原电池考点一.原电池的工作原理:1.定义:化学能转化为电能的装置为原电池。相对活泼的电极为负极,发生相对不活泼的电极为正极,发生2、原电池的形成条件自发的氧化还原反应两个电极(活泼性有差异)电解质溶液(熔融电解质)形成闭合回路氧化反应还原反应3、电极名称4.电子、离子移动方向原电池【思考】判断正负两极的方法练习:下列哪几个装置能形成原电池?CuZnH2SO4CuFeH2SO4nZnZ4OS2HCuFeNaCl溶液nZCu4OS2CuCuSO4CuZn酒精CuFeNaCl溶液CuZnH2SO4H2SO45、电极方程式的书写负极:正极:总反应:Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑Zn+2H+=Zn2++H2↑【思考】如何将下装置改成双液原电池?CuSO46.双液原电池将两个隔离的电解质溶液连接起来,形成闭合回路,并使电流持续传导。【思考】1、盐桥的作用?2、与单液原电池相比,双液原电池的特点是什么?①控制原电池的反应进行②能产生持续、稳定的电流③将两个电极完全隔离开,可获得单纯的电极反应,有利于最大程度的将化学能转化为电能。7、原电池的表示方法:(-)Zn∣H2SO4∣Cu(+)(-)Zn∣ZnSO4‖CuSO4︱Cu(+)【随堂练习】依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。盐桥XYACuSO4溶液电流计Ag请回答下列问题:(1)电极X的材料是________;电解质溶液Y是___________;(2)银电极为电池的________极,发生的电极反应为_________________X电极上发生的电极反应为____________________________;(3)外电路中的电子是从_______电极流向________电极。AgNO3溶液正Ag++e-→AgCu-2e-→Cu2+负(Cu)正(Ag)铜判断下列原电池的正、负极,并写出电极反应式。考点二:电极的判断及电极反应式的书写AFeCl3溶液-+CuFe+NaOH溶液-AMgAl②负极:2Al+8OH--6e-=2[Al(OH)4]-正极:6H2O+6e-=3H2↑+6OH-①②AFeCu浓硝酸③③负极:Cu-2e-=Cu2+正极:4H++2NO3-+2e-=2H2O+2NO2+-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。(+)(-)ZnPtFeCl3溶液负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极(Pt或C):2Fe3++2e-=2Fe2+(还原反应)(+)(-)盐桥ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液考点三、原电池的设计请将Cu+2Ag+=Cu2++2Ag设计成一个原电池装置考点四:原电池原理的应用1、比较金属的活泼性构建原电池,测出正负极,负极金属活泼性正极2、加快某些化学反应的反应速率3、设计原电池,制做化学电源4、金属腐蚀的原理及金属腐蚀的防护常规电池{一次电池二次电池新型电池燃料电池熔融盐电池{Zn+2OH--2e-→Zn(OH)22MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH-Zn+2MnO2+2H2O=Zn(OH)2+2MnO(OH)负极正极总反应碱性锌锰电池1、一次电池锌锰干电池负极(锌筒):Zn-2e-=Zn2+正极(石墨):2NH4++2MnO2+2e-=2NH3↑+Mn2O3+H2O总反应:Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O化学电源铅蓄电池PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O总反应:Pb+SO42--2e-=PbSO4负极:正极:放电过程【思考】当向外提供0.5mol电子时,消耗硫酸的物质的量为多少?0.5mol2、二次电池充电过程阳极:阴极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-PbSO4+2e-=Pb+SO42-总反应:2PbSO4+2H2O==Pb+PbO2+2H2SO4【思考】给铅蓄电池充电时,外加电源应怎样连接?正接正,负接负(1)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KOHO2H2OH2O3、燃料电池酸性负极:2H2-4e-=4H+正极:O2+4e-+4H+=2H2O总反应式:2H2+O2=2H2OH2SO4O2H2OH2O(2)甲烷燃料电池负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-总反应:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O电解质为碱性电解质为酸性负极:CH4+2H2O-8e-=CO2+8H+正极:2O2+8H++8e-=4H2O总反应:CH4+2O2=CO2+2H2O1、宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,其电池反应为2H2+O2=2H2O,电解质溶液为KOH,反应保持在高温下,使H2O蒸发,正确叙述正确的是A.H2为正极,O2为负极B.电极反应(正极):O2+2H2O+4e-=4OH-C.电极反应(负极):2H2+4OH-+4e-=4H2OD.负极发生氧化反应,正极发生还原反应BD课堂练习2、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍电池的总反应式是:1/2H2+NiO(OH)=Ni(OH)2根据此反应判断,下列叙述中正确的是()A、电池放电时,负极周围溶液的pH不断增大B、电池放电时,镍元素被氧化C、电池充电时,氢元素被还原D、电池放电时,H2是负极CD放电充电3、有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法正确的是()①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-②负极上CH4失去电子,电极反应式:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O③负极上是O2获得电子,电极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-④电池放电后,溶液pH不断上升A.①②B.①③C.①④D.③④A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。金属的腐蚀及防护1、化学腐蚀与电化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀条件金属跟非金属单质直接接触不纯金属或合金跟电解质溶液接触现象无电流产生有微弱电流产生本质金属被氧化较活泼金属被氧化联系两者往往同时发生,电化腐蚀更普遍2、析氢腐蚀与吸氧腐蚀(以Fe为例)析氢腐蚀吸氧腐蚀条件电极反应负极正极总反应式水膜酸性较强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)23、金属防护的几种重要方法金属腐蚀速率大小①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。②在金属表面覆盖保护层使金属和周围物质隔离开来。③电化学保护法:利用电解池反应将需要保护的金属作为电解池的阴极而受到保护。(外加电流的阴极保护法)或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。(牺牲阳极的阴极保护法)电解池阳极>原电池负极>化学腐蚀下列各情况下,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【随堂练习】C