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1、原电池原电池原电池原电池原理及其应用空气电池空气电池锂电池锂电池化学电源化学电源-我们生活中经常用到的我们生活中经常用到的它们的工作原理是什么它们的工作原理是什么?它们的工作原理是什么它们的工作原理是什么?这是我们现在要解决这是我们现在要解决的问题的问题预备实验预备实验 Zn铜片上铜片上为什么会产生气泡?为什么会产生气泡?Zn铜片上铜片上为什么会产生气泡?为什么会产生气泡?电流从何而来?电流从何而来?原原电池:电池:Zn把化学能转化为电能的装置。把化学能转化为电能的装置。?第四节第四节 原电池原理及其应用原电池原理及其应用一、原电池一、原电池1、定义:、定义:把把化学能化学能 转变为转变为电能
2、电能 的装置的装置如何把如何把化学能化学能 转变为转变为电能电能 的?的?原原电池原理分析:电池原理分析:把一块锌片和一块铜片平把一块锌片和一块铜片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯里,行地插入盛有稀硫酸的烧杯里,可以看到锌片上有气泡产生,可以看到锌片上有气泡产生,铜片上没有气泡产生。再用导铜片上没有气泡产生。再用导线把锌片和铜片连接起来(如线把锌片和铜片连接起来(如上图),观察铜片上有没有气上图),观察铜片上有没有气泡产生?在导线中间接入一个泡产生?在导线中间接入一个电流表,观察电流表的指针是电流表,观察电流表的指针是否偏转。否偏转。实验结果表明,用导实验结果表明,用导线连接后,锌片不断溶解,线连接
3、后,锌片不断溶解,铜片上有气泡产生。电流铜片上有气泡产生。电流表的指针发生偏转,这说表的指针发生偏转,这说明导线中有电流通过。明导线中有电流通过。原原电池原理分析:电池原理分析:由于锌比铜活泼,容由于锌比铜活泼,容易失去电子,锌被氧化为易失去电子,锌被氧化为ZnZn2+2+而进入溶液,电子由而进入溶液,电子由锌片通过导线流向铜片,锌片通过导线流向铜片,溶液中的溶液中的H H+从铜片上获得从铜片上获得电子被还原为氢原子,氢电子被还原为氢原子,氢原子结合为氢分子从铜片原子结合为氢分子从铜片不放出。可以表示如下:不放出。可以表示如下:锌片:锌片:Zn2e-=Zn2+(氧化反应氧化反应)铜片:铜片:2
4、H+2e-=H2(还原反应还原反应)Zn+2H+=Zn2+H2(氧化还原反应氧化还原反应)原电池原电池我们来探讨原电池的形成条件我们来探讨原电池的形成条件是怎样构成的?原原电池的形成条件电池的形成条件:以一个氧化还原反应为基础以一个氧化还原反应为基础,Zn+2H+=Zn2+H2(氧化还原反应氧化还原反应)化学能化学能(电子转移)(电子转移)电能电能(电子的定向流动)(电子的定向流动)通过合适的装置让电子作定向流动,通过合适的装置让电子作定向流动,形成电流,构成原电池。如何利用一个氧形成电流,构成原电池。如何利用一个氧化还原反应组成原电池?化还原反应组成原电池?2、原电池的形成条件、原电池的形成
5、条件:1以一个氧化还原反应为基础以一个氧化还原反应为基础,还需要的条件:还需要的条件:如果将铜也换成锌如果将铜也换成锌能形成原电池吗?如果能形成原电池吗?如果将锌换成铜能形成原电将锌换成铜能形成原电池吗?池吗?(1)、)、两种两种活泼性活泼性不同的不同的金属作电极。(活泼金属作金属作电极。(活泼金属作负极,不活泼金属负极,不活泼金属也可以是也可以是碳棒碳棒作正极。作正极。实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件(可以)(可以)(可以)(可以)(可以)(可以)(不可以)(不可以)形成条件一:形成条件一:活泼性不同的两个电极活泼性不同的两个电极负极:较活泼的金属负极:较活泼的金属正极:较不
6、活泼的金属、石墨等正极:较不活泼的金属、石墨等第一组实验第一组实验(可以)(可以)(不可以)(不可以)形成条件二:电极需插进电解质溶液中;形成条件二:电极需插进电解质溶液中;第二组实验第二组实验实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件能能形成原电池吗?形成原电池吗?2、原电池的形成条件、原电池的形成条件:2以一个氧化还原反应为基础以一个氧化还原反应为基础,还需要的条件:还需要的条件:(1)、)、两种两种活泼性活泼性不同的金属作电不同的金属作电极。(活泼金属作负极,不活泼金属极。(活泼金属作负极,不活泼金属也可以是碳棒也可以是碳棒作正极。作正极。(2)、)、电极需插进电解质溶液中电极需插
7、进电解质溶液中第三组实验第三组实验实验探究形成原电池的条件实验探究形成原电池的条件形成条件三:必须形成闭合回路形成条件三:必须形成闭合回路(不可以)(不可以)2、原电池的形成条件、原电池的形成条件:3以一个氧化还原反应为基础以一个氧化还原反应为基础,还需要的条件:还需要的条件:(1)两种两种活泼性活泼性不同的金不同的金属作电极。(活泼金属作负极,属作电极。(活泼金属作负极,不活泼金属不活泼金属也可以是碳棒也可以是碳棒作作正极。正极。(2)电极需插进电解质溶电极需插进电解质溶液中。液中。(3)必须形成闭合回路。必须形成闭合回路。是原电池吗?是原电池吗?ZnX在原电池中,在原电池中,电子流出电子流
8、出的的一极是一极是负极负极(如锌片),电极被(如锌片),电极被氧化。氧化。电子流入电子流入的一极是的一极是正极正极(如铜片),(如铜片),H H+在正极上被还原。在正极上被还原。电池工作时电池工作时,溶液中的溶液中的 阴离子阴离子向负极移动,向负极移动,阳离子阳离子向正极移动。向正极移动。稀硫酸稀硫酸ZnCu稀硫酸稀硫酸Zn稀硫酸稀硫酸ZnZn请同学们判断,下列哪组装置能构成原电池请同学们判断,下列哪组装置能构成原电池(A)(B)(C)稀硫酸稀硫酸稀硫酸稀硫酸CuZn(D)*若将铁丝和铜丝的上端靠若将铁丝和铜丝的上端靠在一起插入在一起插入CuSO4溶液中溶液中,试写出试写出铁丝和铜丝上变化的铁
9、丝和铜丝上变化的离子方程式离子方程式CuSO4*讨论讨论*H+所得电所得电子是哪种金子是哪种金属属丢丢失的?失的?*锌失去的电子是通过锌失去的电子是通过溶液流到铜片上的吗?溶液流到铜片上的吗?稀硫酸ZnCuABCDEFMN*下列哪几个装置能形成原电池下列哪几个装置能形成原电池?OVXVVXXXXV3、简单原电池的正负极和电子流向如何判断?、简单原电池的正负极和电子流向如何判断?负极负极():电电子子电电流流是是不活泼金属或非金属不活泼金属或非金属,正极正极(+):是是活泼金属活泼金属,本身本身失去电子失去电子,发生发生氧化反应氧化反应。进电子进电子,本身一般不反应,本身一般不反应,氧化剂得电子
10、氧化剂得电子发生发生还原反应还原反应。是溶液中的是溶液中的要用到金属活动性顺序表:要用到金属活动性顺序表:注意:注意:K,Ca,Na,Mg,Al,Zn,Fe,Sn,Pb,(H),Cu,Hg,Ag,Pt,Au活泼性,还原性依次活泼性,还原性依次减弱。减弱。通过外电路设计一个反应原理为设计一个反应原理为:Fe+Cu2+=Fe2+Cu的的原电池。原电池。CuCl2 FeCu或或CCuCl2 FeZn行吗?设计一个反应原理为设计一个反应原理为:Fe+Cu2+=Fe2+Cu的的原电池。原电池。FeCl3 FeCu或或CFeCl3 FeZn行吗?实验室制氢气选用纯锌粒好还是选用粗锌好?实验室制氢气选用纯锌
11、粒好还是选用粗锌好?为什么?为什么?实验室用纯锌粒与实验室用纯锌粒与1mol/L盐酸来制备氢气盐酸来制备氢气,要要加快反应速率加快反应速率,可以采取什么措施可以采取什么措施?ZnCu给你给你Al、Zn、Cu和一只苹果你能制和一只苹果你能制成几种水果电池成几种水果电池?水果电池AlCuAlZnZnCu1.将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸溶液将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸溶液中中,下列各叙述正确性的是下列各叙述正确性的是()A.锌片做负极,锌发生还原反应锌片做负极,锌发生还原反应B.铜片做正极,铜得电子铜片做正极,铜得电子C.溶液中的溶液中的pH值增大值增大D.锌片、铜片同时有气泡冒出,说明锌片
12、不纯锌片、铜片同时有气泡冒出,说明锌片不纯2.把把a、b、c三种金属片浸泡在稀三种金属片浸泡在稀H2SO4中。中。若若a、b相连时,相连时,a为负极;为负极;b、c相连时,相连时,c为负极;为负极;a、c相连时,相连时,c上有上有气泡冒出。气泡冒出。则这四种金属的活动性顺序()则这四种金属的活动性顺序()A.abc;B.acbC.cab;D.bac随堂练习随堂练习CDB电极电极电极电极材料材料电极反应电极反应反应类型反应类型得失电子得失电子的粒子的粒子电子流动方向电子流动方向负极负极正极正极练习练习根据铜锌原电池,填写下表:根据铜锌原电池,填写下表:电极电极电极电极材料材料电极反应电极反应反应
13、类型反应类型得失电子得失电子的粒子的粒子电子流动方向电子流动方向负极负极锌片锌片Zn-2e-=Zn2+氧化反应氧化反应Zn原子原子Zn片片Cu片片正极正极铜片铜片2H+2e-=H2还原反应还原反应H+离子离子总总反应:反应:Zn+2H+=Zn2+H2电极电极电极材料电极材料反应类型反应类型电子流动方向电子流动方向负极负极活泼性较强的金属活泼性较强的金属氧化反应氧化反应负极向外电路提供电子负极向外电路提供电子正极正极活泼性较弱的金属活泼性较弱的金属(或碳等能导电的)(或碳等能导电的)还原反应还原反应电子从外电路流到正极电子从外电路流到正极小结:小结:1、把、把化学能化学能 转变为转变为电能电能
14、的装置的装置叫原电池。叫原电池。有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极体)作电极电极材料均插入电解质溶液中(能自发进行氧电极材料均插入电解质溶液中(能自发进行氧化还原反应)化还原反应)两极相连形成闭合电路两极相连形成闭合电路3、原电池的原理、原电池的原理:较活泼的金属发生氧化:较活泼的金属发生氧化反应,反应,电子电子从较活泼的金属(从较活泼的金属(负极负极)经外电路)经外电路流向流向较不活泼的金属(较不活泼的金属(正极正极),正极上发生还),正极上发生还原反应。原反应。2、组成原电池的条件、组成原电池的条件练习练习X、Y、Z都是金属,把都是金
15、属,把X浸入浸入Z的硝酸盐溶的硝酸盐溶液中,液中,X的表面有的表面有Z析出,析出,X和和Y组成原电池时,组成原电池时,Y为电池的负极。为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为三种金属的活动性顺序为()(A)XYZ(B)XZY(C)YXZ(D)YZX答案:答案:C练习练习11某原电池总反应式为:某原电池总反应式为:Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+,能实现该反应的电池是(能实现该反应的电池是()ABCD电极材料电极材料Cu,ZnCu,AgCu,CFe,Zn电解液电解液FeCl3Fe2(SO4)3Fe(NO3)2CuSO4B练习练习22实实验验室室用用纯纯锌锌与与稀稀硫硫酸酸反反应应制制H
16、2反反应应速速率率慢慢,下列几种方法能提高速率的是(下列几种方法能提高速率的是()A再加入几块锌粒再加入几块锌粒B加入少量氧化铜加入少量氧化铜C改用浓硫酸改用浓硫酸D加入少量硫酸铜溶液加入少量硫酸铜溶液BD练习练习(05上海上海)(05上上海海)10、关关于于如如图图所所示示装装置置的的叙叙述述,正正确的是(确的是()A、铜是阳极,铜片上有气泡产生铜是阳极,铜片上有气泡产生B、铜片质量逐渐减少铜片质量逐渐减少C、电流从锌片经导线流向铜片电流从锌片经导线流向铜片D、氢离子在铜片表面被还原氢离子在铜片表面被还原D 人们应人们应用原电池原理,用原电池原理,制作了多种电池,制作了多种电池,如干电池、蓄
17、电如干电池、蓄电池、充电电池、池、充电电池、高能电池等,以高能电池等,以满足不同的需要。满足不同的需要。在现代生活、生产和科学技术的发展中,电在现代生活、生产和科学技术的发展中,电池发挥着越来越重要的作用,大至宇宙火箭、人造卫池发挥着越来越重要的作用,大至宇宙火箭、人造卫星、空间电视转播站、飞机、轮船,小至电脑、收音星、空间电视转播站、飞机、轮船,小至电脑、收音机、照相机、电话、助听器、电子手表、心脏起搏器机、照相机、电话、助听器、电子手表、心脏起搏器等,部离不开各种各样的电池。等,部离不开各种各样的电池。锂电池锂电池化学电源化学电源二、化学电源二、化学电源1、干电池、干电池锌锰干电池锌锰干电
18、池干电池干电池 手电筒中使用的干电池一般是普通锌手电筒中使用的干电池一般是普通锌-锰干电他,它的结构如上图。锰干电他,它的结构如上图。插在电池中央的石墨棒是正极,顶端有插在电池中央的石墨棒是正极,顶端有一铜帽;在石墨棒的周围填满二氧化锰和一铜帽;在石墨棒的周围填满二氧化锰和炭黑的混合物,并用离子可以通过的长纤炭黑的混合物,并用离子可以通过的长纤维纸作隔膜;隔膜外是调成糊状的氯化铵,维纸作隔膜;隔膜外是调成糊状的氯化铵,作为电解质溶液;最外面是由锌筒制成的作为电解质溶液;最外面是由锌筒制成的干电池外壳,它作为负极;电池顶部用蜡干电池外壳,它作为负极;电池顶部用蜡和火漆封口。和火漆封口。碱性电池性
19、能更优越,放电容量更大。碱性电池性能更优越,放电容量更大。锌锰干电池锌锰干电池干电池放电时电极反应式为干电池放电时电极反应式为负极负极(锌筒):(锌筒):Zn2e=Zn2正极(碳捧)正极(碳捧):2MnO2+2NH4+2e=Mn2O3+2NH3+H2O总反应为:总反应为:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O随着用电器朝着随着用电器朝着小型化、多功能化发小型化、多功能化发展的要求,对电池的展的要求,对电池的发展也提出了小型化、发展也提出了小型化、多功能化发展的要求。多功能化发展的要求。体积小、性能好的碱性锌锰电池应运体积小、性能好的碱性锌锰电池应运而生。这类电池的重
20、要特征是电解液由原来而生。这类电池的重要特征是电解液由原来的中性变为离子导电性更好的碱性,负极也由的中性变为离子导电性更好的碱性,负极也由锌片改为锌粉,反应面积成倍增长,使放电电锌片改为锌粉,反应面积成倍增长,使放电电流大幅度提高。流大幅度提高。练习练习(1)锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为:锌锰干电池在放电时总反应方程式可以表示为:Zn+2MnO2+2NH4+=Zn2+Mn2O3+2NH3+H2O在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是在此电池放电时正极(碳棒)上发生反应的物质是()AZnB碳碳CMnO2和和NH4+DZn2+和和NH4+干电池放电时电极反应式为:干电池放电时电极
21、反应式为:负极负极:Zn2e=Zn2 正极正极:2MnO2+2NH4+2e=Mn2O3+2NH3+H2OC C C练习练习(2 2)0404江苏江苏(04(04江江苏苏)1616碱碱性性电电池池具具有有容容量量大大、放放电电电电流流大大的的特特点点,因因而而得得到到广广泛泛应应用用。锌锌锰锰碱碱性性电电池池以以氢氢氧氧化化钾钾溶溶液液为为电电解解液液,电电池池总总反反应应式式为为:Zn(s)+2MnOZn(s)+2MnO2 2(s)+H(s)+H2 2O(l)=Zn(OH)O(l)=Zn(OH)2 2(s)+Mn(s)+Mn2 2O O3 3(s)(s)下列说法错误的是下列说法错误的是 A A
22、电池工作时,锌失去电子电池工作时,锌失去电子 B B 电电 池池 正正 极极 的的 电电 极极 反反 应应 式式 为为:2MnO2MnO2 2(s)+H(s)+H2 2O(1)+2eO(1)+2e =Mn=Mn2 2O O3 3(s)+2OH(s)+2OH (aqaq)C C电电池池工工作作时时,电电子子由由正正极极通通过过外外电电路路流流向向负极负极 D D外电路中每通过外电路中每通过O.2molO.2mol电子,锌的质量理电子,锌的质量理论上减小论上减小6.5g6.5gC CC CC C2 2、铅蓄电池、铅蓄电池铅蓄电池铅蓄电池的电极反应式的电极反应式的总反应式为:的总反应式为:Pb+Pb
23、O2+2H2SO4PbSO4+2H2O铅为负极铅为负极,负极的电极反应式为负极的电极反应式为:Pb2e+SO42=PbSO4PbO2为正极为正极,正极的电极反应式为:正极的电极反应式为:PbO2+4H+SO42+2e=PbSO4+2H2O放电放电充电充电铅蓄电池构造铅蓄电池构造 目前汽车上使用的电池,有很多都是铅蓄目前汽车上使用的电池,有很多都是铅蓄电池。铅蓄电池的构造是用含锑电池。铅蓄电池的构造是用含锑5 58 8的铅的铅锑合金铸成格板,在格板上分别填充锑合金铸成格板,在格板上分别填充PbOPbO2 2 和和 PbPb 作为正极和负极,二者交替排列而成。在作为正极和负极,二者交替排列而成。在
24、电极之间充有密度为电极之间充有密度为1.25g/cm1.25g/cm3 31.28g/cm1.28g/cm3 3 的的H H2 2SOSO4 4 溶液溶液。练习练习(3)铅蓄电池的总反应式为:铅蓄电池的总反应式为:Pb+PbO2+2H2SO4PbSO4+2H2O对于铅蓄电池放电时的说法错误的是(对于铅蓄电池放电时的说法错误的是()A铅为负极,铅为负极,PbO2为正极为正极B负极的电极反应式为负极的电极反应式为Pb2e+SO42=PbSO4C正极的电极反应式为:正极的电极反应式为:PbO2+4H+SO42+2e=PbSO4+2H2OD电解液的密度不变电解液的密度不变D放电放电充电充电练习练习铅蓄
25、电池放电时的总反应方程式为:铅蓄电池放电时的总反应方程式为:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+2H2O据此判断其正极是据此判断其正极是,负极是,负极是,电解质,电解质溶液是溶液是,正极反应是,正极反应是,负极反应是负极反应是。当转移。当转移0.5NA个电子,蓄电池内消耗个电子,蓄电池内消耗H2SO4的物质的量为的物质的量为。PbO2PbH2SO4正极反应是正极反应是:PbO2+SO42-+4H+2e-=PbSO4+2H2OPb+SO42-2e-=PbSO40.5mol放电放电充电充电练习练习(4)(96全国)全国)21.实实验验室室用用铅铅蓄蓄电电池池作作电电源源电电解解饱饱和和食食盐
26、盐水水制制取氯气取氯气,已知铅蓄电池放电时发生如下反应:已知铅蓄电池放电时发生如下反应:负极负极Pb+SO42=PbSO4+2e正极正极PbO2+4H+SO42+2e=PbSO4+2H2O今今若若制制得得Cl20.050摩摩,这这时时电电池池内内消消耗耗的的H2SO4的的物质的量至少是物质的量至少是().(A)0.025摩摩(B)0.050摩摩(C)0.10摩摩(D)0.20摩摩C锂锂是是密度最小的金属,用锂作为电密度最小的金属,用锂作为电池的负极,跟用相同质量的其他金属作池的负极,跟用相同质量的其他金属作负极相比较,使用寿命大大延长。负极相比较,使用寿命大大延长。3、锂电池、锂电池银锌电池是
27、一种纽扣式大容量电池,银锌电池是一种纽扣式大容量电池,电极分别是电极分别是Ag2O和和Zn电解质溶液为电解质溶液为KOH溶液,电极反应式为:溶液,电极反应式为:Zn2e+2OH=Zn(OH)2Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应为:总反应为:Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)24、银、银锌电池锌电池钮扣电池钮扣电池练习练习(5)()(94全国)全国)22.银银锌锌电电池池广广泛泛用用作作各各种种电电子子仪仪器器的的电电源源,它它的的充电和放电过程可以表示为充电和放电过程可以表示为:在此电池放电时在此电池放电时,负极上发生反应的物质是(负极上发生反应的物质是()(A)Ag(
28、B)Zn(OH)2(C)Ag2O(D)ZnD D练习练习(6)5银银锌锌电电池池是是一一种种纽纽扣扣式式大大容容量量电电池池,电电极极分分别别是是Ag2O和和Zn电解质溶液为电解质溶液为KOH溶液,电极反应式为:溶液,电极反应式为:Zn2e+2OH=Zn(OH)2Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应为:总反应为:Zn+Ag2O+H2O=2Ag+Zn(OH)2下列说法正确的是(下列说法正确的是()A电流由电流由Zn经外电路流向经外电路流向Ag2OBZn是负极,该电极发生的电极反应是还原反应是负极,该电极发生的电极反应是还原反应CAg2O是是正正极极,该该电电极极发发生生的的电电极极反
29、反应应是是还还原原反反应应D.工工作作时时,负负极极区区溶溶液液的的pH不不断断减减小小,正正极极区区溶溶液液的的pH不断增大不断增大CD燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全燃料电池不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是在工作时,不断从外部贮藏在电池内,而是在工作时,不断从外界输入,同时将电极反应产物不断排出电池界输入,同时将电极反应产物不断排出电池5、新型燃料电池、新型燃料电池 因此,燃料电池因此,燃料电池是名符其实的把能源是名符其实的把能源中燃料燃烧反应的化中燃料燃烧反应的化学能直接转化为电能学能直接转化为电能的的“能量转换器能量转换器”。燃。燃料电池的能量转化率很高,可达料电池的能
30、量转化率很高,可达7070以。氢以。氢氧燃料电池除了具有能量转化率高、可持续氧燃料电池除了具有能量转化率高、可持续使用的优点外,而且由于其燃烧产物为水,使用的优点外,而且由于其燃烧产物为水,因此不污染环境因此不污染环境。新型燃料电池新型燃料电池练习练习(7)阿波罗阿波罗6阿阿波波罗罗宇宇宙宙飞飞船船上上使使用用的的是是氢氢氧氧燃燃料料电电池池,其其电电池池反反应应式式为为:2H2+O2=2H2O,是是解解液液是是KOH溶溶液液,反反应应保保持持在在较较高高温温度度下下使使水水蒸蒸发,下列叙述正确的是(发,下列叙述正确的是()A工作时,电解质溶液的工作时,电解质溶液的pH不断增大不断增大B工作时
31、,能见到浅蓝色火焰工作时,能见到浅蓝色火焰C工作时,工作时,H2为正极,为正极,O2为负极为负极D电极反应式为:电极反应式为:负极:负极:2H2+4OH-4e-=4H2O正极:正极:O2+2H2O+4e-=4OH-DD练习练习(8)燃料电池燃料电池7燃燃料料电电池池是是燃燃料料(如如H2、CO、CH4等等)跟跟氧氧气气或或空空气气起起反反应应,将将化化学学能能转转化化为为电电能能的的装装置置,电电解解质质为为强强碱碱溶溶液液。下下列列关关于于甲甲烷烷燃燃料料电电池池的的说说法中,正确的是(法中,正确的是()A.负极反应为:负极反应为:CH4+10OH8e=CO32+7H2OB.负极反应为:负极
32、反应为:O2+2H2O+4e=4OHC.随着放电进行,溶液中的阴离子向负极移动随着放电进行,溶液中的阴离子向负极移动D.随着放电进行,溶液的随着放电进行,溶液的pH不变不变ACAC镍镍氢、镍氢、镍镉等可充电电池广泛镉等可充电电池广泛用于收录机、电话机等。用于收录机、电话机等。6、其它电池、其它电池练习练习(9)()(9全国全国)(99全全国国)l4.氢氢镍镍电电池池是是近近年年开开发发出出来来的的可可充充电电电电池池,它它可可以以取取代代会会产产生生污污染染的的铜铜镍镍电电池池。氢镍电池的总反应式是氢镍电池的总反应式是H2+NiO(OH)Ni(OH)2。根据此反应式判断,下列叙述中正确的是根据
33、此反应式判断,下列叙述中正确的是A.电池放电时,电池负极周围溶液的电池放电时,电池负极周围溶液的pH不断增大不断增大B.电池放电时,镍元素被氧化电池放电时,镍元素被氧化C.电池充电时。氢元素被还原电池充电时。氢元素被还原D.电池放电时,电池放电时,H2是负极是负极放电放电充电充电12CD练习练习(10)01广东广东)2镍镉(镍镉(NiCd)可充电电池在现代生活中有可充电电池在现代生活中有广泛应用,它的充放电反应按下式进行:广泛应用,它的充放电反应按下式进行:Cd(OH)22Ni(OH)2Cd2NiO(OH)H2O由此可知,该电池放电时的负极材料是由此可知,该电池放电时的负极材料是ACd(OH)
34、2BNi(OH)2CCdDNiO(OH)充电充电放电放电C综合练习综合练习(04天津)天津)B.b电电极极的的电电极极反反应应为为:4OH 4e 2H2O2 C.氢氢氧氧燃燃料料电电池池是是一一种种具具有有应应用用前前景景的的绿绿色色电源电源D.氢氢氧氧燃燃料料电电池池是是一一种种不不需需要要将将还还原原剂剂和和氧氧化剂全部储藏在电池内的新型发电装置化剂全部储藏在电池内的新型发电装置12下图为氢氧燃料电池原下图为氢氧燃料电池原理示意图,按照此图的提示,理示意图,按照此图的提示,下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是A.a电极是负极电极是负极B综合练习综合练习(05江苏)江苏)14高高铁铁电电池池
35、是是一一种种新新型型可可充充电电电电池池,与与普普通通高高能能电电池池相相比比,该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为该电池能长时间保持稳定的放电电压。高铁电池的总反应为3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH下列叙述不正确的是下列叙述不正确的是A放电时负极反应为:放电时负极反应为:Zn2e+2OH=Zn(OH)2B充电时阳极反应为:充电时阳极反应为:Fe(OH)33e+5OH=FeO+4H2OC放电时每转移放电时每转移3mol电子,正极有电子,正极有1molK2FeO4被氧化被氧化D放电时正极附近溶液的碱性增强放电时正极附近溶液的碱性增强放电
36、放电充电充电三、金属的电化学腐蚀三、金属的电化学腐蚀 生活经验告诉我们,生活经验告诉我们,有些金属制品在使用一段有些金属制品在使用一段时间以后,会失去表面的时间以后,会失去表面的光泽,严重的会变得锈迹光泽,严重的会变得锈迹斑斑,影响使用。尤其是斑斑,影响使用。尤其是钢铁制品,在潮湿的空气钢铁制品,在潮湿的空气中,很容易生锈,这实际中,很容易生锈,这实际上是一种被叫做金属腐蚀上是一种被叫做金属腐蚀的现象。的现象。金属的腐蚀金属的腐蚀什么叫金属的腐蚀?什么叫金属的腐蚀?金属腐蚀后会出现什么现象?金属腐蚀后会出现什么现象?金属被腐蚀后性能会发生变化吗?金属被腐蚀后性能会发生变化吗?金属发生腐蚀的情况
37、相同吗?金属发生腐蚀的情况相同吗?金属的腐蚀金属的腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀1、化学腐蚀、化学腐蚀什么叫化学腐蚀?什么叫化学腐蚀?发生化学腐蚀时有电子转移吗?发生化学腐蚀时有电子转移吗?有电流产生吗?请举例说明。有电流产生吗?请举例说明。2、电化学腐蚀、电化学腐蚀我们知道,钢铁在干燥的空气中长时间我们知道,钢铁在干燥的空气中长时间不易腐蚀,但在潮湿的空气里很快就会腐蚀,不易腐蚀,但在潮湿的空气里很快就会腐蚀,这是什么原因呢?这是什么原因呢?原因:原因:不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失电子而被生原电池反应,比较活泼的
38、金属失电子而被氧化,这种腐蚀叫做氧化,这种腐蚀叫做电化腐蚀电化腐蚀。电化腐蚀电化腐蚀钢铁表面钢铁表面形成的微小形成的微小原电池原电池示意示意图图钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意示意钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意示意钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀与与吸氧腐蚀吸氧腐蚀活泼金属活泼金属(负极)(负极)不活泼金属不活泼金属(正极)(正极)电解质电解质溶液溶液导线导线氧化剂氧化剂具备了具备了发生原电池反应发生原电池反应的条件的条件析氢析氢腐蚀腐蚀钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀在潮湿的空气,里钢铁表面吸附一层薄在潮湿的空气,里钢铁表面吸附一层薄薄的水膜,水电离出少量薄的水膜,水电离出少量H+和和OH同时由于
39、同时由于空气中的空气中的CO2溶解,使水中的溶解,使水中的H+增多增多H2O+CO2H2CO3H+OH这样钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,这样钢铁表面形成了一层电解质溶液的薄膜,与铁、碳构成了原电池(微小、数量很多)与铁、碳构成了原电池(微小、数量很多)负极(负极(Fe):Fe2e =Fe2+正极(正极(C):2H+2e =2H2H=H2在腐蚀的过程中析出氢气,通常叫析氢腐蚀。在腐蚀的过程中析出氢气,通常叫析氢腐蚀。吸氧吸氧腐蚀腐蚀钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意示意在一般情况下,如果水膜里的酸性很弱在一般情况下,如果水膜里的酸性很弱或呈中性,在负极上也是铁失去电子被氧化或呈中性,在负极上
40、也是铁失去电子被氧化为为Fe2+,而在正极上主要是溶于水里的而在正极上主要是溶于水里的O2得电得电子而被还原:子而被还原:负极(负极(Fe):2Fe4e =2Fe2+正极(正极(C):2H2O+O2+4e =2OH 这种腐蚀通常叫吸氧腐蚀。这种腐蚀通常叫吸氧腐蚀。3、金属的防护、金属的防护(1)在金属表面覆盖保护层)在金属表面覆盖保护层(2)改变金属的内部结构)改变金属的内部结构(3)电化学保护法)电化学保护法电电化化学学保保护护法法牺牲阳极牺牲阳极的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图牺牲阳极牺牲阳极阴极阴极保护法保护法(负极)(正极)(正极)练习练习(1)()(97全国全国)(97全全国国)
41、5.钢钢铁铁发发生生吸吸氧氧腐腐蚀蚀时时,正正极极上上发发生的电极反应是生的电极反应是(A)2H+2e=H2(B)Fe2+2e=Fe(C)2H2O+O2+4e=4OH(D)Fe3+e=Fe2+C C练习练习(2)(98上海上海)10、以下现象与电化腐蚀无关的是以下现象与电化腐蚀无关的是A黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿黄铜(铜锌合金)制作的铜锣不易产生铜绿B生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈生铁比软铁芯(几乎是纯铁)容易生锈C锈质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈锈质器件附有铜质配件,在接触处易生铁锈D银质奖牌久置后表面变暗银质奖牌久置后表面变暗D D练习练习(3)(00全国)全国)(0
42、0全全国国)18下下列列关关于于实实验验现现象象的的描描述述不不正确的是正确的是A把把铜铜片片和和铁铁片片紧紧靠靠在在一一起起浸浸入入稀稀硫硫酸酸中中,铜片表面出现气泡铜片表面出现气泡B用用锌锌片片做做阳阳极极,铁铁片片做做做做阴阴极极,电电解解氯氯化锌溶液,铁片表面出现一层锌化锌溶液,铁片表面出现一层锌C把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片把铜片插入三氯化铁溶液中,在铜片表面出现一层铁表面出现一层铁 D D把把锌锌粒粒放放入入盛盛有有盐盐酸酸的的试试管管中中,加加入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快入几滴氯化铜溶液,气泡放出速率加快C C练习练习(4)abcd4把把a、b、c、d四四块块金金属属片
43、片浸浸在在稀稀硫硫酸酸中中,用用导导线线两两两两相相连连可可以以组组成成原原电电池池,若若a、b相相连连,a为为负负极极;c、d相相连连,c为为负负极极;a、c相相连连,c为为正正极极;b、d相相连连,b为为正正极极,则则这这四四种种金金属属的的活活动性顺序(由强到弱的顺序)为(动性顺序(由强到弱的顺序)为()A.abcdB.acdbC.cabdD.bdcaB练习练习(5、6)5.下列叙述中不正确的是(下列叙述中不正确的是()A金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍金属的电化腐蚀比化学腐蚀普遍B钢铁在干燥的空气中不易发生腐蚀钢铁在干燥的空气中不易发生腐蚀C用铝质铆钉铆接铁板,铁板易被腐蚀用铝质铆钉铆接铁
44、板,铁板易被腐蚀D原电池中电子由正极流向负极原电池中电子由正极流向负极6下列叙述正确的是(下列叙述正确的是()A原电池中阳离子向负极移动原电池中阳离子向负极移动B原电池中负极发生氧化反应原电池中负极发生氧化反应C马口铁(镀锡)的表面一旦破损,铁腐蚀加快马口铁(镀锡)的表面一旦破损,铁腐蚀加快D白白铁铁(镀镀锌锌)的的表表面面一一旦旦破破损损,铁铁腐腐蚀蚀加加快快CDBC下列哪些装置能构成原电池?(正、负极如何反应?)下列哪些装置能构成原电池?(正、负极如何反应?)练练习习判断下列哪些装置构成了原电池?若不是,判断下列哪些装置构成了原电池?若不是,请说明理由;若是,请指出正负极名称,并请说明理由
45、;若是,请指出正负极名称,并写出电极反应式写出电极反应式.()()()2H+2e-H2负极:负极:总反应:总反应:正极正极:Zn2e-Zn2+Zn+2H+Zn2+H2()()负极负极:正极正极:总反应总反应:正极:正极:负极负极:总反应:总反应:Zn2e-Zn2+2H+2e-H2Zn+2H+Zn2+H2Fe2e-Fe2+Cu2+2e-CuFe+Cu2+Fe2+CuFe+CuSO4Cu+FeSO4()()负极:负极:正极:正极:总反应:总反应:Zn2e-Zn2+Cu2+2e-CuZn+Cu2+Zn2+Cu或或Zn+CuSO4ZnSO4+Cu()()负极:负极:正极:正极:总反应:总反应:Fe2e
46、-Fe2+2H+2e-H2Fe+2H+Fe2+H2或或Fe+H2SO4FeSO4+H22.如图所示,在铁圈和银圈的焊接处,用一根棉线将其悬在如图所示,在铁圈和银圈的焊接处,用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中,使之平衡;小心的向烧杯中央滴入盛水的烧杯中,使之平衡;小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液,片刻后可观察到的现象是溶液,片刻后可观察到的现象是3。试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag2Fe3+Fe=3Fe2+(D)(Zn AgNO3 C)(Fe Fe2(SO4)3 C)A.铁圈和银圈左右摇摆不定;铁圈和银圈左右摇摆不定;B.保持平衡状态;保持平衡状态;C.铁圈向下倾斜;铁圈向下倾斜;D.银圈向下倾斜;银圈向下倾斜;