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1、高三化学第一轮复习 原电池原理及其应用 1原电池 2化学电源 4金属的电化学腐蚀与防护 电化学基础 3电解池 氧化还原反应 化学能转化为电能 自发进行 电能转化为化学能 外界能量推动 知识结构 普通干电池 手机电池 钮扣电池 笔记本电脑专用电池 摄像机专用电池 神六 用太阳能电池 一 原电池原理 例 如右图所示 组成的原电池 1 当电解质溶液为稀H2SO4时 Zn电极是 填 正 或 负 极 其电极反应为 该反应是 填 氧化 或 还原 下同 反应 Cu电极是 极 其电极反应为 该反应是 反应 2 当电解质溶液为CuSO4溶液时 Zn电极是 极 其电极反应为 该反应是 反应 Cu电极是 极 其电极
2、反应为 该反应 反应 负 Zn 2e Zn2 氧化 正 2H 2e H2 还原 负 Zn 2e Zn2 氧化 正 Cu2 2e Cu 还原 电极名称和电极反应 负极 正极 失电子的氧化反应得电子的还原反应 一 原电池的工作原理 1 概念 原电池是 的装置 原电池反应的本质是 反应 将化学能转化为电能 氧化还原反应 练习 下列哪几个装置能形成原电池 A B C D E F M N CuSO4 3 原电池的形成条件 4 形成闭合回路 两电极用导线连接 或接触 1 能自发地发生的氧化还原反应 放热 2 电解质溶液 参与电极反应或构成内电路 3 两导体作电极 活动性不同的金属 或一种金属和一种非金属导
3、体石墨 与电解质溶液反应的活泼金属为负极 两不活泼的导体 石墨或Pt等 燃料电池电极 两极一液一连线 氧化反应M ne Mn 产生电流 失e 沿导线转移 还原反应Nm me N 4 原电池的工作原理 阴离子 阳离子 e e 综述 1 负极失电子发生氧化反应 溶液中氧化性较强的微粒在正极上得电子发生还原反应 2 电子由负极流向正极 电流方向是由正极流到负极 外电路 问题 原电池中电子如何移动 电解质溶液中阴阳离子如何移动 盐桥的作用是什么 5 双液原电池的工作原理 有关概念 盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻 胶冻的作用是防止管中溶液流出 盐桥的作用 1 形成闭合回路 2 平衡电荷 3
4、双液原电池的优点 能产生持续 稳定的电流 分析 电子的移动 盐桥中阴阳离子的移动 要点突破 二 原电池正负极的判断 思考 1 活泼性较强的金属一定做负极 是否正确 为什么 2 如何判定原电池的正负极 三 原电池电极反应式的书写 一 原电池的概念 构成 1 下列装置中属于原电池的是 BCEG 练习 Zn Cu Cu Cu 稀硫酸硫酸铜GEF 1 先分析有无外接电源 有的为电解池 无的可能为原电池 然后依据原电池的形成条件分析判断 2 多池连接 但无外接电源时 两极活泼性差异最大的一池为原电池 其余的为电解池 方法点拨 确定原电池的方法 原电池的正负极的判断方法 微观判断 1 根据电子流动方向 电
5、子流出的极电子流入的极 负极 正极 较活泼的电极材料较不活泼的电极材料 质量增加或有气泡产生的极工作后质量减少的电极 负极 正极 正极 负极 发生氧化反应的极发生还原反应的极 宏观判断 2 根据电极材料 3 根据原电池电极发生的反应 4 根据电极现象 负极 正极 方法点拨 5 根据内电路阴 阳离子移动的方向断 特别提醒 原电池中放出的气体一定是H2 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 2e Cu2 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 8OH
6、 6e 2 Al OH 4 正极 6H2O 6e 3H2 6OH Zn 2OH 2e Zn OH 2 2MnO 2H O 2e 2MnO OH 2OH Zn 2MnO 2H O Zn OH 2 2MnO OH 负极 正极 总反应 碱性锌锰电池 银锌电池 电解质为KOH 负极 Zn 2OH 2e Zn OH 2正极 Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH 总反应 Zn Ag2O H2O Zn OH 2 2Ag 氢氧燃料电池 负极 2H2 4OH 4e 4H2O 正极 O2 2H2O 4e 4OH 总反应式 2H2 O2 2H2O 碱性燃料电池 负极 2H2 4e 4H 正极 O2 4e 4H 2
7、H2O总反应式 2H2 O2 2H2O 氢氧燃料电池酸性 甲烷燃料电池 电解质为KOH 负极 CH4 10OH 8e CO32 7H2O正极 2O2 4H2O 8e 8OH 总反应 CH4 2O2 2OH CO32 3H2O 3 电极反应式的书写 1 一般电极反应式的书写 升 氧化反应 负极 阳极 降 还原反应 正极 阴极 参加反应的微粒和得失电子数 在电解质溶液的环境中要生成稳定的电极产物 即H OH H2O等是否参加反应遵守电荷守恒 质量守恒 电子守恒 两电极反应式相加 与总反应式对照验证 电极反应是一种离子反应 遵循书写离子反应的所有规则 如 拆 平 2 燃料电池电极反应式的书写 蓝皮1
8、24 以甲烷燃料电池为例分析在不同的环境下电极反应式的书写方法 1 酸性条件 2 碱性条件 3 固体电解质 高温下能传导O2 4 熔融碳酸盐 如 熔融K2CO3 环境下 1 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 二 原电池原理的应用 一 设计原电池 制做化学电源 燃料电池熔融盐电池 2 化学电源 常规电池 一次电池二次电池 新型电池 铅蓄电池 PbO2 4H SO42 2e Pb
9、SO4 2H2O 总反应式为 Pb SO42 2e PbSO4 负极 正极 充电 PbSO4 2H2O 2e PbO2 4H SO42 PbSO4 2e Pb SO42 阳极 阴极 金属的腐蚀 金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程 其本质是金属原子失去电子被氧化的过程 1 化学腐蚀与电化腐蚀 二 金属的腐蚀及防腐蚀 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 pH 4 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 2
10、金属防护的几种重要方法 3 金属腐蚀速率大小 改变金属内部的组成结构 将金属制成合金 增强抗腐蚀能力 在金属表面覆盖保护层 使金属和周围物质隔离开来 电化学保护法 电解池阳极 原电池负极 化学腐蚀 还可以利用电化学反应使金属钝化而受到保护 牺牲阳极的阴极保护法 外加电流的阴极保护法 原电池原理 电解池原理 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 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 1 下列叙述中 可以说明金属甲比乙活泼性强的是 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
11、B 在氧化 还原反应中 甲比乙失去的电子多 C C 将甲乙作电极组成原电池时甲是负极 D 同价态的阳离子 甲比乙的氧化性强 三 比较金属的活泼性 2 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 M N 盐酸 若N产生气泡 则活泼性M N 四 加快某些化学反应的反应速率 1 将等质量的两份锌粉a b分别加入过量的稀硫酸 同时向a中加入少量的CuSO4溶液 产生H2的体积V L 与时间t min 的关系是 2 将过量的两份锌粉a b分别加入定量的稀硫酸 同时向a中加入少量的CuSO4溶液 产生H2的体积V L 与时间t min 的关系是 3 将 1 中的CuSO4溶液改成CH3COONa溶液 其他条件不变 则图像是 把适合题意的图像填在横线上 用A B C D表示 A B C
