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1、原原电电池池原原理理及及其其应应用用知知识识体体系系原原电池原理电池原理构成原电池条件构成原电池条件原电池应用原电池应用金属的腐蚀及其防护金属的腐蚀及其防护定向移动方向定向移动方向：电子、离子电子、离子原电池原电池“负极出电子，电子回正极负极出电子，电子回正极”必发生必发生失电子失电子的的氧化反应氧化反应电解池电解池必发生必发生得电子得电子的的还原反应还原反应必发生必发生失电子失电子的的氧化反应氧化反应1 1、原电池的反应原理、原电池的反应原理2 2、电极反应、电极反应 式的书写式的书写找出两极放电的物质找出两极放电的物质分析放电后的产物是否分析放电后的产物是否与溶液中的溶质反应与溶液中的溶质
2、反应3 3、原电池电、原电池电 极的判断极的判断负极负极-失电子发生氧化失电子发生氧化 反应的电极反应的电极正极正极得电子发生还原得电子发生还原 反应的电极反应的电极发生氧化还原反应发生氧化还原反应原原电池原理电池原理电子电子流出流出电子电子流入流入化学能转化为电能化学能转化为电能构成原电池条件构成原电池条件有电解质溶液有电解质溶液有活性不同的两极有活性不同的两极有闭合回路有闭合回路 例例1 1、CuCu、FeFe作两极，稀硫酸作电解质溶液作两极，稀硫酸作电解质溶液的原电池中：的原电池中：CuCu作作_极极,FeFe作作_极极电极反应式是：负极电极反应式是：负极_ 正极正极_总反应式是总反应式
3、是_如将稀硫酸改为浓硝酸则：如将稀硫酸改为浓硝酸则：CuCu作作_极极,FeFe作作_极极电极反应式是：负极电极反应式是：负极_ 正极正极_总反应式是总反应式是_Cu+4HNOCu+4HNO3 3(浓浓)=Cu(NO)=Cu(NO3 3)2 2+2NO+2NO2 2+2H+2H2 2O O正正负负Fe-2eFe-2e-=Fe=Fe2+2+2H2H+2e+2e-=H=H2 2Fe+HFe+H2 2SOSO4 4=FeSO=FeSO4 4+H+H2 2负负正正Cu-2eCu-2e-=Cu=Cu2+2+2NO2NO3 3-+4H+4H+2e+2e-=2NO=2NO2 2+2H+2H2 2O O常见电
4、池和新型电池示例常见电池和新型电池示例原电池应用原电池应用负极负极（锌筒）（锌筒）：Zn-2e-=Zn 2+正极正极（石墨）（石墨）：2NH4+2e-=2NH3+2H2 总反应：总反应：Zn+2NH4+=Zn 2+2NH3+2H2 1、锌、锌-锰干电池锰干电池常用电池的电极反应和电池总反应式书写常用电池的电极反应和电池总反应式书写2NH4+2MnO2+2e=2NH3+Mn2O3+H2OZn+2NH4+2MnO2=Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O2、铅蓄电池、铅蓄电池负极负极PbPb：Pb+SO42-2e-=PbSO4正极正极PbO2：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O
5、总反应：总反应：例例2：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是()A放电时，Fe是负极，NiO2是正极 B蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中C充电时，阴极上的电极反应为：D放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 解析：解析：蓄电池放电时起原电池作用，原电池的负极是蓄电池放电时起原电池作用，原电池的负极是较活泼的金属，较活泼的金属，A正确。放电时，正确。放电时，Fe是原电池的负极，是原电池的负极，Fe失电子被氧化成失电子被氧化成Fe2+离子。由于负极离子。由于负极Fe的附近聚集较的附近聚集
6、较多的多的Fe2+离子，电解质溶液中的阴离子向负极移动，离子，电解质溶液中的阴离子向负极移动，D不不正确。充电时蓄电池起电解池作用，充电时电源的负极应正确。充电时蓄电池起电解池作用，充电时电源的负极应与蓄电池的负极（与蓄电池的负极（Fe，此时作为电解池的阴极）相连接，此时作为电解池的阴极）相连接，发生还原反应。发生还原反应。C正确。反应是在碱性溶液中进行的，正确。反应是在碱性溶液中进行的，B B不不正确。正确。答案：答案：B B、D D。钮扣电池：不锈钢制成一个由正钮扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由内靠正极一端填充由AgAg2
7、 2O O和少量和少量石墨组成的正极活性材料，负极石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金作负极活性盖一端填充锌汞合金作负极活性材料，电解质溶液为浓材料，电解质溶液为浓KOHKOH溶液，溶液，已知电池内已知电池内ZnZn的氧化产物为的氧化产物为ZnOZnO，3、银、银-锌电池锌电池负极：负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O 正极：正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-总反应：总反应：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag4、燃料电池、燃料电池负极负极H H2 2：2 2H2+4OH-4e-=4H2O 正极正极O O2 2：O O2+2+2H2O+4e-=4OH-总反应：总反应：O
8、 O2+2+2H2 =2H2O氢氧燃料电池是一种新氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。电极表面放电。例例3 3：航航天天技技术术上上使使用用的的氢氢氧氧燃燃料料电电池池具具有有高高能能、轻轻便便、无无污污染染的的优优点点。氢氢氧氧燃燃料料电电池池有有酸酸式式和和碱碱式式两两种种，它它们们放放电电时时的的总总反反应应都都可可以以表表示示为为2 2H H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，酸酸式式电电池池中中电电解解质质是是酸酸，其
9、其负负极极反反应应可可表表示示为为2 2H H2 2-4e-4e-=4H=4H+，则则其其正正极极反反应应式式为为_ _ _。碱碱式式电电池池的的电电解解质质是是碱碱，其其正正极极反反应应式式为为O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-，则其负极反应可表示为则其负极反应可表示为_ _。O2+4e-+4H+=2H2O 2H2-4e-+4OH-=4H2O 4 4、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使、氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽燃料往往是某些碳氢化合物，如
10、：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中的甲烷燃料电池中a a极的电极反应式：极的电极反应式：，此时电池内总的反应式此时电池内总的反应式 ：。KOH溶液溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH-8e-=CO32-+7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O 有人设计出利用有人设计出利用CH4和和O2的反应，用的反应，用铂电极在铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池溶液中构成原电池。电池的总反应类似于的总反应类似于CH4在在O2中燃烧，则下列中燃烧，则下列说法正确的是（说法正确的是（）每消耗每消耗1molCH4可以向外电路
11、提供可以向外电路提供8mole-负极上负极上CH4失去电子，电极反应式：失去电子，电极反应式：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O负极上是负极上是O2获得电子，电极反应式为：获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-电池放电后，溶液电池放电后，溶液PH不断升高不断升高 A.B.C.D.A 5、(99理综理综)熔融盐燃料电池具有高的发电熔融盐燃料电池具有高的发电效率效率,因而受到重视因而受到重视.可用可用Li2CO3和和Na2CO3的熔融盐混合物用电解质的熔融盐混合物用电解质,CO为阳极燃气为阳极燃气,空空气与气与CO2的混合气为阴极助燃气的混合气为阴极助燃气,制得在制得
12、在6500下工作的燃料电池下工作的燃料电池,完成有关的电池完成有关的电池反应式反应式:负极反应式负极反应式:,正极反应式正极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32-总电池反应总电池反应 式式:.2CO+2CO32-4e-=4CO22CO+O2=2CO2解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行解析：作为燃料电池，总的效果就是把燃料进行燃烧。本题中燃烧。本题中COCO为还原剂，空气中为还原剂，空气中O O2 2为氧化剂，为氧化剂，电池总反应式为：电池总反应式为：2 2CO+OCO+O2 2=2CO2CO2 2。用总反应式减用总反应式减去电池负极（即题目指的阳极）反应式，就可得去电池负极（即题目
13、指的阳极）反应式，就可得到电池正极（即题目指的阴极）反应式：到电池正极（即题目指的阴极）反应式：O O2 2+2CO+2CO2 2+4e+4e-=2CO 2CO3 32-2-。5、海水电池（电解质溶液为海水）、海水电池（电解质溶液为海水）负极：负极：4Al-12e=4Al3+，正极：正极：3O2+6H2O+12e=12OH总反应：总反应：4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)36、锂电池（非水有机溶剂电解液）、锂电池（非水有机溶剂电解液）负极：负极：2Li-2e=2Li+，正极：正极：I2+2e=2I，总反应：总反应：2Li+I2=2LiI跟相同质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，跟相同
14、质量的其它金属作负极相比，使用寿命延长，高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。（1）利利用用铁铁被被氧氧气气氧氧化化时时放放热热反反应应所所放放出出的的热热量量。（2）碳碳粉粉的的主主要要作作用用是是和和铁铁粉粉、氯氯化化钠钠溶溶液液一一起起构构成成原原电电池池，加加速速铁铁屑屑的的氧氧化化。氯氯化化钠钠溶溶于于水水，形形成成了了电电解解质质溶溶液液。（3）负极：）负极：2Fe-4e-=2 Fe2+，正极：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-，总反应方程式是：总反应方程式是：4 Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3 市市场场上上出出售售的
15、的“热热敷敷袋袋”其其主主要要成成分分是是铁铁屑屑、碳碳粉粉、木木屑屑和和少少量量氯氯化化钠钠、水水等等，热热敷敷袋袋启启用用之之前前用用塑塑料料袋袋密密封封使使其其与与空空气气隔隔绝绝，启启用用时时，打打开开塑塑料料袋袋轻轻轻轻揉揉搓搓就就会会放放出出热热量量，使使用用完完后后，会会发发现现有有大量的铁锈存在，请回答下列问题：大量的铁锈存在，请回答下列问题：（1）热敷袋使用时，为什么会放出热量？）热敷袋使用时，为什么会放出热量？（2）碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？）碳粉的主要作用是什么？氯化钠又起了什么作用？（3）试写出有关的电极反应式和化学方程式。）试写出有关的电极反应式和化
16、学方程式。原电池电极反应式的书写注意事项：原电池电极反应式的书写注意事项：（1）负氧正还。）负氧正还。（2）要要注注意意溶溶液液的的酸酸碱碱性性，适适当当的的在在电电极极方方程程式式两两边边添添加加H+、OH、H2O，以遵循电荷守恒和质量守恒。以遵循电荷守恒和质量守恒。（3）要要注注意意电电极极反反应应产产物物是是否否与与电电解解质溶液发生反应。质溶液发生反应。小结小结化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀与电化腐蚀化学腐化学腐蚀蚀电电化腐化腐蚀蚀条件条件金属跟非金属金属跟非金属单质单质直接接触直接接触不不纯纯金属或合金金属或合金跟跟电电解解质质溶液接触溶液接触现现象象无无电电流流产产生生有有微弱微弱电电
17、流流产产生生本本质质金属被氧化金属被氧化较较活活泼泼金属被氧化金属被氧化联联系系两者往往同两者往往同时发时发生，生，电电化腐化腐蚀蚀更普遍更普遍金属的腐蚀金属的腐蚀 金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其本质是金属应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。原子失去电子被氧化的过程。金属的腐蚀及其防护金属的腐蚀及其防护析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）为例）析析氢氢腐腐蚀蚀吸氧腐吸氧腐蚀蚀条件条件水膜酸性水膜酸性较较强强（pH4.3）水膜酸性很弱或中性水膜酸
18、性很弱或中性 电电极极反反应应 负负极极 正正极极总总反反应应式式O2+2H2O+4e-=4OH2H+2e-=H2Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2Fe-2e=Fe2+（3）金属防护的几种重要方法）金属防护的几种重要方法 改变金属内部的组织结构，制成合金。改变金属内部的组织结构，制成合金。在金属表面覆盖保护层。在金属表面覆盖保护层。电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解电化学保护法，即将金属作为原电池的正极或电解 池的阴极而受到保护。池的阴极而受到保护。在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐措施的腐蚀腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀一般防腐条件的腐蚀无防腐条件的腐蚀小结小结例例下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是硫酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是 A B C D D