人教版高二化学原电池原理的应用（第二课时）课件 20页

原电池原理的应用 锂电池 2/11/2021 1 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？ 2/11/2021 2 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 H 2 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 ） 2/11/2021 3 比较反应速率 ⑶ 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 18 mol/L 硫酸； C. 粗锌和 1mol/L 硫酸的反应中加入几滴 CuSO 4 溶液。 D. （ D ） 2/11/2021 4 ⑷ 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) 2/11/2021 5 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) 2/11/2021 6 判断溶液 pH 值变化 ⑸ 、 例 5 ： 在 Cu-Zn 原电池中， 200mLH 2 SO 4 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： y ＝0.015 (mol) x ＝0.015 (mol) ＝ ＝ 3.75× 10 ﹣ 4 (mol/L ) ∴pH ＝ -lg3.75 ×10 － 4 ＝ 4 -lg3.75 答： …… －0.015 根据电极反应： 正极： 负极： Zn － 2e - ＝ Zn 2+ 2H + +2e - ＝H 2 ↑ 得： 2 2 22.4 x y 0.168 解： 0.2×0.125×2 c (H + ) 余 ∴ 2H + —— 2e——H 2 ↑ 4 -lg3.75 0.015 2/11/2021 7 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 Fe － C 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？ 2/11/2021 8 (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？ 2/11/2021 9 钢铁表面 形成的微小 原电池 示意 图 2/11/2021 10 钢铁的 析氢腐蚀 示意 图 钢铁的 吸氧腐蚀 示意 图 2/11/2021 11 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） ㈠. 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。 2/11/2021 12 4. 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 Fe 2 O 3 · n H 2 O （ 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 。 CO 2 +H 2 OH 2 CO 3  H + +HCO 3 - 电极反应 负极 Fe(- ) Fe-2e=Fe 2+ 2Fe-4e=2Fe 2+ 正极 C(+) 2H + +2e=H 2 ↑ O 2 +2H 2 O+4e=4OH - 总反应 : Fe+2H+=Fe 2+ ↑ 2Fe+2H 2 O+O 2 = 2 Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2 +2H 2 O+O 2 =4Fe(OH) 3 联系 2/11/2021 13 ㈡ 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。 ⒈ 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 [Cu 2 (OH) 2 CO 3 ] 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； 2/11/2021 14 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。 2/11/2021 15 牺牲阳极 的 阴极保护法 示意图 2/11/2021 16 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 Fe–2e - ＝ Fe 2+ O 2 +2H 2 O+4e - ＝ 4OH － 酸性 析氢 Fe–2e - ＝ Fe 2+ 2H + +2e - ＝ H 2 ↑ 2/11/2021 17 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)+2H 2 O 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+2H 2 O+O 2 = 2 Fe(OH) 2 4Fe(OH) 2 +2H 2 O+O 2 =4Fe(OH) 3 O 2 +2H 2 O+4e - ＝ 4OH - 2Fe–4e - ＝ 2Fe 2+ 2/11/2021 18 4. 盐酸与锌片反应时，若加入可溶性醋酸铜 〔(CH 3 COO) 2 Cu〕 ， 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 H 2 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 CH 3 COO － 结合生成 CH 3 COOH ，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 2/11/2021 19 原电池小结 定义 形成条件 正负极 名称 和电子 流向 判断 工作原理（氧还反应， 熟写电极反应式 ） 应用 分析各种电池。 比较金属活动性 强弱 比较反应 速率 比较金属 腐蚀的快慢 判断溶液 pH 变化 金属的腐蚀和防护 原电池 腐蚀（ 定义 、 本质 、 类型 ） 腐蚀防护（常见 三种 方法） （从 活泼性比较 、 电子得失 、 氧还反应 等多角度判断） 题型 （ 三点 记住） 2/11/2021 20