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1、,实验化学 专题5 电化学问题研究 课题1 原电池实验的探究,学科网,zxxkw,学.科.网,一、原电池原理,1、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,2.构成原电池的条件：,有两个电极,电解质溶液,形成闭合回路,自发的氧化还原反应,Cu,Zn,(4)电子、离子如何移动?,(1)现象?,(2)正负极?,(3)电极反应式和电池总反应式?,(5)与Zn和稀硫酸直接反应相比有何区别？,、原电池原理,如何让下面的装置形成原电池?,盐桥,装有KCl饱和溶液的琼脂,离子在盐桥中能移动,盐桥,盐桥的作用？,（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。,（2）平衡电荷
2、。,若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀， 可用NH4NO3代替KCl作盐桥。,丹尼尔电池,学科网,一、原电池,比较所学原电池装置，探讨原电池装置设计要求,化学能转变为电能的装置,主要缺点：锌极板有大量气泡， 干扰铜极板现象的观察。,一、原电池,比较所学原电池装置，探讨原电池装置设计要求,优点：克服了锌极板有铜析出的现象；盐桥能说明内电路中离子的迁移,缺点：电流密度依然较小，不足以使小灯泡发亮,zxxkw,总结：原电池装置设计要求,提高电池的放电效率； 增大电池的电流密度， 延长电池的工作时间， 。,学科网,1、影响电池的电流密度的大小的因素： 电极的表面积、极间距、介质等 2、影响电池放电效
3、率、放电时间的因素： 电池的极化作用 弊端：极化作用会使电极的放电反应变得迟钝，充电变得困难，影响电池的工作时间。 措施：加入去极化剂（如高锰酸钾、重铬酸钾和过氧化氢等氧化剂），可有效降低了电极的极化作用，提高了电池的放电效率。 为此设计了如下图的实验装置。,检索咨询,铜锌原电池,图5-2 Zn - Cu原电池示意图,练习1 （1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则 观察到的现象。 两极反应式为：正极 ； 负极 。 该装置将 能转化为 能。 （2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液， 则负极为 ， 总反应方程为 。,镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出， 电流表指针发生偏转；,Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2
4、O,Mg2e-=Mg2+,化学能,电能,2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2,2H+2e-=H2,已知爱迪生蓄电池在碱性条件下的电池反应式为：Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2 试写出放电时的正、负极,充电时的阴、阳极的电极反应式。,放电时： 负极： 正极：,充电时： 阴极： 阳极：,Fe-2e+2OH-= Fe(OH)2,NiO2+2e+2H2O= Ni(OH)2+2OH-,Fe(OH)2+2e= Fe+2OH-,Ni(OH)2+2OH-2e= NiO2+2H2O,3、请根据氧化还原反应 : Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+ 设计成原电
5、池。不使用盐桥 使用盐桥,二、燃料电池,1、氢氧燃料电池,电解质溶液为稀硫酸,电解质溶液为硫酸钠溶液,电极反应式？,zxxkw,练习1：氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电池中a极的电极反应式： ， 此时电池内总的反应式 。,CH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2O,CH4+2O2+2KOH= K2CO3+3H2O,练习2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物用电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气
6、为阴极助燃气,制得在6500下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式: 负极反应式: , 正极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32- 总电池反式: .,2CO+2CO32-4e- =4CO2,2CO+O2=2CO2,三 、金属的电化学腐蚀,钢铁表面形成了许多微小原电池,钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较,Fe2O3 nH2O,（铁锈）,通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。,吸氧腐蚀,条件,水膜呈酸性。,水膜呈中性或碱性很弱。,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 + 2 H2O
7、= Fe(OH)2+ H2,2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,四、金属的防护方法,改变金属内部结构,覆盖保护层,电化学保护法,外加电源的阴极保护法,牺牲阳极的阴极保护法,1、金属腐蚀快慢的判断,电解池的阳极 原电池的负极 化学腐蚀 原电池的正极 电解池的阴极,2、金属的防护方法,练习下列叙述正确的是 A原电池中阳离子向负极移动 B原电池的负极发生氧化反应 C马口铁(镀锡)的表面一旦破损，铁腐蚀加快 D白铁(镀锌)的表面一旦破损，铁腐蚀加快,B、C,新型高能电池钠硫电池以熔融的钠、硫为电极，以钠离子导电的陶瓷为固体电解质。该电池放电时为原电池，充电时为电解池，反应原理为：2Na+xS Na2Sx 。 放电时S发生 反应，Na作 极。 充电时Na所在电极与直流电源 极相连。 充电时阳极电极反应式为 ， 放电时负极电极反应式为 。 若此电池用来电解饱和NaCl溶液，当阳极产生11.2L（标准状况）气体时，消耗金属钠 g,正,负,负,Na e Na,Sx2- 2e xS,23,zxxkw,
