高一化学必修2原电池原理(第二课时)

1、2021-10-141原电池原理的应用原电池原理的应用锂电池锂电池本节要讨论的内容本节要讨论的内容5、原电池的应用、原电池的应用 二、金属的腐蚀和防护二、金属的腐蚀和防护一、原电池一、原电池 1、什么是原电池？、什么是原电池？ 2、构成原电池的条件是什么？、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？、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？、原电池的工作原理是什么？2021-10-143 （2010广东理综卷）广东理综卷）23.铜锌原电池（如图铜锌原电池（如图9）工作）工作时，下列叙述正确的是时，下列叙述正确的是 A 、正极反应为：、正极反应为：Z

2、n2e- =Zn2+ B、电池反应为：、电池反应为：Zn+Cu2+=Zn2+ +CU C、 在外电路中，在外电路中，电子从负极流向正极电子从负极流向正极 D、 盐桥中的盐桥中的K+移向移向ZnSO4溶液溶液 解析：解析：Zn是负极，故是负极，故A错；错；电池总反应和没有形成原电池的氧化还原反应相同，故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；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，故极，故C正确；正确；在溶液中，阳离子往正极移动，故在溶液中，阳离子往正极移动，故D错误。错误。答案：答案：BC2021-10-

3、1441. 1.下列装置中能组成原电池的是下列装置中能组成原电池的是( )( )AZnCuH2SO4CuZnA酒精酒精A BZnH2SO4ACuH2SO4C DACuCuH2SO4（三）尝试新知，反馈巩固，运用新知（三）尝试新知，反馈巩固，运用新知2021-10-1452.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在如图所示，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试将下列两个氧化还原反应

4、分别设计成两个原电池Zn + 2AgNO3=Zn(NO3)2+2Ag2Fe3+Fe=3Fe2+( D )( Zn AgNO3 C )( Fe Fe2(SO4)3 C )A. 铁圈和银圈左右摇摆不定；铁圈和银圈左右摇摆不定；B. 保持平衡状态；保持平衡状态；C. 铁圈向下倾斜；铁圈向下倾斜；D. 银圈向下倾斜；银圈向下倾斜；2021-10-1465. 原电池的应用原电池的应用(1)制作干电池、蓄电池、高能电池等。制作干电池、蓄电池、高能电池等。(2)比较金属活动性强弱。比较金属活动性强弱。例例1： 下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强的是C.将甲乙作电

5、极组成原电池时甲是负极；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，甲甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶解，甲上有上有H2气放出气放出；B.在氧化在氧化还原反应中，甲比乙失去的电子多还原反应中，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；同价态的阳离子，甲比乙的氧化性强；（C）2021-10-1472.2.把把a a、b b、c c、d d四块金属片浸入稀硫酸中，用四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若导线两两相连组成原电池。若a a、b b相连时，相连时，a a为为负极；负极；c c、d d相连时，电流由相连时，电流由d d

6、到到c c；a a、c c相连时，相连时，c c极上产生大量气泡，极上产生大量气泡，b b、d d相连时，相连时，b b上有大量上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为的为( )( ) A Aa b c d Ba b c d Ba c d b a c d b C Cc a b . d Dc a b . d Db d c a b d c a B2021-10-148比较反应速率比较反应速率例例2 ： 下列制氢气的反应速率最快的是下列制氢气的反应速率最快的是粗锌和粗锌和 1mol/L 硫酸；硫酸；B.A. 纯锌和纯锌和1mol/L 硫酸；硫酸；纯

7、锌和纯锌和18 mol/L 硫酸；硫酸；C.粗锌和粗锌和1mol/L 硫酸的反应中加入几滴硫酸的反应中加入几滴CuSO4溶液。溶液。D.（ D ）2021-10-149 比较金属腐蚀的快慢比较金属腐蚀的快慢例例3： 下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由片腐蚀由快快到到慢慢的顺序是的顺序是(5)(2)(1)(3)(4)2021-10-1410例例4：下列装置中四块相同的下列装置中四块相同的Zn片，放置一段时间后腐蚀速片，放置一段时间后腐蚀速率由率由慢慢到到快快的顺序是的顺序是(4)(2)(1)(3)2021-10-1411判断溶液判断溶液pH值变化值变化、例例5： 在在Cu-Zn原电

8、池中，原电池中，200mLH2SO4 溶液的浓度为溶液的浓度为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升气体，则流过导线的电子为 mol,溶溶液的液的pH值为值为_？（溶液体积变化忽略不计）？（溶液体积变化忽略不计）0.2解得：解得：y 0.015 (mol)x 0.015 (mol)3.75 10 4(mol/L )pH -lg3.75 1044 -lg3.75 答：答：0.015根据电极反应：根据电极反应：正极：正极：负极：负极：Zn2e-Zn2+2H+2e- H2得：得：2 2 22.4x y

9、0.168解：解：0.20.1252c(H+)余余2H+ 2eH24 -lg3.750.0152021-10-1412二、二、问题讨论问题讨论(1).(2).金属的腐蚀和防护金属的腐蚀和防护判断下列装置是否为原电池？若是，判断下列装置是否为原电池？若是， 指出电极名称指出电极名称并写出电极反应式。并写出电极反应式。若将若将Fe棒棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮的棒粉碎掺在一起制成一光亮的FeC合金棒，合金棒，插在插在HCl里，则是否构成了原电池？若是，电极反应里，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？是什么？长期放置，铁棒表面会有什么变化？2021-10-141

10、3(3) (4)(5)钢铁腐蚀的本质是什么？什么是钢铁的析氢腐蚀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？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？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？变红，原因是什么？2021-10-1414钢铁表面钢铁表面形成的微小形成的微小原电池原电池示意图示意图2021-10-1415钢铁的钢铁的析氢腐蚀析氢腐蚀示意示意图图钢铁的钢铁的吸氧腐

11、蚀吸氧腐蚀示意示意图图2021-10-1416知识总结知识总结1、2、金属阳离子金属阳离子失失e-氧化反应氧化反应金属腐蚀的类型金属腐蚀的类型化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀（常见普遍）（常见普遍）. 金属腐蚀金属腐蚀金属原子金属原子金属腐蚀的本质：金属腐蚀的本质：3、金属腐蚀：金属腐蚀：是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化反应（氧化还原）而腐蚀损耗的过程。还原）而腐蚀损耗的过程。2021-10-14174.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较Fe2O3 nH2O（铁锈铁锈）通常两种腐蚀同

12、时存在，但以后者更普遍。通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。析氢腐蚀析氢腐蚀吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件水膜呈水膜呈酸性酸性。水膜呈水膜呈中性中性或或酸性很弱酸性很弱。CO2+H2OH2CO3 H+HCO 3- 电极反应电极反应负极负极Fe(- )Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极正极C(+)2H+2e=H2O2+2H2O+4e=4OH-总反应总反应:Fe+2H+=Fe2+2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3联系联系2021-10-1418钢铁腐蚀的防护：钢铁腐蚀的防护：例例6：改变金属的内部组织结构：如将改变金属的内部组织

13、结构：如将Cr、Ni等金属加进钢等金属加进钢里制成合金钢。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；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；它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金；2000年年5月，保利集团在香港拍卖会上花费月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴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，其主要首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是成分是Cu2(OH)2CO3这三件这三件1760年铜铸的国宝在年铜铸的国宝

14、在240 年后看上去仍然熠熠生辉不生锈，下列对起原因的分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；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；它们是含一定比例金、银、锡、锌的合金；2021-10-14192.金属表面覆盖保护层金属表面覆盖保护层3.电化学保护法电化学保护法原理：原理：原理原理 ：如油漆、油脂等，电镀（如油漆、油脂等，电镀（Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化等易氧化形成致密的氧化物薄膜）作保护层。物薄膜）作保护层。隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。

15、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。应，起到保护作用；而活泼金属反应受到腐蚀。2021-10-1420牺牲阳极牺牲阳极的的阴极保护法阴极保护法示意图示意图2021-10-1421练练 习习1。 如图如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：（1）若液面上升，则溶液呈若液面上升，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀腐蚀,电极反应式为：负极：电极反应式为：负极： ,正极：正极： ； 若液面下降，

16、则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生性，发生 腐蚀，电极反应式为：负极：腐蚀，电极反应式为：负极： 正极：正极： 。（2）中性或碱性中性或碱性 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸性酸性析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 2021-10-14222、 分析右图，按要求写出有关反应方程式：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：）、铁棒上的电极反应式为：（2）、碳棒上的电极反应式为：）、碳棒上的电极反应式为：（3）、溶液中发生反应的化学方程式：）、溶液中发生反应的化学方程式：3、镍镍镉可充电电池可发生如下反应：镉可充电电池可发生如下反应：C

17、d+2NiO(OH)+2H2O由此可知，该电池的负极材料是由此可知，该电池的负极材料是Cd(OH)2+2Ni(OH)2放电放电充电充电A. Cd, （ D ）B. NiO(OH), D. Ni(OH)2C. Cd(OH)22Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)24Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3O2+2H2O+4e-4OH-2Fe4e-2Fe2+2021-10-14234.盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜盐酸与锌片反应时，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，将产生两种影响生成速率的因素，其一是：一是： ， 其二是：其二是： ；5.有有M、N两种金属，分别与盐酸反应，产生两种金属，分别与盐酸反应，产生H2速率相近，速率相近，试试设计一个实验比较设计一个实验比较M、N两种金属的活泼性。两种金属的活泼性。H+与与CH3COO结合生成结合生成CH3COOH，使，使H+浓度减浓度减小，从而小，从而减慢减慢了反应速率。了反应速率。Zn置换出置换出Cu形成了原电池，从而形成了原电池，从而加快加快了反应速率了反应速率2021-10-1424原电池小结原电池小结