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，不能充电复原继续使用的化学电池酸（或碱）性锌-锰干电池、银-锌纽扣电池等放电后能充电复原继续使用的化学电池铅蓄电池、镍-镉蓄电池、镍-氢蓄电池等将燃料燃烧的化学能直接转变成电能的电池氢氧燃料电池、铝-空气燃料电池、熔融盐燃料电池等含义示例负极（锌筒）：Zn-2e-=Zn2+正极（石墨）：总反应：1、锌-锰干电池2NH4++2MnO2+2e—=2NH3↑+Mn2O3+H2OZn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O常见化学电源锌筒石墨棒MnO2和C普通锌-

2、锰干电池的结构NH4Cl、ZnCl2和H2O等负极：Zn+2OH–→ZnO+H2O+2e-（负极）（正极）总反应：Zn+MnO2+H2O=ZnO+Mn(OH)2MnO2+H2O+2e-→Mn(OH)2+2OH–正极：锌筒石墨棒MnO2和C碱性锌-锰干电池的结构锌粉和氢氧化钾2、铅蓄电池负极Pb：Pb+SO42--2e-=PbSO4正极PbO2：PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O总反应：Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O放电充电3、燃料电池负极H2：2H2+4OH--4e-=4H2O正极O2：O2+2H2O

3、+4e-=4OH-总反应：O2+2H2=2H2O氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造如图示：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。三、金属的电化学腐蚀1、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(Fe)2Fe-4e—==2Fe2+；正极(C)O2+2H2O+4e—==4OH-总反应：2Fe+O2+2H2O==2Fe

4、(OH)21、在潮湿的空气里，钢铁表面吸附了一层水膜。2、水膜里含有少量H+和OH—，还溶解了O2，在钢铁表面形成一层电解质溶液。3、钢铁里的铁和碳以及电解质溶液形成了无数微小的原电池。4、钢铁腐蚀的原电池反应：负极(Fe)Fe-2e—==Fe2+正极(C)2H++2e—==H2↑总反应：Fe+2H+==Fe2++H2↑3、金属的防护①改变金属内部的组织结构，制成合金。②在金属表面覆盖保护层。③电化学保护法(即将金属作为原电池的正极)。原电池电极反应式的书写注意事项：（1）注意电极反应：负极氧化，正极还原。（2）要注意电荷守恒：①两电极反应转移

5、的电子数相等；②有可能在电极方程式两边添加H+、OH-、H2O等，以遵循电荷守恒和质量守恒。（3）要注意电极反应产物是否与电解质溶液发生反应。小结⑴化学腐蚀与电化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，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。金属的腐蚀及其防护⑵析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）析氢腐蚀吸氧腐蚀条件水膜酸性较强（pH＜4.3）水膜酸性很弱或

6、中性电极反应负极正极总反应式O2+2H2O+4e-=4OH—2H++2e-=H2↑Fe+2H+=Fe2++H2↑2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2Fe-2e—=Fe2+练习2：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生的反应：Fe+NiO2+2H2OFe(OH)2+Ni(OH)2下列有关爱迪生蓄电池的推断错误的是()A．放电时，Fe是负极，NiO2是正极B．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：Fe(OH)2+2e-=Fe+2OH-D．放电时，电解质溶液

7、中的阴离子向正极方向移动放电充电B、D练习3、航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。氢氧燃料电池有酸式和碱式两种，它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O，酸式电池中电解质是酸，其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+，则其正极反应式为_______________。碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-，则其负极反应可表示为____________________。O2+4e-+4H+=2H2O2H2-4e-+4OH-=4H2O