原电池原理的应用.ppt

原电池原理的应用 锂电池 Date1 本节要讨论的内容 5、原电池的应用 二、金属的腐蚀和防护 一、原电池 1、什么是原电池？ 2、构成原电池的条件是什么？ 3、原电池的正负极和电子流向如何判断？ 4、原电池的工作原理是什么？ Date2 5. 原电池的应用 (1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。 (2)比较金属活动性强弱。 例1： 下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是 C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极； A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲 上有H2气放出； B.在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多； D.同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强； （C） Date3 比较反应速率 例2 ： 下列制氢气的反应速率最快的是 粗锌和 1mol/L 硫酸； B. A. 纯锌和1mol/L 硫酸； 纯锌和18 mol/L 硫酸； C. 粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。D. （ D ） Date4 比较金属腐蚀的快慢 例3： 下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是 (5)(2 ) (1)(3)(4 ) Date5 例4：下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速 率由慢到快的顺序是 (4 ) (2 ) (1)(3) Date6 判断溶液pH值变化 、 例5： 在Cu-Zn原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为 0.125mol/L , 若工作一段时间后，从装置中共收集到 0.168L升气体，则流过导线的电子为 mol,溶 液的pH值为_？（溶液体积变化忽略不计） 0.2 解得： y 0.015 (mol) x 0.015 (mol) 3.75 10 4(mol/L ) pH -lg3.75 104 4 -lg3.75 答： 0.015 根据电极反应： 正极： 负极：Zn2e-Zn2+ 2H+2e- H2 得： 2 2 22.4 x y 0.168 解： 0.20.1252 c(H+)余 2H+ 2eH2 4 -lg3.75 0.015 Date7 二、 问题讨论 (1). (2). 金属的腐蚀和防护 判断下列装置是否为原电池？若是， 指出电极名称 并写出电极反应式。 若将Fe棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮的FeC合金棒 ，插在HCl里，则是否构成了原电池？若是，电极反 应是什么？长期放置，铁棒表面会有什么变化？ Date8 (3) (4) (5) 钢铁腐蚀的本质是什么？什么是钢铁的析氢腐蚀 和吸氧腐蚀？为什么常以后者为主？ 生产上常采取哪些金属防腐措施？ 钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的 环境里或浓度较大的环境里长期放置，常易生锈 变红，原因是什么？ Date9 钢铁表面形成的微小原电池示意图 Date10 钢铁的析氢腐蚀示意图钢铁的吸氧腐蚀示意图 Date11 知识总结 1、 2、金属阳离子 失e- 氧化反应 金属腐蚀的类型 化学腐蚀 电化腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀（常见普遍） . 金属腐蚀 金属原子金属腐蚀的本质： 3、 金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学 反应（氧化还原）而腐蚀损耗的过程。 Date12 4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 Fe2O3 nH2O （铁锈） 通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。 析氢腐蚀吸氧腐蚀 条件 水膜呈酸性。 水膜呈中性或酸性很弱。 CO2+H2O H2CO3 H+HCO 3- 电极反应 负极Fe(- )Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+ 正极C(+)2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH- 总反应:Fe+2H+=Fe2+2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 联系 Date13 钢铁腐蚀的防护： 例6： 改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢 里制成合金钢。 A. C. 铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化； B. D. 它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金； 2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港 币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴 首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要 成分是Cu2(OH)2CO3这三件1760年铜铸的国宝在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分 析，最可能的是 环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去； （ D ） 它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金； Date14 2.金属表面覆盖保护层 3.电化学保护法 原理： 原理 ： 如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化 物薄膜）作保护层。 隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。 牺牲阳极的阴极保护法 形成原电池反应时，让被保护金属做正极，不反 应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。 Date15 牺牲阳极的阴极保护法示意图 Date16 练 习 1 。 如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察： （1）若液面上升，则溶液呈 性，发生 腐蚀,电极反应式为：负极： , 正极： ； 若液面下降，则溶液呈 性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极： 正极： 。 （2） 中性或碱性 吸氧 Fe2e-Fe2+ O2+2H2O+4e-4OH 酸性 析氢Fe2e-Fe2+ 2H+2e-H2 Date17 2、 分析右图，按要求写出有关反应方程式： （1）、铁棒上的电极反应式为： （2）、碳棒上的电极反应式为： （3）、溶液中发生反应的化学方程式： 3、镍镉可充电电池可发生如下反应： Cd+2NiO(OH)+2H2O 由此可知，该电池的负极材料是 Cd(OH)2+2Ni(OH)2 放电 充电 A. Cd, （ D ） B. NiO(OH), D. Ni(OH)2C. Cd(OH)2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 O2+2H2O+4e-4OH- 2Fe4e-2Fe2+ Date18 4.盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜 (CH3COO)2Cu，将产生两种影响生成速率的因素，其 一是： ， 其二是： ； 5.有M、N两种金属，分别与盐酸反应，产生H2速率相近 ，试设计一个实验比较M、N两种金属的活泼性。 H+与CH3COO结合生成CH3COOH，使H+浓度减 小，从而减慢了反应速率。 Zn置换出Cu形成了原电池，从而加快了反应速率 Date19 原电池小结 定义 形成条件 正负极名称和电子流向判断 工作原理