=Zn2++Cu也設(shè)計(jì)一個(gè)銅、鋅原電池呢?設(shè)計(jì)一所選用電解質(zhì)溶液___________該原電池的負(fù)極____，負(fù)極反應(yīng)____________

正極____，正極反應(yīng)____________G

CAB（注意：A、B原電池即以A、B為電極材料。）CuSO4溶液ZnZn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=CuCu除Zn+2H+=Zn2++H2↑、Zn+Cu2+=Zn2++Cu兩反應(yīng)外,若保持電極材料不變，通過改變電解質(zhì)溶液,你能再設(shè)計(jì)一個(gè)銅.鋅原電池嗎?設(shè)計(jì)二現(xiàn)有試劑：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精總反應(yīng)式：________________________選用的電解質(zhì)溶液為___________相應(yīng)的半反應(yīng)：負(fù)極_______________

正極_______________Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+FeCl3溶液Zn-2e-=Zn2+2Fe3++2e-=2Fe2+根據(jù)Zn+Cu2+=Zn2++Cu已經(jīng)設(shè)計(jì)出了銅、鋅原電池，若保持總反應(yīng)不變,通過改變電極材料,你能設(shè)計(jì)出別的原電池嗎？設(shè)計(jì)三GZnCu硫酸銅負(fù)極_____負(fù)極反應(yīng)____________正極_____正極反應(yīng)____________選用的電解質(zhì)溶液_____________ZnZn-2e-=Zn2+Cu2++2e-=CuC或FeCuSO4溶液現(xiàn)有電極材料:Fe棒、Cu棒、C棒、Zn片、Cu片

設(shè)計(jì)四現(xiàn)在拓寬范圍，請(qǐng)你利用所提供的試劑、材料設(shè)計(jì)各種原電池。（不能與前面的設(shè)計(jì)方案雷同，即避免再設(shè)計(jì)銅、鋅原電池和總反應(yīng)為Zn+Cu2+=Zn2++Cu的原電池）總反應(yīng)______選用的電解質(zhì)溶液____正極材料____正極反應(yīng)____________負(fù)極材料____負(fù)極反應(yīng)____________請(qǐng)大家動(dòng)手試一試現(xiàn)有試劑：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、

FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精現(xiàn)有電極材料:Fe棒、Cu棒、C棒、Zn片、Cu片變形設(shè)計(jì)原電池的兩極是否一定要插入同一池內(nèi)?CuSO4ZnCuZnSO4左圖原電池中:負(fù)極__負(fù)極反應(yīng)___正極__正極反應(yīng)___總反應(yīng)________根據(jù)這個(gè)構(gòu)造圖請(qǐng)大家動(dòng)手制作該鹽橋電池,并檢測(cè)出電流A

CAB原電池要形成閉合回路，往往是將兩電極插入同一池內(nèi)G

CAB設(shè)計(jì)五請(qǐng)用鎂、鋁作電極,設(shè)計(jì)一個(gè)原電池所用電解質(zhì)溶液________負(fù)極____負(fù)極反應(yīng)___________正極____正極反應(yīng)___________總反應(yīng)_______________現(xiàn)有試劑：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精H2SO4溶液MgMg-2e-=Mg2+2H++2e-=H2↑AlMg+2H+=Mg2++H2↑G

CAB設(shè)計(jì)五請(qǐng)用鎂、鋁作電極,設(shè)計(jì)一個(gè)原電池所用電解質(zhì)溶液________負(fù)極___負(fù)極反應(yīng)________________正極___正極反應(yīng)___________總反應(yīng)________________________現(xiàn)有試劑：CuSO4溶液、ZnSO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液、FeCl3溶液、NaCl溶液、酒精NaOH溶液MgAl-3e-+4OH-=AlO2-+2H2O2H++2e-=H2↑Al2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑從以上兩種鎂、鋁原電池中,你對(duì)原電池負(fù)極的判斷有什么認(rèn)識(shí)？G

CAB反思原電池一定要有活潑性不同的兩電極嗎？不一定。因?yàn)樵姵氐碾姌O材料本身可以不參加反應(yīng)，而只起到導(dǎo)電和做載體的作用。例如燃料電池。1.今有2H2+O2===2H2O反應(yīng),以H2SO4溶液作導(dǎo)電物質(zhì)構(gòu)成燃料電池,則負(fù)極應(yīng)通入___氣,

正極通入___氣,電極反應(yīng)為:負(fù)極_______

正極_________反應(yīng)后溶液的PH值_______2.如把H2SO4溶液改為KOH溶液作導(dǎo)電物質(zhì)則電極反應(yīng):負(fù)極_____正極_____

反應(yīng)后溶液的PH值_____3.如把H2改CH4，以KOH溶液作導(dǎo)電物質(zhì)則電極反應(yīng)為:負(fù)極________正極________

總反應(yīng)式_________應(yīng)用電化腐蝕的因素探究

在前面的實(shí)驗(yàn)中，大家有沒有留意到不同的原電池產(chǎn)生的電流有大有小，這種差異傳達(dá)了什么信息？現(xiàn)在就請(qǐng)大家設(shè)計(jì)方案，用實(shí)驗(yàn)事實(shí)來說明影響鐵的電化腐蝕的因素有哪些？提示:設(shè)計(jì)幾組對(duì)比實(shí)驗(yàn),用電流大小來說明

金屬中使用最廣泛的莫過于鋼鐵了，但由于鐵自身不能形成致密的氧化膜，我國每年因腐蝕而損失的鐵占鋼鐵年產(chǎn)量的十分之一，這是一個(gè)非常驚人的數(shù)目。那你知道影響鐵的電化腐蝕的因素有哪些嗎？

金屬的腐蝕包括哪兩種？哪種腐蝕最常見也最嚴(yán)重？電化腐蝕的因素探究1、電解質(zhì)溶液相同時(shí)，正負(fù)極材料活潑性差異越大,產(chǎn)生的電流越大，鐵的腐蝕也越嚴(yán)重。如電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液時(shí):負(fù)極正極電流大小Fe銅棒小碳棒大電化腐蝕的因素探究2、正極材料相同時(shí)，電流大小與電解質(zhì)溶液的性質(zhì)（種類、濃度）有關(guān)。以Cu-Fe原電池為例電解質(zhì)溶液電流大小原電池總反應(yīng)1mol/L硫酸溶液大Fe+2H+=Fe2++H21mol/LNaCl溶液小2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2酒精無電解質(zhì)溶液電流大小1mol/L硫酸溶液大極稀的硫酸溶液小電化學(xué)防腐1、原電池原理：犧牲陽極的陰極保護(hù)法2、電解池原理：與電源負(fù)極相連的陰極保護(hù)法1.如圖裝置，電流表G發(fā)生偏轉(zhuǎn)，同時(shí)A極逐漸變粗，B極逐漸變細(xì)，C為電解質(zhì)溶液，則A、B、C應(yīng)是下列各組中的哪一組（）

A、A是鋅，B是銅，C為稀H2SO4

B、A是銅，B是鋅，C為稀硫酸C、A是鐵，B是銀，C為AgNO3溶液D、A是Ag，B是鐵，C為AgNO3溶液

G

CABD問題解決2.熔融鹽燃料電池具有高的發(fā)電效率,因而受到重視,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融鹽混合物作電解質(zhì),CO為陽極燃?xì)?空氣與CO2的混合氣體為陰極助燃?xì)?制得在6500C下工作的燃料電池,完成有關(guān)的電池反應(yīng)式陽極反應(yīng)式:2CO+2CO32--4e-==4CO2

陰極反應(yīng)式_______________________

總反應(yīng)式_______________________問題解決O2+2CO2+4e-2CO32-2CO+O22CO23.有A、B、C、D四種金屬。將A與B用導(dǎo)線連結(jié)起來，浸入電解質(zhì)溶液中，Ｂ不易腐蝕。將A、D分別投入等濃度的鹽酸中，D比A反應(yīng)劇烈。將銅浸入Ｂ的鹽溶液里，無明顯變化。如果把銅鹽浸入C的鹽溶液里，有金屬C析出。據(jù)此判斷它們的活動(dòng)性由強(qiáng)到弱的順序是：（）（A）DCAB（B）DABC

（C）DBAC（D）BADCB問題解決[制作電池]：若能形成原電池，想一想，為什么？請(qǐng)同學(xué)們課后用鎂條、鋅片、銅片、番茄、桔子等和若干導(dǎo)線組成原電