高一化学必修2原电池原理(第二课时)

2020/6/13,1,原电池原理的应用,锂电池,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？,2020/6/13,3,（2010广东理综卷）23.铜锌原电池（如图9）工作时，下列叙述正确的是A、正极反应为：Zn2e-=Zn2+B、电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+CUC、在外电路中，电子从负极流向正极D、盐桥中的K+移向ZnSO4溶液,解析：Zn是负极，故A错；电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同，故B正确；根据闭合回路的电流方向，在外电路中，电子由负极流向正极，故C正确；在溶液中，阳离子往正极移动，故D错误。答案：BC,2020/6/13,4,1.下列装置中能组成原电池的是(),C,（三）尝试新知，反馈巩固，运用新知,2020/6/13,5,2.,如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观察到的现象是,3.试将下列两个氧化还原反应分别设计成两个原电池,Zn+2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag,2Fe3+Fe=3Fe2+,(D),(ZnAgNO3C),(FeFe2(SO4)3C),A.铁圈和银圈左右摇摆不定；B.保持平衡状态；C.铁圈向下倾斜；D.银圈向下倾斜；,2020/6/13,6,5.,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）,2020/6/13,7,2.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()AabcdBacdbCcab.dDbdca,B,2020/6/13,8,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18mol/L硫酸；,C.,粗锌和1mol/L硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。,D.,（D）,2020/6/13,9,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),2020/6/13,10,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),2020/6/13,11,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：,y0.015(mol),x0.015(mol),3.75104(mol/L),pH-lg3.75104,4-lg3.75,答：,0.015,根据电极反应：,正极：,负极：,Zn2e-Zn2+,2H+2e-H2,得：,2222.4,xy0.168,解：,0.20.1252,c(H+)余,2H+2eH2,4-lg3.75,0.015,2020/6/13,12,二、,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？,2020/6/13,13,(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？,2020/6/13,14,钢铁表面形成的微小原电池示意图,2020/6/13,15,钢铁的析氢腐蚀示意图,钢铁的吸氧腐蚀示意图,2020/6/13,16,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。,2020/6/13,17,4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,Fe2O3nH2O,（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+H2OH2CO3H+HCO3-,电极反应,负极Fe(-),Fe-2e=Fe2+,2Fe-4e=2Fe2+,正极C(+),2H+2e=H2,O2+2H2O+4e=4OH-,总反应:,Fe+2H+=Fe2+,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,联系,2020/6/13,18,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；,2020/6/13,19,2.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。,2020/6/13,20,牺牲阳极的阴极保护法示意图,2020/6/13,21,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-H2,2020/6/13,22,2、,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)2,C.Cd(OH)2,2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,O2+2H2O+4e-4OH-,2Fe4e-2Fe2+,2020/6/13,23,4.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,2020/