电化学复习之一原电池课件.ppt

1、电化学电化学复习之一：原电池复习之一：原电池n考纲连接考纲连接总体要求总体要求：理解原电池原理。初步了：理解原电池原理。初步了解化学电源，了解化学腐蚀与电化解化学电源，了解化学腐蚀与电化学腐蚀及一般防腐蚀方法。学腐蚀及一般防腐蚀方法。具体考察内容：1、原电池正负极的判断。2、电极反应的书写及正误判断。3、有关计算。原因原因 。环向上倾斜，环向上倾斜，环向下倾斜。环向下倾斜。n 想一想想一想：构成构成原电池原电池装置，铜在银环上析出。装置，铜在银环上析出。1、铁放入、铁放入CuSO4溶液中，现象？反应？溶液中，现象？反应？2、银放入、银放入CuSO4溶液中，现象？反应？溶液中，现象？反应？3、将

2、铁和银焊接成双环，、将铁和银焊接成双环，用绝缘线悬挂在装有水的烧用绝缘线悬挂在装有水的烧杯中，使之呈水平方向，处杯中，使之呈水平方向，处于平衡状态，如果向水中加于平衡状态，如果向水中加入入CuSO4溶液（溶液密度变溶液（溶液密度变化不考虑），片刻后观察：化不考虑），片刻后观察：铁铁银银一、原电池原理：一、原电池原理：n1、原电池装置模型（以铜、原电池装置模型（以铜-锌原电池为例）：锌原电池为例）：原电池：原电池：将化学能转化为电能的装置。将化学能转化为电能的装置。负极负极正极正极现象：现象：锌片溶解，铜片上有气泡产锌片溶解，铜片上有气泡产生，电流计指针偏转。生，电流计指针偏转。（锌片）：（锌片

3、）：Zn-2e-=Zn2+（铜片）：（铜片）：2H+2e-=H2总反应：总反应：Zn+2H+=Zn2+H2电子流向：电子流向：从锌片经外电路到铜片。从锌片经外电路到铜片。电流流向：电流流向：从铜片到锌片。从铜片到锌片。n回归课本（回归课本（P98），完型填空：），完型填空：在原电池中，电子在原电池中，电子 的一极是的一极是 极（如锌极（如锌片），电极被片），电极被 。电子。电子 的一极是的一极是 极极（如铜片），（如铜片），H+在正极上被在正极上被 。以上介绍了铜以上介绍了铜-锌原电池，我们也可以利用同锌原电池，我们也可以利用同样的原理，把其他的样的原理，把其他的 反应设计成各种反应设计成各种

4、不同的电池。在这些电池中，一般都用不同的电池。在这些电池中，一般都用 较较强的物质作为负极，负极向外电路强的物质作为负极，负极向外电路 电子；电子；用用 较强的物质作为正极，正极从外电较强的物质作为正极，正极从外电路路 电子；在电池内部，两极之间填电子；在电池内部，两极之间填充充 。放电时，负极上的。放电时，负极上的 通过通过 流流向用电器，从正极流回电池，形成电流。向用电器，从正极流回电池，形成电流。流出流出负负氧化氧化流入流入正正还原还原还原性还原性提供提供氧化性氧化性得到得到电解液电解液电子电子导线导线氧化还原氧化还原n想一想：想一想：下列装置不能构成原电池的是（下列装置不能构成原电池的

5、是（）CDFn2、原电池形成条件：、原电池形成条件：活动性不同的两电极。活动性不同的两电极。有电解质溶液，电极插入其中并与之有电解质溶液，电极插入其中并与之发生自发的氧化还原反应。发生自发的氧化还原反应。形成闭合回路。形成闭合回路。n练一练：练一练：现有现有A、B、C、D四种金属，把四种金属，把A、B分别浸入稀硫酸中，产生气泡都很慢；分别浸入稀硫酸中，产生气泡都很慢；把把C、D分别浸入稀硫酸中，产生气泡分别浸入稀硫酸中，产生气泡都很快；把都很快；把A、B用导线连接浸入稀硫用导线连接浸入稀硫酸中，酸中，A上有气泡析出；把上有气泡析出；把C浸入浸入D的硝的硝酸盐溶液中，酸盐溶液中，C的表面有的表面

6、有D析出。这四析出。这四种金属的活动性由强到弱的顺序种金属的活动性由强到弱的顺序为为 。C、D、B、An想一想：想一想：用铜、银、硝酸银溶液设计一个原电池，用铜、银、硝酸银溶液设计一个原电池，则这个原电池的则这个原电池的 负极是负极是 ，电极反应是电极反应是 ；正极是正极是 ，电极反应是电极反应是 ；总反应是总反应是 ；电子流向是电子流向是 ；每析出每析出1摩尔银转移电子数目约摩尔银转移电子数目约为为 。CuCu-2e-=Cu2+Ag2Ag+2e-=2AgCu+2Ag+=Cu2+2Ag6.021023从铜经外电路到银从铜经外电路到银n3、电极反应：、电极反应：（重点和关键）（重点和关键）口诀：

7、口诀：“负失氧、正得还负失氧、正得还”正负电极的确定与选取：正负电极的确定与选取：电极反应的实质：电极反应的实质：电子的流向：电子的流向：负极负极外电路外电路正极正极负极负极：较活泼金属。较活泼金属。正极正极：较不活泼金属或能导电的非金属（如石墨）、较不活泼金属或能导电的非金属（如石墨）、金属氧化物（如二氧化铅）。金属氧化物（如二氧化铅）。负极反应负极反应：失失电子，发生电子，发生氧化反应氧化反应。正极反应正极反应：得得电子，发生电子，发生还原反应还原反应。n讨论讨论：请根据所给反应，用下列物质设计原请根据所给反应，用下列物质设计原电池装置：电池装置：碳棒、银片、铜片、铁片、锌片、硝碳棒、银片

8、、铜片、铁片、锌片、硝酸银溶液、硫酸铜溶液、氯化铁溶液、氯酸银溶液、硫酸铜溶液、氯化铁溶液、氯化亚铁溶液、导线。化亚铁溶液、导线。Fe+Cu2+=Cu+Fe2+Cu+2Fe3+=Cu2+2Fe2+Zn+Cu2+=Zn2+Cu 65g 64g 由上可知由上可知n(Zn)=0.2molCuSO4溶液恰好完全反应溶液恰好完全反应n练一练：练一练：由铜片、锌片和由铜片、锌片和100mL硫酸铜溶液组成的原电池硫酸铜溶液组成的原电池工作一段时间后，铜片质量增加了工作一段时间后，铜片质量增加了12.8g，且溶液恰好，且溶液恰好变为无色。假设锌片上没有铜析出，计算：变为无色。假设锌片上没有铜析出，计算：锌片质

9、量减轻了多少克。锌片质量减轻了多少克。共有多少个电子流过外电路。共有多少个电子流过外电路。原硫酸铜溶液的物质的量浓度为多少。原硫酸铜溶液的物质的量浓度为多少。解：解：m(Zn)12.8g 可求得：可求得：m(Zn)=13gN(e-)=0.2mol26.021023mol-1 =2.4081023 n(Cu2+)=0.2mol c(Cu2+)=0.2mol0.1L=2mol/Ln作业：作业：千锤百炼千锤百炼第第50课时课时n1、金属的电化学腐蚀：、金属的电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液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接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失

10、电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀的最突出的例子（如下图）。的最突出的例子（如下图）。二、原电池原理的应用：二、原电池原理的应用：析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁为例）的比较析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁为例）的比较析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀（为主）吸氧腐蚀（为主）条件条件水膜酸性较强水膜酸性较强（pH4.3）水膜酸性很弱或中性水膜酸性很弱或中性电电极极反反应应负负极极正正极极总反总反应式应式Fe-2e-=Fe2+2H+2e-=H2O2+2H2O+4e-=4OH-Fe+2H+=Fe2+

11、H2 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2n练一练：练一练：1、下列几种铁板，在镀层被破坏后，最耐、下列几种铁板，在镀层被破坏后，最耐腐蚀的是（腐蚀的是（）A镀锌铁板镀锌铁板 B镀铜铁板镀铜铁板 C镀锡铁板镀锡铁板 D镀铅铁板镀铅铁板 2、埋在地下的输油铸铁管道，在下列情况、埋在地下的输油铸铁管道，在下列情况下被腐蚀的速度最慢的是（下被腐蚀的速度最慢的是（）A在潮湿疏松透气的土壤中在潮湿疏松透气的土壤中 B在含铁元素较多的酸性土壤中在含铁元素较多的酸性土壤中 C在干燥致密不透气的土壤中在干燥致密不透气的土壤中 D在含碳粒较多、潮湿透气的土壤中在含碳粒较多、潮湿透气的土壤中A Cn练一练：练

12、一练：3、下列事实不能用电化学理论解释的是、下列事实不能用电化学理论解释的是 （）A 轮船水线以下的船壳上装上一定数量的锌块。轮船水线以下的船壳上装上一定数量的锌块。B 银质奖章久置后表面变暗。银质奖章久置后表面变暗。C 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。D 纯锌与稀硫酸反应滴入少量的硫酸铜溶液后反应速纯锌与稀硫酸反应滴入少量的硫酸铜溶液后反应速率加快。率加快。Bn练一练：练一练：4、炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含、炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含NaCl），第二天便会因被腐蚀而出现红褐色），第二天便会因被腐蚀而出现红褐色的锈斑。试回答：的锈斑。

13、试回答：铁锅锈蚀应属于铁锅锈蚀应属于 腐蚀，腐腐蚀，腐蚀的原因是蚀的原因是 。请用文字和化学方程式表示铁锅的锈蚀过程。请用文字和化学方程式表示铁锅的锈蚀过程。答：答：电化学（或吸氧腐蚀）电化学（或吸氧腐蚀）铁锅与残液（溶有氧气）构成原电池。铁锅与残液（溶有氧气）构成原电池。铁为负极：铁为负极：Fe-2e-=Fe2+碳为正极：碳为正极：O2+4e-+2H2O=4OH-总电极反应：总电极反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2呈红褐色：呈红褐色：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2On 练一练练一练：5、已知：、已知：AsO43-+2I-+2

14、H+AsO33-+I2+H2O是可逆反应。是可逆反应。现设计如下实验装置现设计如下实验装置 A烧杯中装烧杯中装有有Na3AsO4和和Na3AsO3溶液，溶液，B烧杯中装有烧杯中装有I2和和KI溶液。两溶液。两烧杯用一倒置的装有饱和氯烧杯用一倒置的装有饱和氯化钾的化钾的U形管相连，此装置形管相连，此装置称为盐桥。其作用是避免两称为盐桥。其作用是避免两烧杯中的电解质溶液相混合，烧杯中的电解质溶液相混合，又使两烧杯中的电解质溶液又使两烧杯中的电解质溶液能导电。能导电。C1、C2为惰性电极，为惰性电极，现进行如下操作：现进行如下操作：a.向向B溶液中滴入浓盐酸，发现电流计指针发生偏转。溶液中滴入浓盐酸

15、，发现电流计指针发生偏转。b.若改向若改向B溶液中滴入溶液中滴入40%的氢氧化钠溶液，发现电流计指的氢氧化钠溶液，发现电流计指针向相反方向偏转。针向相反方向偏转。回答下列问题：回答下列问题：（1）电流计指针为什么能发生偏转？）电流计指针为什么能发生偏转？（2）两次操作中）两次操作中,电流计指针的偏转方向为什么相反？用电流计指针的偏转方向为什么相反？用化学平衡移动原理解释。化学平衡移动原理解释。（3）a操作中操作中C1棒上发生什么反应棒上发生什么反应?b操作中操作中C2棒上发生棒上发生什么反应什么反应?答：答：两次操作均构成原电池装置，电流计中都有电两次操作均构成原电池装置，电流计中都有电子流动

16、，因此指针发生偏转。子流动，因此指针发生偏转。两次操作中的化学平衡移动方向相反，即反应物、两次操作中的化学平衡移动方向相反，即反应物、生成物次序颠倒，因此原电池的正负极也颠倒。所生成物次序颠倒，因此原电池的正负极也颠倒。所以两次操作指针偏转方向相反。以两次操作指针偏转方向相反。a操作（加盐酸，使平衡正移）中：操作（加盐酸，使平衡正移）中：C1（负极）上的反应为：（负极）上的反应为：2I-2e-=I2，C2（正极）（正极）上的反应为：上的反应为：AsO43-+2e-+2H+=AsO33-+H2O b操作（加氢氧化钠，使平衡逆移）中：操作（加氢氧化钠，使平衡逆移）中：C1（正极）上的反应为：（正极

17、）上的反应为：I2+2e-=2I-，C2（负极）（负极）上的反应为：上的反应为：AsO33-2e-+H2O=AsO43-+2H+n2、化学电源：、化学电源：（实用电池一般应具有以下特点：（实用电池一般应具有以下特点：能产生稳定而具有较高电压的电流；安能产生稳定而具有较高电压的电流；安全、耐用且便于携带；能够实用于特殊全、耐用且便于携带；能够实用于特殊用途；便于回收处理，不污染环境或对用途；便于回收处理，不污染环境或对环境产生影响较小。）环境产生影响较小。）请根据所给条件，写出下列电池的电极反应方程式：请根据所给条件，写出下列电池的电极反应方程式：干电池干电池：n负极反应：负极反应：n正极反应：

18、正极反应：n总反应：总反应：电极材料为锌筒和石墨棒，电解质为电极材料为锌筒和石墨棒，电解质为NH4Cl糊状物。糊状物。Zn-2e-=Zn2+2NH4+2e-=2NH3+H2Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2银锌电池银锌电池：n负极反应：负极反应：n正极反应：正极反应：n总反应：总反应：电极材料为锌筒和氧化银，电解液为电极材料为锌筒和氧化银，电解液为KOH。Zn+2OH-2e-=Zn(OH)2（或（或Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O）Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag（或（或Zn+Ag2O=ZnO+2Ag）海水电池海水电池：n负极反

19、应：负极反应：n正极反应：正极反应：n总反应：总反应：电极材料为铝和空气，电解液为海水。电极材料为铝和空气，电解液为海水。4Al-12e-=4Al3+3O2+6H2O+12e-=12OH-4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3电极方程式书写方法小结：电极方程式书写方法小结：负极发生氧化反应，某物质失去电子。负极发生氧化反应，某物质失去电子。正极发生还原反应，某物质得到电子。正极发生还原反应，某物质得到电子。在同一原电池中，同时间里，正负极得失电子在同一原电池中，同时间里，正负极得失电子总数相等（守恒）。总数相等（守恒）。总反应是一个氧化还原反应。总反应是一个氧化还原反应。铅蓄电池铅蓄电池：

20、n负极反应：负极反应：n正极反应：正极反应：n总反应：总反应：电极材料为铅和二氧化铅，电解液为稀硫酸。电极材料为铅和二氧化铅，电解液为稀硫酸。（提示：（提示：PbSO4是难溶物质）是难溶物质）Pb+SO42-2e-=PbSO4PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O锂电池：锂电池：n负极反应：负极反应：n正极反应：正极反应：n总反应：总反应：电极材料为锂和碘，电解液为非水有机溶剂。电极材料为锂和碘，电解液为非水有机溶剂。2Li-2e-=2Li+I2+2e-=2I-2Li+I2=2LiI（锂与同质量的其他金属作负极相比，使用寿命

21、长，（锂与同质量的其他金属作负极相比，使用寿命长，高能、质轻、工作效率高、储存寿命长。）高能、质轻、工作效率高、储存寿命长。）新型燃料电池：新型燃料电池：n介绍：燃料电池是将燃料（如氢气、甲烷、乙介绍：燃料电池是将燃料（如氢气、甲烷、乙醇等）氧化时的化学能转变为电能的装置。醇等）氧化时的化学能转变为电能的装置。n所有燃料电池作用的基本模式是：将燃料和氧所有燃料电池作用的基本模式是：将燃料和氧气或空气分别通入负极和正极，两者在电极的气或空气分别通入负极和正极，两者在电极的催化作用下进行化学反应，从而产生电流。催化作用下进行化学反应，从而产生电流。n在不断补充燃料和氧气或空气的条件下，燃料在不断补

22、充燃料和氧气或空气的条件下，燃料电池能持续发电。因此它不同于一次性电池，电池能持续发电。因此它不同于一次性电池，也不同于需要间断充电的蓄电池。也不同于需要间断充电的蓄电池。图示图示1：氢氧燃料电池：氢氧燃料电池图示图示2：氢氧燃料电池：氢氧燃料电池n负极反应：负极反应：n正极反应：正极反应：n总反应：总反应：碱式（碱式（OH-）2H2+4OH-4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2H2+O2=2H2Oa.氢氧燃料电池：氢氧燃料电池：酸式（酸式（H+）2H2-4e-=4H+O2+4H+4e-=2H2O2H2+O2=2H2On负极反应：负极反应：n正极反应：正极反应：n总反应：总反应：b.甲烷氧气燃料电池（电解质为甲烷氧气燃料电池（电解质为KOH）:n负极反应：负极反应：n正极反应：正极反应：n总反应：总反应：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e-=8OH-CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O学习心理指导：学习心理指导：一不畏难，敢于做题。一不畏难，敢于做题。二要认真审题，不马虎大意，掌握题目细节二要认真审题，不马虎大意，掌握题目细节。三能运用所学知识，抓住问题关键，三能运用所学知识，抓住问题关键，找到解找到解 题突破口。题突破口。四提高解题能力还须多练多思。四提高解题能力还须多练多思。