高二化学课件 1.3 《化学能转化为电能——原电池》 （鲁科版选修4）.ppt

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1、化学电源的分类化学电源的分类类 型一次电池二次电池燃料电池只能使用一次，不只能使用一次，不能充电复原继续使能充电复原继续使用的化学电池用的化学电池酸（或碱）性锌酸（或碱）性锌-锰锰干电池、银干电池、银-锌纽扣锌纽扣电池等电池等放电后能充电复原放电后能充电复原继续使用的化学电继续使用的化学电池池铅蓄电池、镍铅蓄电池、镍-镉蓄镉蓄电池、镍电池、镍-氢蓄电池氢蓄电池等等将燃料燃烧的化学将燃料燃烧的化学能直接转变成电能能直接转变成电能的电池的电池氢氧燃料电池、铝氢氧燃料电池、铝-空气燃料电池、熔空气燃料电池、熔融盐燃料电池等融盐燃料电池等 含 义示 例负极负极（锌筒）（锌筒）：Zn-2e-=Zn 2+

2、正极正极（石墨）（石墨）：总反应：总反应：1、锌、锌-锰干电池锰干电池2NH4+2MnO2+2e=2NH3+Mn2O3+H2OZn+2NH4+2MnO2=Zn2+2NH3+Mn2O3+H2O常常见化学电源见化学电源锌筒锌筒石墨棒石墨棒MnO2和和C普通锌普通锌-锰干电池锰干电池的结构的结构NH4Cl、ZnCl2 和和 H2O等等负极：负极：Zn+2OHZnO+H2O+2e-（负极）（负极）（正极）（正极）总反应：总反应：Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)2MnO2+H2O+2e-Mn(OH)2+2OH正极：正极：锌筒锌筒石墨棒石墨棒MnO2和和C碱性锌碱性锌-锰干电池的结构锰干电池的

3、结构锌粉和氢氧化钾锌粉和氢氧化钾2、铅蓄电池、铅蓄电池负极负极PbPb：Pb+SO42-2e-=PbSO4正极正极PbO2：PbO2+4H+SO42-+2e-=PbSO4+2H2O总反应：总反应：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放电放电充电充电3、燃料电池、燃料电池负极负极H2：2H2+4OH-4e-=4H2O 正极正极O2：O2+2H2O+4e-=4OH-总反应：总反应：O2+2H2 =2H2O 氢氧燃料电池是一种氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并的

4、气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。在电极表面放电。三、金属的电化学腐蚀1、化学腐蚀、化学腐蚀 金属跟接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀叫做化学腐蚀。这类反应比较简单，仅仅是金属跟氧化剂之间的氧化还原反应。2、电化学腐蚀、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，这种腐蚀叫电化学腐蚀。负极负极(Fe)2Fe-4e=2Fe2+；正极正极(C)O2+2H2O+4e=4OH-总反应：总反应：2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)21、在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层、在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层水膜水膜。2、水膜里含有少量、水膜里含有少量H

5、+和和OH，还溶解了，还溶解了O2，在钢，在钢铁表面形成一层铁表面形成一层电解质溶液电解质溶液。3、钢铁里的铁和碳以及电解质溶液形成了无数微、钢铁里的铁和碳以及电解质溶液形成了无数微小的小的原电池。原电池。4、钢铁腐蚀的原电池反应：、钢铁腐蚀的原电池反应：负极负极(Fe)Fe-2e=Fe2+正极正极(C)2H+2e=H2总反应：总反应：Fe+2H+=Fe2+H23、金属的防护、金属的防护 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。在金属表面覆盖保护层。在金属表面覆盖保护层。电化学保护法电化学保护法(即将金属作为原电池的正即将金属作为原电池的正极极)。原电池电极反应式的

6、书写注意事项：原电池电极反应式的书写注意事项：（1 1）注意电极反应：负极氧化，正极还原。）注意电极反应：负极氧化，正极还原。（2 2）要注意电荷守恒：）要注意电荷守恒：两电极反应转移的电子数相等；两电极反应转移的电子数相等；有有 可可 能能在在电电极极方方程程式式两两边边添添加加H H+、OHOH-、H H2 2O O等，以遵循电荷守恒和质量守恒。等，以遵循电荷守恒和质量守恒。（3 3）要要注注意意电电极极反反应应产产物物是是否否与与电电解解质质溶溶液液发发生反应。生反应。小结小结化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀与电化腐蚀化学腐蚀化学腐蚀电化腐蚀电化腐蚀条件条件金属跟非金属单质金属跟非金属单质直接

7、接触直接接触不纯金属或合金不纯金属或合金跟电解质溶液接触跟电解质溶液接触本质本质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联系联系两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍两者往往同时发生，电化腐蚀更普遍金属的腐蚀：金属的腐蚀：金属或合金跟周围接触到的气体或液体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，即为金属的腐蚀。其进行化学反应而腐蚀损耗的过程，即为金属的腐蚀。其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。本质是金属原子失去电子被氧化的过程。金属的腐蚀及其防护金属的腐蚀及其防护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）析析氢氢腐腐蚀蚀吸氧腐吸氧腐蚀蚀条件条件

8、水膜酸性水膜酸性较较强强（pH4.3）水膜酸性很弱或中性水膜酸性很弱或中性电电 极极 反反 应应 负负极极 正极正极总总反反应应式式O2+2H2O+4e-=4OH2H+2e-=H2Fe+2H+=Fe2+H22Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2Fe-2e=Fe2+练习练习2：蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发解池的作用。下面是爱迪生蓄电池分别在充电和放电时发生的反应：生的反应：Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是下列有关爱迪生蓄电池的推断错

9、误的是()A放电时，放电时，Fe是负极，是负极，NiO2是正极是正极 B蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中蓄电池的电极可以浸入某中酸性电解质溶液中C充电时，阴极上的电极反应为：充电时，阴极上的电极反应为：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-D放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动放电时，电解质溶液中的阴离子向正极方向移动 放电放电充电充电B、D练练习习3 3、航航天天技技术术上上使使用用的的氢氢氧氧燃燃料料电电池池具具有有高高能能、轻轻便便、无无污污染染的的优优点点。氢氢氧氧燃燃料料电电池池有有酸酸式式和和碱碱式式两两种种，它它们们放放电电时时的的总总反反应应都都可可以以表表示示为为2H2H2 2+O+O2 2=2H=2H2 2O O，酸酸式式电电池池中中电电解解质质是是酸酸，其其负负极极反反应应可可表表示示为为2H2H2 2-4e-4e-=4H=4H+，则则其其正正极极反反应应式式为为_ _ _。碱碱式式电电池池的的电电解解质质是是碱碱，其其正正极极反反应应式式为为O O2 2+2H+2H2 2O+4eO+4e-=4OH=4OH-，则则其负极反应可表示为其负极反应可表示为_ _。O2+4e-+4H+=2H2O 2H2-4e-+4OH-=4H2O 同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全