化学能转化为电能—电池(用)

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1、（第一课时）（第一课时）一、原电池的工作原理温故知新温故知新1、构成原电池的条件、构成原电池的条件（极、质、路、自发极、质、路、自发）练习练习1判断下列装置是否能形成原电池？判断下列装置是否能形成原电池？CDZnZnCuSO4溶液溶液 ACuZn 乙醇乙醇 BFeCFeCl3溶液溶液 CZnAgAgNO3溶液溶液 DZnCuH2SO4溶液溶液 EZnZnSO4溶液溶液 FCuCuSO4溶液溶液思考：若要使装置思考：若要使装置6也能形成原电池，需进行如何改造？也能形成原电池，需进行如何改造？一、原电池的工作原理思考：思考：CuZn 下列装置能否实现化学能向电能的转化？如果不下列装置能否实现化学能

2、向电能的转化？如果不行，将如何改进使其形成原电池？行，将如何改进使其形成原电池？ZnSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液一、原电池的工作原理思考：思考：CuZn ZnSO4溶液溶液CuSO4溶液溶液盐桥：在盐桥：在U形管中装满用饱和形管中装满用饱和KCl溶液和琼脂作成的冻胶。溶液和琼脂作成的冻胶。改进的装置：改进的装置：一、原电池的工作原理离子在盐桥中能定向移动，通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连离子在盐桥中能定向移动，通过盐桥将两个隔离的电解质溶液连接起来，可使电流传导。接起来，可使电流传导。使用盐桥将两个半电池隔开，使副反应减至最小程度，使用盐桥将两个半电池隔开，使副反应减至最小程度，可以获得单

3、纯的电极反应，有利于最大程度将化学能转可以获得单纯的电极反应，有利于最大程度将化学能转化为电能。同时，通过盐桥可以随时使用和停止该原电池。化为电能。同时，通过盐桥可以随时使用和停止该原电池。A锌锌铜铜SO42-Cu2+SO42-Cu2+Cu2+Cu2+Cu2+SO42-CuSO4溶液溶液Cu2+SO42-+一、原电池的工作原理2 2、电子、电流、溶液中离子的移动方向、电子、电流、溶液中离子的移动方向电子流向电子流向 ；电流流向电流流向 ；阳离子向阳离子向 移动，阴离子向移动，阴离子向 移动。移动。负极流向正极负极流向正极正极流向负极正极流向负极正极正极负极负极3 3、电极方程式及总反应方程式的

4、书写、电极方程式及总反应方程式的书写总反应式：总反应式：Zn+CuSOZn+CuSO4 4=ZnSO=ZnSO4 4+Cu +Cu 正极：正极：负极：负极：一、原电池的工作原理（1 1）写出自发的氧化还原反应方程式）写出自发的氧化还原反应方程式（2 2）根据）根据“泼负泼负”找出正、负极找出正、负极（3 3）根据化合价变化及）根据化合价变化及“负失氧，正得还负失氧，正得还”写出电写出电极反应式极反应式CuCu2+2+2e+2e-=Cu=CuZn-2eZn-2e-=Zn Zn2+2+A锌锌镁镁CuSO4溶液溶液练练一、原电池的工作原理写出下列原电池反应的电极反应式及总反应方程式写出下列原电池反应

5、的电极反应式及总反应方程式A铜铜银银AgNO3溶液溶液4 4、原电池两极的判断方法、原电池两极的判断方法（1 1）根据电极材料判断：）根据电极材料判断：一般一般，相对活泼的金属为，相对活泼的金属为负极负极，活泼性较弱的，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为金属或能导电的非金属为正极正极。一、原电池的工作原理练：下列说法正确的是练：下列说法正确的是 A.铜锌原电池中，铜作负极铜锌原电池中，铜作负极 B.用导线将用导线将a，c相连组成原电池，电流由相连组成原电池，电流由c经导线流向经导线流向 a，则，则a做负极做负极 C.在原电池中，阳离子往负极移动在原电池中，阳离子往负极移动 D.用导线将铜、锌相

6、连，并浸入硫酸铜溶液中组成原电用导线将铜、锌相连，并浸入硫酸铜溶液中组成原电池，锌逐渐溶解，铜片上有红色物质析出池，锌逐渐溶解，铜片上有红色物质析出 E.用导线将铜、锌相连，并浸入硫酸中组成原电池，锌用导线将铜、锌相连，并浸入硫酸中组成原电池，锌 逐渐溶解，铜片附近有气泡产生逐渐溶解，铜片附近有气泡产生 F.发生氧化反应的那一极为正极发生氧化反应的那一极为正极B D E（2 2）根据电流方向（或电子流向）判断）根据电流方向（或电子流向）判断（3 3）根据溶液中离子的移动方向判断）根据溶液中离子的移动方向判断（4 4）根据现象判断：）根据现象判断：一般，电极变细的为负极，有气泡产生或变粗一般，电

7、极变细的为负极，有气泡产生或变粗的一极为正极的一极为正极（5 5）根据发生的反应判断（负失氧，正得还）根据发生的反应判断（负失氧，正得还）原电池的负极上总是失电子发生原电池的负极上总是失电子发生氧化反应氧化反应，正，正极上总是得电子发生极上总是得电子发生还原反应还原反应。一、原电池的工作原理电流：正极电流：正极负极负极 电子：负极电子：负极正极正极阳离子向阳离子向 正极正极移动，阴离子向移动，阴离子向负极负极移动移动练习练习.分别根据：分别根据：Fe+2FeFe+2Fe3+3+=3Fe=3Fe2+2+Cu+2FeCu+2Fe3+3+=Cu=Cu2+2+2Fe+2Fe2+2+两个反应两个反应设计

8、设计两个两个原电池原电池，画出，画出装置装置图，写出图，写出电极反应电极反应式和电池表示式。式和电池表示式。5、电池表示式：、电池表示式：（-）ZnZnSO4CuSO4Cu（+）注意：负极在左，正极在右，注意：负极在左，正极在右，“”表示电极材料和电解质表示电极材料和电解质溶液的界面溶液的界面“”表示盐桥表示盐桥左图是左图是意大利意大利的的物理物理学家学家伏打伏打(VoltiacVoltiac)1799)1799年发明的世界年发明的世界上第一个电池上第一个电池伏打电池，伏打电池，为纪念他的伟大成就，科学界为纪念他的伟大成就，科学界将他的姓简化成将他的姓简化成VoltVolt（伏特伏特），），作

9、为电压单位的命名。写出电作为电压单位的命名。写出电极反应式。极反应式。（伏打电池示意图）（伏打电池示意图）把把a,b,c,da,b,c,d 4 4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池两相连组成原电池.若若a,ba,b相连时相连时a a 为负极；为负极；c,dc,d相连时，相连时，d d上产生大量气泡；上产生大量气泡；a a，c c相连时，电流相连时，电流由由c c经导线流向经导线流向a a；b b、d d相连时，电子由相连时，电子由d d经导线经导线流向流向b b，则此，则此4 4种金属的活动性由强到弱的顺序为种金属的活动性由强到弱的顺序为()()A.a

10、A.ab bc cd B.ad B.ac cd db b C.cC.ca ab bd D.bd D.bd dc ca a练习练习4B一、原电池的工作原理5 5、原电池的表示方法、原电池的表示方法化学电源是能够实际应用的原电池二、化学电源二、化学电源作为化学电源的电池有 电池、电池和 _ 电池等。一次电池只能 电不能 电，使用后即 ，因此可能造成 。可充电电池也称为 _电池，可以反复 电和 电，是电池发展的一个重要方向。一次可充电充电燃料放充弃去环境污染二次充放可充电电池放电时是一个原电池将 能转化为_ 能；充电时是一个电解池，外加直流电使电池内发生电池反应的逆反应，将电能转化为化学能储存起来。

11、化学电酸性锌锰干电池酸性锌锰干电池负极材料：负极材料：正极材料：正极材料：电解质：电解质：化学电池的表示方法：化学电池的表示方法：（）Zn NH4Cl,ZnCl2 MnO2，C（+）Zn 锌筒锌筒石墨棒石墨棒MnO2和和C酸性锌酸性锌-锰干电池的结构锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2 等等 目前常见的一次性锌锰干电池分为目前常见的一次性锌锰干电池分为 性和性和 性两种性两种.酸酸碱碱MnO2，CNH4Cl,ZnCl2负极负极上发生的电极反应为上发生的电极反应为:Zn-2e-=Zn2+正极正极上发生的电极反应上发生的电极反应:2NH4+2e-=2NH3+H2它具有一些致命的缺点它具有一些致命的

12、缺点:如新电池会发生自放电而使存放时间缩短、如新电池会发生自放电而使存放时间缩短、放电后电压下降较快等。放电后电压下降较快等。碱性锌锰干电池以氢氧化钾代替氯化铵碱性锌锰干电池以氢氧化钾代替氯化铵做电解质，结构如图做电解质，结构如图138所示，所示，其电极反应为：其电极反应为：锂电池锂电池2、铅蓄电池、铅蓄电池化学电池的表示方法：化学电池的表示方法：负极材料：负极材料：正极材料：正极材料：电解质：电解质：PbPbO230%的的H2SO4溶液溶液(-)Pb|H2SO4|PbO2 (+)电池反应方程式：电池反应方程式：Pb+PbO2+2H2SO4 =2PbSO4+2H2O放电放电充电充电铅蓄电池是铅

13、蓄电池是二次二次电池，能电池，能放电放电又能又能充电充电。放电是放电是原电池原电池原理；原理；充电是充电是电解电解原理原理铅蓄电池是一种二次电池可多次充放电.用途极广，电动()车、()车、()站等都要用到它。铅蓄电池的()优良()便宜，可多次充放电。它的主要缺点是()电极材料()的电能小，有的易于()，还需要较严格的().汽发电性能价格单位质量释放损坏保养维护自行3.3.氢氧燃料电池氢氧燃料电池交流交流研讨研讨 图图1-3一一10为一种氢氧燃料电池结构为一种氢氧燃料电池结构示意图，电解质溶液为示意图，电解质溶液为KOH溶液，电极溶液，电极材料为石墨，氢气和氧气材料为石墨，氢气和氧气(或空气或空

14、气)源源源源不断地通到电极上。请你写出该电池的不断地通到电极上。请你写出该电池的电极反应和电池反应。电极反应和电池反应。氢氧燃料电池的电极反应为：氢氧燃料电池的电极反应为：电池反应为：电池反应为：燃料电池优点燃料电池优点:能量利用效率高、可连续能量利用效率高、可连续使用和污染轻等优点使用和污染轻等优点在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在酸性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：在碱性条件下，氢氧燃料电池中的电极反应：34C放电时，正极反应是放电时，正极反应是 Pb 2e-SO42-=PbSO4铅蓄电池是一种典型的可充电电池，电池总反应式为铅蓄电池是一种

15、典型的可充电电池，电池总反应式为 Pb+PbO2+4 H+2SO42-2PbSO4+2 H2O则下列说法正确的是则下列说法正确的是 （）A放电时，电流方向由放电时，电流方向由B过过M到到AB充电时，铅蓄电池的正极应与充电充电时，铅蓄电池的正极应与充电器电源的负极相连器电源的负极相连D充电时，阳极反应是：充电时，阳极反应是：PbSO4 2e-2 H2O =PbO2 SO42-4 H+-+D 金属表面与周围的物质发生化金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学作用而遭到的破坏，学反应或因电化学作用而遭到的破坏，称为金属腐蚀。称为金属腐蚀。金属腐蚀分为金属腐蚀分为化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀

16、1、金属的腐蚀、金属的腐蚀铁与酸反应而被腐蚀。铁与酸反应而被腐蚀。腐蚀速率较慢。腐蚀速率较慢。铁作负极被腐蚀腐蚀速铁作负极被腐蚀腐蚀速率较快。率较快。实验一：实验一：（按下图进行实验）请比较下列按下图进行实验）请比较下列现象的异？现象的异？图一图一化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀电化学腐蚀条件条件现象现象本质本质联系联系金属跟周围物质（气体或溶金属跟周围物质（气体或溶液）直接接触被氧化液）直接接触被氧化不纯金属或合金跟电不纯金属或合金跟电解质溶液接触解质溶液接触无电流产生无电流产生有有微弱电流微弱电流产生产生金属被氧化金属被氧化较活泼金属被氧化较活泼金属被氧化

17、两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍实验二：按下图进行对比实验实验二：按下图进行对比实验图二图二A无离子水无离子水AA（往水中吹二（往水中吹二氧化碳制得碳氧化碳制得碳酸溶液）酸溶液）指指针针无无偏偏转转指针偏指针偏转转指针偏转指针偏转负极：负极：Fe-2e-=Fe2+正极：正极：2H+2e-=H2溶液反应：溶液反应：Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4 Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O正极：正极：O2+2H2O+4e-=4OH-请写出下列电极方程式？请写出下列电极方程式？AA钢铁的钢铁的析氢腐

18、蚀析氢腐蚀示意示意图图钢铁的钢铁的吸氧腐蚀吸氧腐蚀示意示意图图H2O1、金属腐蚀的电化学原理、金属腐蚀的电化学原理 析氢腐蚀析氢腐蚀 吸氧腐蚀吸氧腐蚀条件条件 正极正极 负极负极 溶液溶液 （2）、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以）、析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）为例）2H+2e-=H2 O2+2H2O+4e-=4OH-Fe-2e-=Fe2+Fe2+2OH-=Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3nH2O+(3-n)H2O水膜酸度较高水膜酸度较高水膜酸性很弱或中性水膜酸性很弱或中性铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈？铜板上的铁铆钉为什么特别容易生锈

19、？铜器上的铁铆钉为什么特别容易生锈？铜器上的铁铆钉为什么特别容易生锈？练习练习 银质奖章较长时间后变黑，银质奖章较长时间后变黑，形成黑锈，形成黑锈，可以采用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方可以采用抛光的方法恢复光泽，抛光的简单方法是：将变质的奖章放入盛有食盐的铝锅中，法是：将变质的奖章放入盛有食盐的铝锅中，放置一段时间后，黑锈就被除去放置一段时间后，黑锈就被除去,而银不会损失。而银不会损失。（1）形成黑锈的原因：）形成黑锈的原因：（2）除锈的原理：）除锈的原理：4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O负极：负极：2Al-6e-=2Al3+正极：正极：3Ag2S+6e-=6Ag+3S2-金属

20、的防护方法思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金属腐蚀的方法？属腐蚀的方法？改变金属内部的组织结构，制成合金改变金属内部的组织结构，制成合金(如不锈如不锈钢）。钢）。在金属表面覆盖保护层。如油漆、油脂等，电在金属表面覆盖保护层。如油漆、油脂等，电镀镀Zn,Cr等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。等易氧化形成致密的氧化物薄膜作保护层。电化学保护法，即将金属作为电化学保护法，即将金属作为原电池的正极原电池的正极或或电解池的阴极电解池的阴极而受到保护。而受到保护。2、金属的防护、金属的防护（1）、金属防护的几种重要方法）、金属防护的几种重要方法原理

21、：原理：隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。隔绝金属与外界空气、电解质溶液的接触。金属的防护方法覆盖保护层覆盖保护层衣架和电线的外面包上衣架和电线的外面包上一层塑料层一层塑料层某些工具的某些工具的“机械转动部位机械转动部位”选选用油脂来防锈，为什么不能用油用油脂来防锈，为什么不能用油漆漆生活中常见的一些防护措施生活中常见的一些防护措施给链条涂上机油给链条涂上机油,给支架烤上一层漆给支架烤上一层漆,将齿轮镀上一层铬将齿轮镀上一层铬并涂上机油。并涂上机油。健身器材刷油漆以防锈健身器材刷油漆以防锈自行车的钢圈和车铃是在钢上镀自行车的钢圈和车铃是在钢上镀上一层既耐腐蚀又耐磨的上一层既耐腐蚀又耐磨的C

22、r原理原理：形成原电池反应时，让形成原电池反应时，让被保护金属被保护金属做做正极正极，不反应，起到保护作用；而更，不反应，起到保护作用；而更活泼金属作负极反应，受到腐蚀。活泼金属作负极反应，受到腐蚀。牺牲阳极保护法牺牲阳极保护法原电池原理原电池原理金属的电化学防护航海的船只航海的船只的船底四周的船底四周镶嵌锌块镶嵌锌块（白色），（白色），就是利用牺就是利用牺牲阳极保护牲阳极保护法。法。用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换锌块锌块原理原理：将将被保护金属被保护金属与另一与另一附加电极附加电极作为电解池的两作为电解池的两个极，使个极，使被保护的金

23、属被保护的金属作为作为阴极阴极，在外加直流，在外加直流电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。阴极电保护法阴极电保护法电解原理电解原理金属的电化学防护废铁废铁阳极阳极阴极阴极练练1.下列各情况，在其中下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是片腐蚀由快到慢的顺序是在同一电解质溶液中，金属腐蚀的由快到慢规律如下：在同一电解质溶液中，金属腐蚀的由快到慢规律如下：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀应用原电池保护措施的腐蚀腐蚀应用原电池保护

24、措施的腐蚀应用电解池原理保应用电解池原理保护措施的腐蚀护措施的腐蚀金属的腐蚀与防护(5)(2)(1)(3)(4)（作为电解池阳极）（作为电解池阳极）（作为原电池负极）（作为原电池负极）（作为原电池正极）（作为原电池正极）（作为电解池阴极）（作为电解池阴极）2、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，则溶液呈若液面下降，则溶液呈 性，发生腐蚀，电极反应式为：性，发生腐蚀，电极反应式为：负极：负极：正极：正极：

25、。（2）中性或弱酸中性或弱酸 吸氧吸氧Fe2e-Fe2+O2+2H2O+4e-4OH酸酸析氢析氢Fe2e-Fe2+2H+2e-H2 金属的腐蚀与防护等质量的两份锌等质量的两份锌粉粉a、b，分别加，分别加入过量的稀入过量的稀H2SO4，同时向，同时向a中加入少量的中加入少量的CuSO4溶液，下溶液，下列图表示产生列图表示产生H2的体积（的体积（V）与）与时间（时间（t）的关系，）的关系，其中正确的是：其中正确的是：（）练习练习3 3D D 下列事实不能用电化学原理解释的是（下列事实不能用电化学原理解释的是（）A A 铝片不需要特殊的保护方法。铝片不需要特殊的保护方法。B B 炒过菜的铁锅未清洗易

26、生锈。炒过菜的铁锅未清洗易生锈。C C 轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌。轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌。D D 镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀。镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀。练习练习4 4A Al4,下列试管中的铁钉腐蚀最快的是()Dl 5、A、三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度、三个烧杯中分别盛有相同物质的量浓度的稀硫酸。的稀硫酸。（）中反应的离子方程式为（）中反应的离子方程式为（）中（）中Sn极上的电极反应为极上的电极反应为Sn极附近溶液的极附近溶液的PH (增大、减少、不变）增大、减少、不变）（）中被腐蚀的金属是（）中被腐蚀的金属是，电池反应为，电池反应为比较、比较、中铁被腐蚀的速率，由快到慢

27、的顺序是中铁被腐蚀的速率，由快到慢的顺序是增大ZnBAc改变金属的内部组织结构改变金属的内部组织结构 防腐防腐 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、猴首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，其主要成分和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是是Cu2(OH)2CO3这三件这三件1760年铜铸的国宝在年铜铸的国宝在240 年后看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，最可能的是能的是

28、（D）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；环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被环境污染日趋严重，它们表面的铜绿被酸雨溶解洗去；酸雨溶解洗去；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；练习练习 72、金属的、金属的防护防护交流探讨：交流探讨：P32小结小结 在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下：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腐蚀有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下：防腐措施由好到坏的顺序如下：外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有外接电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法有一般防腐条件保护无防腐条件一般防腐条件保护无防腐条件三、金属的腐蚀与防护三、金属的腐蚀与防护