高三复习原电池-化学电源班用PPT课件

-,1,例：判断右边原电池的正、负极，并写出电极反应式。,FeCl3溶液,负极：Cu-2eCu2+正极：2Fe3+2e-2Fe2+,CuC,稀硫酸溶液,NaOH溶液,（稀硫酸）负极:Mg-2e-Mg2+正极：2H+2e-H2,（NaOH溶液）负极：2Al-6e-+8OH-=2AlO2-+4H2O,正极：6H2O+6e-=3H2+6OH-,-,2,练习：,利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2，设计一个单液原电池，一个双液原电池（使用盐桥），画出原电池的示意图，并写出电极反应。,参考答案,负极（Zn）：Zn-2e-=Zn2+（氧化反应）正极（Pt或C）：2Fe3+2e-=2Fe2+（还原反应）,FeCl3溶液,-,3,燃料电池熔融盐电池,二、化学电源,常规电池,一次电池二次电池,新型电池,-,4,1、酸性锌锰干电池,干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极，在石墨周围填充NH4Cl、ZnCl2和淀粉作电解质溶液，还,填充MnO2的黑色粉末吸收正极放出的H2，防止产生极化现象。电极总的反应式为：,2NH4Cl+Zn+2MnO2=ZnCl22NH3+Mn2O3+H2O,请写出各电极的电极反应。,(一)一次电池,-,5,练：写出锌锰干电池的电极反应和总化学反应方程式。负极正极总反应通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不能正常供电了？_我们在使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，请推测可能是干电池中的什么成分起了作用？,Zn-2e-=Zn2+,2NH4+2e-=2NH3+H2,Zn+2NH4+=Zn2+2NH3+H2,锌筒变软，电池表面变得不平整,2MnO2+H2=Mn2O3+H2O,-,6,负极（锌筒）：Zn-2e-+2OH-=ZnO+H2O正极（石墨）：MnO2+2e-+2H2O=Mn(OH)2+2OH,2、碱性锌锰干电池,金属棒,碱性锌锰电池的优点：电流稳定，放电容量、时间增大几倍，不会气涨或漏液。,普通锌锰干电池缺点：放电量小，放电过程中易气涨或漏液,总反应：Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)2,-,7,3、锂电池,锂亚硫酰氯电池(Li-SOCl2)：8Li+3SOCl2=6LiCl+Li2SO3+2S负极：；正极：。,用途：质轻、高能(比能量高)、高工作效率、高稳定电压、工作温度宽、高使用寿命，广泛应用于军事和航空领域。,8Li-8e-=8Li+,3SOCl2+8e-=6Cl-+SO32-+2S,-,8,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，盒内靠正极一端填充由Ag2O和少量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材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为ZnO，,4、银-锌电池,负极：Zn+2OH-2e-=ZnO+H2O,正极：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-,总反应：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag,-,9,1、铅蓄电池,电极材料及原料电解质溶液,正极：PbO2负极：Pb,H2SO4溶液,负极（Pb）:Pb-2e-+SO42-=PbSO4,Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,正极（PbO2）:PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O,总反应：,放电-原电池反应,(二)二次电池(可充电),-,10,2PbSO4(s)+2H2O(l)Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq),充电-电解池反应,PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq),还原反应,阴极：,阳极：,PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq),氧化反应,接电源负极,接电源正极,充电过程总反应：,2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq),铅蓄电池的充放电过程：,-,11,练习铅蓄电池：汽车上用的铅蓄电池是一组充满海绵状灰铅的铅板和另一组结构相似的充满二氧化铅的铅板组成。两个电极用硫酸溶液作为电解质溶液，工作时，两极发生的反应为Pb-2e+SO42-=PbSO4PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O,思考（1）对铅蓄电池的下列说法正确的是：A.充满灰铅的铅板为电源正极B.充满灰铅的铅板为电源负极SO42-只向PbO2移动。C.充满灰铅的铅板发生氧化反应D.充满灰铅的铅板发生还原反应,C,-,12,（2）在铅蓄电池工作时溶液的pH值将A.不变B.升高C.降低D.无法确定,（3）在蓄电池生产和使用是，下列提法正确的是A.生产和使用蓄电池时，不会造成环境污染。B.生产和使用蓄电池时，可能造成铅中毒和环境污染C.使用铅蓄电池时，若铅板上有1mol铅反应就消耗2mol硫酸D.在铅蓄电池使用时，电解质溶液密度会增大,（4）今若用此蓄电池电解饱和食盐水制Cl2，制得Cl20.05mol，这时电池内消耗的硫酸的物质的量至少是：,A）0.025molB）0.050molC）0.10molD）0.20mol,B,BC,C,-,13,6.爱迪生蓄电池的电池反应：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2,有关说法错误的是：A.放电时Fe做负极，NiO2作正极B.充电时阴极上的电极反应是：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-C.放电时电解质溶液的阴离子向正极移动D.蓄电池的电极必须浸入碱性溶液中。,C,放电,充电,-,14,2、银锌蓄电池,1970-1975,开发了先进的银锌、镍镉电池技术。1975-1983,为美国海军生产潜水艇用银锌电池。1979-1987,为美国国家能源部发展电动车用的镍锌电池。1998-1992,为美国海军发展世界上最大的镍镉电池用于核潜水艇。,-,15,银-锌蓄电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充电和放电过程可以表示为：,2Ag+Zn(OH)2Ag2O+Zn+H2O,此电池放电时，负极上发生反应的物质是（）,A.AgB.Zn(OH)2C.Ag2OD.Zn,D,电极反应：,负极：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2,正极：Ag2O+2e-+H2O=2Ag+2OH-,-,16,3、镍镉电池,负极材料：Cd；正极材料：涂有NiO2，电解质：KOH溶液。反应式如下：,写出电极反应式。,特点：比铅蓄电池耐用，可密封反复使用。,-,17,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,A.Cd,（A）,B.NiO(OH),D.Ni(OH)2,C.Cd(OH)2,电极反应：,负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2,正极：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-,-,18,电解液H2O,O2,H2,H2O,（三）燃料电池：,-,19,规律方法解题指导,-,20,规律方法解题指导,-,21,规律方法解题指导,-,22,规律方法解题指导,-,23,1、氢氧燃料电池,2H2-4e-=4H+,O2+4H+4e-=4H2O,2H2-4e-=4H+,O2+2H2O+4e-=4OH-,2H2+4OH-4e-=4H2O,O2+2H2O+4e-=4OH-,-,24,它是以两根金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极上分别通入甲烷和氧气。电极反应为：负极：正极：电池总反应：,2O2+4H2O+8e-=8OH-,CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O,2、甲烷燃料电池,分析溶液的pH变化。电解质为KOH溶液若用C2H6、CH3OH呢？,-,25,课堂练习,1、宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池，其电池反应为2H2+O2=2H2O，电解质溶液为KOH，反应保持在高温下，使H2O蒸发，正确叙述正确的是：（）AH2为正极，O2为负极B电极反应（正极）：O2+2H2O+4e-=4OH-C电极反应（负极）：2H2+4OH-=4H2O-4e-D负极发生氧化反应，正极发生还原反应,BD,-,26,2、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是：1/2H2+NiO(OH)Ni(OH)2根据此反应判断，下列叙述中正确的是（）A、电池放电时，负极周围溶液的pH不断增大B、电池放电时，镍元素被氧化C、电池充电时，氢元素被还原D、电池放电时，H2是负极,放电充电,CD,课堂练习,-,27,3、有人设计出利用CH4和O2的反应，用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧，则下列说法正确的是()每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-负极上CH4失去电子，电极反应式：CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O负极上是O2获得电子，电极反应式为：O2+2H2O+4e-=4OH-电池放电后，溶液pH不断升高A.B.C.D.,A,课堂练习,-,28,4、熔融盐燃料电池具有高的发电效率，因而受到重视，可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质，CO为阳极燃气，空气与CO2的混合气为阴极助燃气，制得在650下工作的燃料电池，完成有关的电池反应式：阳极反应式：2CO+2CO32-4CO2+4e-阴极反应式：总电池反应：,2CO2+O2+4e-2CO32-,2CO+O2=2CO2,课堂练习,-,29,（1）化学腐蚀与电化腐蚀,三、金属的腐蚀及防腐蚀1、金属的腐蚀：金属或合金的表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到破坏。说明：本质是金属原子失去电子被氧化的过程。,-,30,（2）析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）,电极反应,负极,正极,总反应式,水膜酸性较强（pH4.3),水膜酸性很弱或中性,Fe-2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,Fe+2H+=Fe2+H2,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,-,31,练习：请你根据原电池原理，写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应式及电池反应方程式。,2Fe-4e-2Fe2+,O2+2H2O+4e-4OH-,2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3xH2O+(3-x)H2O,进一步反应：,负极：,正极：,电池反应：,-,32,2、金属的防护,3、金属腐蚀速率大小,金属表面覆盖保护层a、非金属材料：油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料橡胶等b、电镀：白口铁、马口铁c、钝化：致密的氧化物薄膜改变金属内部结构：加入镍和铬-不锈钢电化学保护法：a、利用原电池原理牺牲阳极保护法例如：船体四周镶嵌锌块；镀层破损后的白铁皮b、利用电解原理-阴极电保护法（外加电流阴极保护法）,电解池阳极原电池负极化学腐蚀,-,33,下列各情况下，其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是。,(5),(2),(1),(3),(4),讨论与交流,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腐蚀有防腐措施的腐蚀,-,34,1、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