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原电池. 一、原电池:化学能转化为电能的装置. 二、原电池构成条件:. 1 、两个活性不同的电极( 金与金或非 或金属氧化物 ) Au-C(H 2 SO 4 )? 2 、电解质溶液 3 、闭合回路 ( 连、靠、桥 ) 4 、发生氧化还原反应. 判断是否构成原电池? 电极?电极方程式?. Zn,Cu(H 2 SO 4 ) ; Zn 靠 Cu(H 2 SO 4 ) Fe-Fe(CuSO 4 ) ; Fe-Zn(C 2 H 5 OH) Fe-Zn(AgNO 3 ) ; Fe-C(NaCl) ; Fe-C(HCl).
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一、原电池:化学能转化为电能的装置 二、原电池构成条件: 1、两个活性不同的电极(金与金或非 或金属氧化物) Au-C(H2SO4)? 2、电解质溶液 3、闭合回路 (连、靠、桥) 4、发生氧化还原反应
判断是否构成原电池? 电极?电极方程式? Zn,Cu(H2SO4) ;Zn靠Cu(H2SO4) Fe-Fe(CuSO4) ;Fe-Zn(C2H5OH) Fe-Zn(AgNO3); Fe-C(NaCl) ; Fe-C(HCl)
三、工作原理: 失电子(氧化反应) 1、负极—— 得电子(还原反应) 正极—— 负极 正极 2、电子流向: 正极 负极 电流方向: 电解质溶液 电性吸引 3、离子迁移方向:
判断电极: Al-Cu(稀H2SO4) Al-Cu(浓HNO3)
四、设计原电池: 2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 拆分成两个半反应: 氧化反应: Cu-2e-=Cu2+ 还原反应: Fe3++e-=Fe2+ 发生氧化反应的物质作负极(或在负极上反应) 电极材料为C或Pt 发生还原反应的物质作正极(或在正极上反应) 电极材料为C或Pt
五、运用:比金属活性、提高反应速度 制化学电池 例、有A、B、C、D四块金属片,进行如下实验:①A、B用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,A为负极;②C、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,电流由D到C;③A、C用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,C极产生大量气泡;④B、D用导线相连后,同时浸入稀硫酸中,D极发生氧化反应,据此,判断四种金属的活动顺序是。
1、普通锌锰电池-干电池 干电池是用锌筒外壳作负极,位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正极,在石墨周围填充ZnCl2,NH4Cl和淀粉糊作电解质,还填有MnO2黑色粉末。 负极:Zn - 2e- = Zn2+ 正极:2NH4++ 2e- = 2NH3↑+H2↑ 电池总反应为:Zn+2NH4+=Zn2++2NH3↑+H2↑
1、普通锌锰电池-干电池 注意:2MnO2+ H2 = Mn2O3+ H2O 4NH3+Zn2+=[Zn(NH3)4]2+ 缺点:电量小、涨气、漏液 碱性锌锰电池:P99
2、铅蓄电池 正极棕褐色的PbO2,负极是海绵状的金属铅,两极均浸入H2SO4溶液中,且两极间用微孔橡胶或微孔塑料隔开 放电时: 负极:Pb + SO42--2e-= PbSO4 正极:PbO2 + 4H++ SO42-+2e-= PbSO4+2H2O
当放电进行到H2SO4的浓度降低,溶液的密度达1.18g/cm3时应停止使用,需充电,充电时起电解池作用当放电进行到H2SO4的浓度降低,溶液的密度达1.18g/cm3时应停止使用,需充电,充电时起电解池作用 阳极:PbSO4+2H2O-2e-= PbO2 + 4H++ SO42- 阴极:PbSO4 +2e- = Pb + SO42- 当溶液的密度增加至1.28g/cm3时,应停止充电 蓄电池充电和放电的总化学方程式: PbO2 + Pb + 2H2SO4 2PbSO4 +2H2O
3、银锌电池-钮扣电池 正极Ag2O,负极锌,电解质溶液为( ) 电池总反应:Ag2O+ Zn = 2Ag + ZnO 负极:Zn + 2OH- - 2e- = ZnO + H2O 正极:Ag2O+ H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-
4、锂电池 用金属锂作负极,MnO2作正极, LiClO4有机电解液 电池总反应:Li+ MnO2 =LiMnO2 负极:Li- e- = Li+ 正极: MnO2+e-= MnO2-
5、燃料电池 (1)氢氧燃料电池 氢氧燃料电池的电极材料是多孔镍电极,它工作时电池反应式为:2H2+O2=2H2O,电解质可用KOH或H2SO4 碱性介质 负极:2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O 正极:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
酸性介质: 负极: 2H2 - 4e- = 4H+ 正极:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O
(2)甲烷燃料电池 该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极,又在两极上分别通甲烷和O2 总反应:CH4 + 2O2+ 2KOH = K2CO3 + 3H2O 负极:CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O 正极:2O2 + 4H2O + 8e- = 8OH-
思考:化学电池在通讯交通及日常生活中有广泛应用(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应式可表示为:思考:化学电池在通讯交通及日常生活中有广泛应用(1)目前常用的镍(Ni)镉(Cd)电池,其电池总反应式可表示为: Cd+2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+Cd(OH)2
负极:Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2 正极:2NiO(OH)+ 2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-
铝—空气(海水)电池 钠-硫高能电池 2Na+xS Na2Sx, p’’-Al2O3电解质 爱迪生电池Fe-NiO2(KOH) Fe+NiO2+2H2O=Fe(OH)2+Ni(OH)2
金属的腐蚀及其防护 1、金属的腐蚀指的是金属及其合金跟周围接触到的气体或液体发生化学反应被氧化而损耗的过程 2、金属腐蚀的实质都是金属原子失去电子被氧化的过程 3、金属腐蚀的分类 化学腐蚀、电化学腐蚀
(1)化学腐蚀:金属跟非电解质或与腐蚀性的气体直接接触而产生的腐蚀(1)化学腐蚀:金属跟非电解质或与腐蚀性的气体直接接触而产生的腐蚀 (2)电化学腐蚀:不纯的金属或合金跟电解质溶液相接触发生原电池反应而引起的腐蚀
①钢铁的析氢腐蚀 负极:Fe - 2e- = Fe2+ 正极:2H+ + 2e- = H2↑ 电池总反应:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
②钢铁的吸氧腐蚀 负极:2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正极:O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- 电池总反应:2Fe +O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2 +O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 2Fe(OH)3 = Fe2O3 + 3H2O
思考:试管中放入一枚光亮的铁钉,溶液为NaCl溶液,数天后看到,说明铁钉发生了,其中是正极,试管中发生变化的反应式为,试管中气体的平均分子量将。思考:试管中放入一枚光亮的铁钉,溶液为NaCl溶液,数天后看到,说明铁钉发生了,其中是正极,试管中发生变化的反应式为,试管中气体的平均分子量将。
4、金属的保护 (1)改变金属的内部结构,如不锈钢(Ni,Cr) (2)在金属表面覆盖保护层 如涂油层、油漆层、电镀层 (3)牺牲阳极的阴极保护法 (4)外加电流的阴极保护法
2、铁棒与石墨棒用导线连接后,浸入0.01mol/L的食盐溶液中,可能出现的现象( ) A.铁棒附近产生OH- B.铁棒被腐蚀 C.石墨棒上放出Cl2 D.石墨棒上放出O2
3、取铜片,铝片各一片,用导线相连并接一电流计,铜接“+”,铝接“-”,取两个50mL的小烧杯分别注入40mL的浓硝酸和40mL 0.5mol/L的硫酸,试回答: (1)两极插入稀硫酸中电流计的指针偏,铝为极,铝片上电极反应式。 (2)两电极同时插入浓硝酸,电流计指针偏向,铝为极,铝片上电极反应式。
4、银器日久表面变黑色,这是生成了硫化银,有人设计用原电池原理加以除去,其处理方法:将一定温度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑色会褪去而银不损失。试回答:在此原电池反应中,负极发生的反应为;正极发生的反应为;反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体原电池总反应方程式为。4、银器日久表面变黑色,这是生成了硫化银,有人设计用原电池原理加以除去,其处理方法:将一定温度的食盐溶液放入一铝制容器中,再将变黑的银器浸入溶液中,放置一段时间后,黑色会褪去而银不损失。试回答:在此原电池反应中,负极发生的反应为;正极发生的反应为;反应过程中产生臭鸡蛋气味的气体原电池总反应方程式为。