原电池原理详细解分类PPT课件

.,1,2、化学能与电能,原电池：化学能转变为电能的装置,原电池的形成条件：两个电极负极、正极(正极只是用来导电)当电极都是金属时，比较活泼金属作负极电极必须插入电解质溶液(绝不能是蔗糖、酒精)；构成闭合回路(用导线连接或电极直接触)；能自发发生氧化还原反应。,.,2,判断下装置能否形成原电池,+,+,+,.,3,负极反应：Zn2e-=Zn2+发生氧化反应,正极反应：2H+2e-=H2发生还原反应,电池总反应化学方程式书写要求:得失电子守恒，正、负极反应加合总反应化学方程式：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2,锌铜原电池：(一)稀H2SO4为电解质,电流表发生偏转,电解质溶液PH值,.,4,负极反应：Zn2e-=Zn2+发生氧化反应,正极反应：Cu2+2e-=Cu发生还原反应,锌铜原电池：(二)稀CuSO4为电解质,电解质溶液PH值,.,5,外电路,内电路,原电池工作原理：,.,6,2.X、Y、Z、W四种金属片进入稀盐酸中，用导线连接，可以组成原电池，实验结果如下图所示:则四种金属的活泼性由强到弱的顺序为：_,ZYXW,.,7,负极：Al+4OH3e-=AlO2+2H2O正极：2H2O+2e-=H2+2OH总:2Al+2OH+2H2O=2AlO2+3H2,稀硫酸,负极：Mg2e-=Mg2+正极：2H+2e-=H2总：Mg+2H+=Mg2+H2,特例1,.,8,负极:Cu2e-=Cu2+正极:2H+NO3+e-=NO2+H2O总:Cu+4H+2NO3=2NO2+Cu2+2H2O,稀H2SO4,负极：Al3e-=Al3+正极：2H+2e-=H2总：2Al+6H+=2Al3+3H2,特例2,.,9,1、下列关于下图所示原电池的说法正确的是()A、铝片为正极B、正极上有H2产生C、Al是电池的负极，开始工作时溶液中会立即有白色沉淀析出D、当转移0.04mole-时，产生0.01molH2,Cu,BC,.,10,饱和KCl琼脂溶胶盐桥作用：形成闭合回路，维持电荷平衡提高电池效率,.,11,.,12,.,13,.,14,锌银碱性纽扣电池,负极：正极：电解质：,Zn,Ag2O,KOH,总反应：Zn+Ag2O+H2O2Ag+Zn(OH)2,.,15,铅蓄电池,负极：正极：电解质：,Pb,PbO2,H2SO4,总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O,.,16,燃料电池,.,17,二次电池(充电电池),一次电池,.,18,.,19,优点:1.产物是水，清洁环保;2.能量转换率较高,超过80%(普通燃烧能量转换率30%左右);3.可以组合为燃料电池发电站,排放废弃物少,噪音低,绿色发电站。,(一)氢氧燃料电池,.,20,(1)中性电解质：例如Na2SO4溶液,H2-2e-=2H+,正极：O2+4e-+2H2O=4OH-,(氧化反应),负极,.,21,(2)酸性电解质：H2SO4溶液,负极反应：H2-2e-=2H+,O2+2H2O+4e-=4OH-,负极、正极反应加合：2H2-4e-+O2+4H+4e-=4H+2H2O,4OH-+4H+=4H2O,正极反应：O2+4H+4e-=2H2O,.,22,(3)碱性电解质：KOH溶液,负极反应：H2-2e-+2OH-=2H2O,正极反应：O2+4e-+2H2O=4OH-,H2-2e-=2H+,负极、正极反应加合：2H2-4e-+4OH-+O2+4e-+2H2O=4H2O+4OH-,2H+2OH-=2H2O,.,23,总结：,所有氢氧燃料电池中性、酸性、碱性电解质总反应：2H2+O2=2H2O,中性、酸性电解质中负极反应：H2-2e-=2H+,中性、碱性电解质中正极反应：O2+2H2O+4e-=4OH-,.,24,(二)甲烷燃料电池,负极：正极：,CH4,O2,总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O,(1)中性电解质：如NaCl溶液,负极：CH4,-4,+4,正极：O2+4e-+2H2O=4OH-,=CO2,8e-,+8H+,+H2O,2,.,25,总反应：CH4+2OH-+2O2=CO32-+3H2O,(3)碱性电解质：如KOH溶液,CH48e-+2H2O=CO2+8H+,总反应：CH4+2O2=CO2+2H2O,(2)酸性电解质：如HCl溶液,负极：CH48e-+2H2O=CO2+8H+,正极：O2+4e-+4H+=2H2O,正极：O2+4e-+2H2O=4OH-,CO2+2OH-=CO32-+H2O,8H+8OH-=8H2O,负极：CH48e-+10OH-=CO32-+7H2O,.,26,乙醇燃料电池,总反应：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O,中性电解质；如NaCl溶液,负极：C2H5OH12e-+3H2O=2CO2+12H+正极：O2+4e-+2H2O=4OH-,负极：正极：,C2H5OH,O2,-2,+4,.,27,总反应：C2H5OH+4OH-+3O2=2CO32-+5H2O,碱性电解质：如KOH溶液,负极：C2H5OH12e-+16OH-=2CO32-+11H2O正极：O2+4e-+2H2O=4OH-,总反应：C2H5OH+3O2=2CO2+3H2O,酸性电解质：如H2SO4溶液,负极：C2H5OH12e-+3H2O=2CO2+12H+正极：O2+4e-+4H+=2H2O,.,28,负极：Fe2e-=Fe2+正极：2H+2e-=H2总：Fe+2H+=Fe2+H2,负极：2Fe4e-=2Fe2+正极：2H2O+O2+4e-=4OH-总：2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,不同的介质不同的电极反应,.,29,金属腐蚀：金属或合金与周围的气体或液体物质发生氧化还原反应而引起损耗的现象,类型,化学腐蚀,电化学腐蚀,金属跟接触到干燥气体(如Cl2.O2等)或液体等直接发生化学反应而引起的腐蚀,不纯的金属（或合金）跟电解质溶液接触时，发生原电池反应，比较活泼的金属失去电子而被氧化腐蚀,如：钢管被原油中的含硫化合物腐蚀,（更普遍）,.,30,两者往往同时发生，电化学腐蚀更快，更普遍，危害更大,相互联系,较活泼金属被氧化,金属被氧化,本质,有微弱电流产生,无电流产生,有无电流,不纯金属或合金跟电解质溶液等氧化剂接触,金属跟氧化性物质直接接触,条件,电化学腐蚀,化学腐蚀,化学腐蚀与电化学腐蚀的比较,.,31,电化学腐蚀：析氢腐蚀、吸氧腐蚀,1.金属电化学腐蚀的原理,H+,H+,Fe2+,Fe2+,Fe2+,Fe2+,e-,正极：,负极：,钢铁在酸性条件下,析氢腐蚀,Fe2e-=Fe2+,2H+2e-=H2,总反应：,Fe+2H+=Fe2+H2,Fe2+,Fe2+,Fe2+,Fe2+,e-,O2,OH-,OH-,OH-,OH-,Fe2e-=Fe2+,O2+4e-+2H2O=4OH-,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,正极：,负极：,总反应：,Fe(OH)2继续与空气中O2的作用4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,Fe2O3nH2O,（铁锈）,水膜呈酸性,水膜呈中性或酸性很弱,Fe-2e-=Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,2H+2e-=H2,O2+2H2O+4e-=4OH-,Fe+2H+=Fe2+H2,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀，镁块必须定期更换,制成不锈钢，在金属表面镀一层比要保护的金属更活泼的金属。,牺牲阳极的阴极保护法.,外加电流的阴极保护法,通电后，电子被强制流向被保护的钢铁设备，抑制钢铁发生失电子作用，从而被保护,常用于防止土壤、海水及河水中的金属设备的腐蚀。,总结：金属防护的常用方法,(1)在金属表面覆盖保护层:,a.涂矿物质油脂、油漆或覆盖搪瓷塑料.,