高一必修二課程 原電池原理及其應(yīng)用

1、1第四節(jié)原電池原理及其應(yīng)用2構(gòu)成條件：(1)具有活動性不同的兩種電極材料(金屬和金屬或金屬和非金屬)(2)與電解質(zhì)溶液接觸(3)有導(dǎo)線相連組成閉合回路，或具備將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的條件。3電極名稱及電極反應(yīng)負極：較活潑金屬，電子流出的極，發(fā)生氧化反應(yīng)正極：不活潑金屬(或非金屬，導(dǎo)體)，電子流入的極，發(fā)生還原反應(yīng)原電池的正負極的判斷方法(1)由組成原電池的兩極電極材料判斷。一般是活動性較強的金屬為負極，活動性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為正極

2、。(2)根據(jù)電流方向或電子流動方向判斷。電流是由正極流向負極；電子流動方向是由負極流向正極。(3)根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動方向判斷。在原電池的電解質(zhì)溶液內(nèi)，陽離子移向的極是正極，陰離子移向的極是負極。(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的變化來判斷。原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，其正極總是得電子發(fā)生還原反應(yīng)。(5)根據(jù)現(xiàn)象判斷。溶解的一極為負極，增重或有氣泡放出的一極為正極。4工作原理：較活潑金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子由較活潑金屬通

3、過導(dǎo)線流入不活潑金屬，溶液中氧化性較強的陽離子在不活潑金屬上得到電子被還原?！就茝V推廣引申】引申】1、自發(fā)進行的氧化還原反應(yīng)，理論上可組成原電池2、原電池的負極失去電子的總數(shù)等于正極得到電子的總數(shù)3、電解質(zhì)溶液中的離子定向移動(陰離子移向負極、陽離子移向正極)，跟外電路共同組成閉合回路?！具w移體驗】【遷移體驗】典例1：如下圖所示的裝置，在盛有水的燒壞中，鐵圈和銀圈的連接處吊著一根絕緣的細絲，使之平衡小心地從燒杯中央滴入CuSO4溶液片刻

4、后可觀察到的現(xiàn)象是（）A鐵圈和銀圈左右搖擺不定B保持平衡狀態(tài)不變C鐵圈向下傾斜D銀圈向下傾斜研析：鐵圈和銀圈兩種活動性不同的金屬相互連接組成閉合回路，放入CuSO4溶液中，構(gòu)成了原電池，活潑金屬鐵作負極失電子生成Fe2進入溶液中質(zhì)量減輕：Fe–2e=Fe2，電子傳給了銀圈，溶液中的Cu2在銀圈上得電子生成銅單質(zhì)而增重：Cu22e=Cu，所以鐵圈向上傾斜，銀圈向下傾斜，選D。答案：D誤點警示：點警示：本題的關(guān)健是構(gòu)成了原電池，不能簡單的理

5、解成鐵置換銅而使鐵圈增重。典例2：把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸中，用導(dǎo)線兩兩相連組成原電池。若a、b相連時，a為負極；c、d相連時，電流由d到c；a、c相連時，c極上產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時，b極上有大量氣泡產(chǎn)生，則四種金屬的活3現(xiàn)象無電流產(chǎn)生有微弱電流產(chǎn)生本質(zhì)金屬被氧化較活潑金屬被氧化聯(lián)系兩者往往同時發(fā)生，電化腐蝕更普遍鐵的電化腐蝕：析氫腐蝕與吸氧腐蝕析氫腐蝕吸氧腐蝕條件水膜酸性較強（pH)3.4?水膜酸性很弱或中性負極Fe

6、2e—=Fe2電極反應(yīng)正極2H2e—=H2↑O22H2O4e—=4OH總反應(yīng)式Fe2H=Fe2H2↑2FeO22H2O=2Fe(OH)24、金屬防護的幾種重要方法(1)改變金屬內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，將金屬制成合金，增強抗腐蝕能力。(2)在金屬表面覆蓋保護保護層，使金屬和周圍物質(zhì)隔離開來。(3)電化學(xué)保護法：利用電化學(xué)反應(yīng)使金屬鈍化而受到保護，或者利用原電池反應(yīng)將需要保護的金屬作為電池的正極而受到保護。5、金屬腐蝕速率大小電解池陽極＞原電池負極

7、＞化學(xué)腐蝕＞原電池正極＞電解池陰極【遷移體驗】【遷移體驗】典例4：下列有關(guān)金屬腐蝕的說法中正確的是（）①金屬的腐蝕全部是氧化還原反應(yīng)②金屬的腐蝕可分為化學(xué)腐蝕和電化腐蝕，只有電化腐蝕才是氧化還原反應(yīng)，③因為二氧化碳普遍存在，所以鋼鐵的電化腐蝕以析氫腐蝕為主。④無論是析氫腐蝕還是吸氧腐蝕，總是金屬被氧化。A.①③B.②③C.①④D.①③④研析：金屬腐蝕的實質(zhì)是：M–ne=Mn，總是被氧化，均是氧化還原反應(yīng)；鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生的電化腐蝕

8、以吸氧腐蝕為主。C正確。答案：C典例5：家用炒菜鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑。在此變化過程中不發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是（）A4Fe(OH)22H2OO2==4Fe(OH)3B2Fe2H2OO2==2Fe(OH)2C正極反應(yīng)：2H2OO24e==4OH—D負極反應(yīng)：Fe3e==Fe3研析：家用炒菜鍋用水清洗放置后，出現(xiàn)紅棕色的銹斑是因為在潮濕的環(huán)境中鐵發(fā)生的電化腐蝕：負極：Fe–2e=Fe2，正極反應(yīng)：2H2OO24e==4OH，總反應(yīng)：2

9、Fe2H2OO2==2Fe(OH)2，生成的Fe(OH)2被空氣中的氧氣氧化，ABC正確。答案：D?探究解題新思路探究解題新思路?學(xué)科內(nèi)綜合題學(xué)科內(nèi)綜合題例1航天技術(shù)上使用的氫－氧燃料電池具有高能、輕便和不污染環(huán)境等優(yōu)點。氫－氧燃料電池有酸式和堿式兩種，它們放電時的電池總反應(yīng)方程式均可表示為：2H2＋O2＝2H2O。酸式氫－氧燃料電池中的電解質(zhì)是酸，其負極反應(yīng)為：2H2－4e－＝4H＋，則其正極反應(yīng)為_________________；

10、堿式氫－氧燃料電池中的電解質(zhì)是堿，其正極反應(yīng)為：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，則其負極反應(yīng)為_________________________。研析：研析：原電池正極發(fā)生還原反應(yīng)：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－，在酸性溶液中：4OH－＋4H＋＝4H2O，故正極反應(yīng)為：O2＋4H＋＋4e－＝2H2O；在原電池負極發(fā)生氧化反應(yīng)：2H2－4e－＝4H＋，在堿性溶液中：4H＋＋4OH－＝4H2O，故負極反應(yīng)為：2H2＋4OH－―4e－＝4