原电池原理

一、原电池原理：1、原电池装置模型（以铜-锌原电池为例）：原电池：将化学能转化为电能的装置。负极正极现象：锌片溶解，铜片上有气泡产生，电流计指针偏转。（锌片）：Zn-2e-=Zn2+（铜片）：2H++2e-=H2↑总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑电子流向：从锌片经外电路到铜片。电流流向：从铜片到锌片。2、原电池形成条件：⑴活动性不同的两电极。⑵有电解质溶液，电极插入其中并与之发生自发的氧化还原反应。⑶形成闭合回路。练一练：现有A、B、C、D四种金属，把A、B分别浸入稀硫酸中，产生气泡都很慢；把C、D分别浸入稀硫酸中，产生气泡都很快；把A、B用导线连接浸入稀硫酸中，A上有气泡析出；把C浸入D的硝酸盐溶液中，C的表面有D析出。这四种金属的活动性由强到弱的顺序为。C、D、B、A想一想：用铜、银、硝酸银溶液设计一个原电池，则这个原电池的负极是，电极反应是；正极是，电极反应是；总反应是；电子流向是；每析出1摩尔银转移电子数目约为。CuCu-2e-=Cu2+Ag2Ag++2e-=2AgCu+2Ag+=Cu2++2Ag6.02×1023从铜经外电路到银3、电极反应：（重点和关键）口诀：“负失氧、正得还”⑴正负电极的确定与选取：⑵电极反应的实质：⑶电子的流向：负极→外电路→正极负极：较活泼金属。正极：较不活泼金属或能导电的非金属（如石墨）、金属氧化物（如二氧化铅）。负极反应：失电子，发生氧化反应。正极反应：得电子，发生还原反应。1、金属的电化学腐蚀：不纯的金属跟电解质溶液接触时，会发生原电池反应，比较活泼的金属失电子而被氧化，这种腐蚀叫做电化学腐蚀。钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀的最突出的例子（如下图）。二、原电池原理的应用：析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以钢铁为例）的比较析氢腐蚀吸氧腐蚀（为主）条件水膜酸性较强（pH＜4.3）水膜酸性很弱或中性电极反应负极正极总反应式Fe-2e-=Fe2+2H++2e-=H2↑O2+2H2O+4e-=4OH-Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2练一练：1、下列几种铁板，在镀层被破坏后，最耐腐蚀的是（）A镀锌铁板B镀铜铁板C镀锡铁板D镀铅铁板2、埋在地下的输油铸铁管道，在下列情况下被腐蚀的速度最慢的是（）A在潮湿疏松透气的土壤中B在含铁元素较多的酸性土壤中C在干燥致密不透气的土壤中D在含碳粒较多、潮湿透气的土壤中AC练一练：3、下列事实不能用电化学理论解释的是（）A轮船水线以下的船壳上装上一定数量的锌块。B银质奖章久置后表面变暗。C黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿。D纯锌与稀硫酸反应滴入少量的硫酸铜溶液后反应速率加快。B练一练：4、炒过菜的铁锅未及时洗净（残液中含NaCl），第二天便会因被腐蚀而出现红褐色的锈斑。试回答：⑴铁锅锈蚀应属于腐蚀，腐蚀的原因是。⑵请用文字和化学方程式表示铁锅的锈蚀过程。答：电化学（或吸氧腐蚀）铁锅与残液（溶有氧气）构成原电池。铁为负极：Fe-2e-=Fe2+碳为正极：O2+4e-+2H2O=4OH-总电极反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2呈红褐色：4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)32Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O电极方程式书写方法小结：•负极发生氧化反应，某物质失去电子。•正极发生还原反应，某物质得到电子。•在同一原电池中，同时间里，正负极得失电子总数相等（守恒）。•总反应是一个氧化还原反应。⑷铅蓄电池：负极反应：正极反应：总反应：电极材料为铅和二氧化铅，电解液为稀硫酸。（提示：PbSO4是难溶物质）Pb+SO42--2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O图示1：氢氧燃料电池图示2：氢氧燃料电池负极反应：正极反应：总反应：Ⅱ碱式（OH-）2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-2H2+O2=2H2Oa.氢氧燃料电池：Ⅰ酸式（H+）2H2-4e-=4H+O2+4H++4e-=2H2O2H2+O2=2H2O负极反应：正极反应：总反应：b.甲烷氧气燃料电池（电解质为KOH）:负极反应：正极反应：总反应：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e-=8OH-CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O学习心理指导：•一不畏难，敢于做题。•二要认真审题，不马虎大意，掌握题目细节。•三能运用所学知识，抓住问题关键，找到解题突破口。•四提高解题能力还须多练多思。