高中化学 化学反应原理：化学能转化为电能——电池 学案1.doc

第三节 化学能转化为电能原电池学习目标1、以铜锌为例，从分析氧化还原反应的实质入手，领会原电池的工作原理。2、通过电子的得失很容易书写电极反应和电池反应。3、认识金属腐蚀的危害，通过试验探究防止金属腐蚀的措施。4、体验化学能与电能相互转化的探究过程的实际意义及重要应用。一、原电池原理1、原电池形成的条件（1）两个活泼性 的电极，二者 （如相互接触）或 相连，插入 中。（2）形成 回路。（3）总反应为能自发发生的 反应。2、正极、负极的判断3、电极反应式的书写和电荷移动方向（1）电极反应式的书写负极： ，电极反应式： 。正极： ，电极反应式： 。电池反应： 。（2）电荷移动方向电子由 释放，经 沿导线流入 ，电解质溶液中的 移向正极，在其表面得电子被 ；活泼负极失电子，形成一个闭合回路。二、金属的腐蚀1、概念金属与周围的空气或液体物质发生 反应面引起损耗的现象。2、分类一般分为 腐蚀和 腐蚀两种。3、电化学腐蚀（1）概念： 的金属暴露在潮湿的空气中或跟 接触时，由于形成 而发生腐蚀。（2）分类析氢腐蚀：在金属外面的水膜呈 性时发生析氢腐蚀。负极反应： 。正极反应： 。电池反应： 。吸氧腐蚀在金属外面的水膜 很弱或呈 ，溶解一定量 时发生吸氧腐蚀。负极反应： 。正极反应： 。电池反应： 。三、金属的防护 1、改变金属的内部结构，使其成为耐腐蚀金属，如制成合金、 等。 2、加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。 3、电化学防护 （1）牺牲阳极保护法 原理 （阴极）：被保护的金属设备 （阳极）：比较保护的金属活泼的金属 （2）外加电流阴极保护法 原理 ；被保护的金属设备 ；惰性电极 例题1、下列叙述是小明做完铜、锌原电池的实验后得出的结论和认识，你认为正确的是 A、构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属 B、由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极 C、电子沿外导线由锌流向铜，通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气 D、铜锌原电池工作时，若有13克锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过解析：两种活泼性不同的金属与电解质溶液能够组成原电池，但不能因此说构成原电池电极的材料一定都是金属，例如锌和石墨电极 也能跟电解质溶液组成原电池。在原电池中，活泼金属中的电子流向不活泼的电极，因此活泼金属是负极。但电子不能通过电解质溶液，应该是氢离子在铜极上得到由锌沿外导线转移过来的电子。铜锌原电池工作时，锌负极失电子，电极反应为Zn2e Zn2+, 1molZn失去2mol电子，0.2mol锌（质量为13g）被溶解，电路中有0.4mol电子通过。故选D。答案：D例题2、如图所示是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为X、Y。（1）当以I=0.21A的电流电解60min后，测得铜片A的质量增加了0.25g，则右图装置中的X端应与直流电的 极相连，它是电解池的 极。（2）电解后铜片B的质量 。（填“增加”、“减少”或“不变”）（3）列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA。（已知电子电量e=1.610-19C）解析：本题把化学电解原理与物理电学知识有机综合起来，较好地考查了理化学科综合能力，充分反应理综卷试题综合特点及组合试卷优势。答案：（1）负 阴 （2）减少 （3）6.021023例题3、以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ） A、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B、生铁比软铁心（几乎是纯铁）容易生锈 C、铁质器件附有铜质配件，在接触处易生成铁锈 D、银质奖牌长期放置后在其奖牌的表面变暗解析： A黄铜（铜锌合金）若发生电化学腐蚀时，被腐蚀的金属应是金属性较活泼的锌而不是铜，B生铁中含较多的碳，比软铁心（几乎是纯铁）在电解质作用下更容易形成原电池，也更容易生锈。C铁质器件附有铜配件时，在接触电解质溶液时，铁是原电池的负极，易被腐蚀生成铁锈。D银质奖牌久置后可能与氧气或硫氧化成银的化合物而使其表面变暗，这是化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。【当堂检测】1、下列各变化中属于原电池反应的是（ ） A、在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B、镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C、红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层 D、浓HNO3比稀HNO3更能氧化金属铜2、在用Zn、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法中正确的是（ ） A、锌片是正极，铜片上有气泡产生B、电流方向是从锌片流向铜片 C、溶液中H2SO4的物质的量减小D、电解液的pH保持不变3、下列四个装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是（ ）4、根据下列事实：X+Y2+ X2+YZ+2H2O = Z(OH)2+H2 Z2+氧化性比X2+弱 由Y、W电极组成的原电池，电极反应为W2+2e - W、Y-2e - Y2+，可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是 A、XZYWB、ZWXY C、ZYXWD、ZXYW5、有人设计铂和锌为电极材料，埋入人体作某种心脏病人的心脏起搏器的能