【考綱點擊】1.了解原電池的工作原理，能寫出電極反應(yīng)式和電池總反應(yīng)式2.了解常見化學電源的種類及其工作原理3.了解金屬發(fā)生電化學腐蝕的原因以及防護措施第1頁/共29頁第一頁，共30頁。知識回顧一?原電池的工作原理1.定義把_____轉(zhuǎn)化為____的裝置?2.構(gòu)成條件(1)具有兩個_______不同的電極(金屬和金屬或金屬和非金屬)?(2)具有______溶液?(3)形成________(或在溶液中相互____)?化學能電能活潑性電解質(zhì)閉合回路接觸第2頁/共29頁第二頁，共30頁。3.原電池的兩極負極:活潑性____的金屬,發(fā)生____反應(yīng)?

正極:活潑性____的金屬或?qū)w,發(fā)生____反應(yīng)?4.電極反應(yīng)式的書寫和電荷移動方向(1)電極反應(yīng)式的書寫負極:___,電極反應(yīng)式:____________

正極:___,電極反應(yīng)式:____________

電池反應(yīng):________________較強氧化較弱還原ZnZn-2e-＝Zn2+Cu2H++2e-＝H2↑Zn+2H+＝Zn2++H2↑第3頁/共29頁第三頁，共30頁。(2)電荷移動方向電子由____釋放,經(jīng)_____沿導線流入____,電解質(zhì)溶液中的_____移向正極,在其表面得電子被____,形成一個閉合回路?負極外電路正極陽離子還原第4頁/共29頁第四頁，共30頁。二?化學電源1.干電池鋅-錳干電池的負極材料是___,正極材料是____?在負極上,___失e-被氧化,在正極上,____得e-被還原。鋅片石墨ZnMnO2第5頁/共29頁第五頁，共30頁。2.鉛蓄電池

如鉛蓄電池:H2SO4作電解液

(1)放電時

負極:__________________

正極:____________________________總反應(yīng):_____________________________

(2)充電反應(yīng)為電解過程,是放電反應(yīng)的逆過程

陰極:_______________

陽極:______________________________

總反應(yīng):____________________________Pb+SO42--2e-＝PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-＝PbSO4+2H2OPb+PbO2+2H2SO4＝2PbSO4+2H2OPbSO4+2e-＝Pb2+PbSO4+2H2O-2e-＝PbO2+4H++SO42-2PbSO4+2H2O＝Pb+PbO2+2H2SO4第6頁/共29頁第六頁，共30頁。3.燃料電池

(1)a.氫氧液體燃料電池

介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ2=2H2O

酸性負極正極中性負極

正極堿性負極正極2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=4H2O2H2-4e-=4H+

O2+2H2O+4e-=4OH-2H2+4OH--4e-=4H2OO2+2H2O+4e-=4OH-第7頁/共29頁第七頁，共30頁。固體電解質(zhì)介質(zhì)電池反應(yīng)：2H2+Ｏ２=2H2O

負極正極負極

正極2H2-4e-+2O2－=2H2O

O2+4e-=2O2－

2H2-4e-=4H+

O2+4H+

+4e-=2H2O3.燃料電池

b.氫氧固體燃料電池

第8頁/共29頁第八頁，共30頁。(2)CH4燃料電池:電解質(zhì)為KOH

負極:__________________________

正極:_____________________

總反應(yīng):__________________________(3)CH3OH燃料電池:電解質(zhì)為KOH

負極:________________________________

正極:______________________

總反應(yīng):_______________________________CH4+10OH--8e-＝CO32-+7H2O2O2+4H2O+8e-＝8OH-CH4+2O2+2OH-＝CO32-+3H2O2CH3OH+16OH--12e-＝2CO32-+12H2O3O2+6H2O+12e-＝12OH-2CH3OH+3O2+4OH-＝2CO32-+6H2O第9頁/共29頁第九頁，共30頁。三?金屬的腐蝕與防護1.金屬的腐蝕(1)概念金屬與周圍的空氣或液體物質(zhì)發(fā)生_______反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象?(2)分類一般分為____腐蝕和______腐蝕兩種?氧化還原化學電化學第10頁/共29頁第十頁，共30頁。(3)化學腐蝕金屬跟接觸到的_______氣體或液體等直接發(fā)生化學反應(yīng)而引起的腐蝕?(4)電化學腐蝕①概念:___的金屬跟________接觸時,因為發(fā)生____反應(yīng)而引起的腐蝕?②分類氧化性不純電解質(zhì)溶液原電池第11頁/共29頁第十一頁，共30頁。a.析氫腐蝕在金屬外面的水膜呈_____性時發(fā)生析氫腐蝕?以鋼鐵為例:

負極(Fe):___________

正極(C):_____________較強酸Fe-2e-＝Fe2+2H++2e-＝H2↑第12頁/共29頁第十二頁，共30頁。b.吸氧腐蝕

在金屬外面的水膜____很弱或呈____或中性,溶解一定量__時發(fā)生吸氧腐蝕?

以鋼鐵為例:

負極(Fe):______________

正極(C):________________

總反應(yīng):_____________________

氧化過程:__________________________

脫水過程:___________________________酸性堿性O(shè)22Fe-4e-＝2Fe2+O2+2H2O+4e-＝4OH-2Fe+O2+2H2O＝2Fe(OH)24Fe(OH)2+O2+2H2O＝4Fe(OH)32Fe(OH)3＝Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O第13頁/共29頁第十三頁，共30頁。2.金屬的防護(1)改變金屬的內(nèi)部結(jié)構(gòu),使其成為防腐蝕金屬,如制成______等?(2)加防護層,如在金屬表面___________________或表面鈍化等方法?噴油漆?涂油脂?電鍍?噴鍍不銹鋼第14頁/共29頁第十四頁，共30頁。(3)電化學防護①犧牲陽極的陰極保護法——_____原理a.__極(陰極):被保護的金屬設(shè)備b.__極(陽極):比被保護的金屬活潑的金屬②外加電流的陰極保護法——電解原理a.陰極:被保護的金屬設(shè)備b.陽極:惰性電極原電池正負第15頁/共29頁第十五頁，共30頁?！纠?】一種燃料電池中發(fā)生的化學反應(yīng)為:在酸性溶液中甲醇與氧氣作用生成水和二氧化碳?該電池負極發(fā)生的反應(yīng)是()A.CH3OH(g)+O2(g)-2e-＝H2O(l)+CO2(g)+2H+(aq)B.O2(g)+4H+(aq)+4e-＝2H2O(l)C.CH3OH(g)+H2O(l)-6e-＝CO2(g)+6H+(aq)D.O2(g)+2H2O(l)+4e-＝4OH-[答案]C第16頁/共29頁第十六頁，共30頁。[解析]正極發(fā)生還原反應(yīng),負極發(fā)生氧化反應(yīng),首先根據(jù)題意寫出電池總反應(yīng)式和正極反應(yīng)式,用總反應(yīng)式減正極反應(yīng)式即得負極反應(yīng)式?總反應(yīng)式:2CH3OH(g)+3O2(g)＝2CO2(g)+4H2O(l)正極反應(yīng)式:O2(g)+4H+(aq)+4e-＝2H2O(l)負極反應(yīng)式:CH3OH(g)+H2O(l)-6e-＝CO2(g)+6H+(aq)第17頁/共29頁第十七頁，共30頁。變式1:某固體氧化物燃料電池(SOFC)以固體氧化物作為電解質(zhì),其中O2-可以在其內(nèi)部自由通過?其工作原理如圖所示,下列關(guān)于固體燃料電池的有關(guān)說法正確的是()

第18頁/共29頁第十八頁，共30頁。A.電極b為電池負極,電極反應(yīng)式為O2+4e-＝2O2-B.固體氧化物的作用是讓電子在電池內(nèi)通過

C.若H2作為燃料氣,則接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為：H2+2OH--4e-＝2H++H2O

D.若C2H4作為燃料氣,則接觸面上發(fā)生的反應(yīng)為：C2H4+8O2--12e-＝2CO2

+2H2O答案:D第19頁/共29頁第十九頁，共30頁。解析:A項,電極b上通入的空氣或氧氣,是得電子的物質(zhì),故b應(yīng)為電池的正極?

B項,電子無法通過電解質(zhì)溶液(即電子只能通過外電路)?

C項,由于該固體氧化物燃料電池中沒有H2O,更沒有H+和OH-,H2失電子后,與O2-結(jié)合起來生成H2O,電極反應(yīng)式應(yīng)為H2+O2--2e-＝H2O?

D項,C2H4作為燃料氣,失去e-后,再與O2-結(jié)合,會生成CO2和H2O兩種物質(zhì)?即:C2H4+8O2--12e-＝2CO2+2H2O?第20頁/共29頁第二十頁，共30頁?！纠?】下列有關(guān)電池的說法不正確的是()A.手機上用的鋰離子電池屬于二次電池B.銅鋅原電池工作時,電子沿外電路從銅電極流向鋅電極C.甲醇燃料電池可把化學能轉(zhuǎn)化為電能D.鋅錳干電池中,鋅電極是負極

[答案]B第21頁/共29頁第二十一頁，共30頁。[解析]本題考查實用電池的有關(guān)知識?手機用電池是可充電電池,A對?銅鋅原電池,Cu為正極,Zn為負極,外電路中電子由負極流向正極,B錯?燃料電池將化學能轉(zhuǎn)化為電能,C對?鋅錳干電池,Zn為負極,D對?第22頁/共29頁第二十二頁，共30頁。變式2:新型高能鈉硫電池以熔融的鈉?硫為電極,以鈉離子導電的陶瓷為固體電解質(zhì)?該電池放電時為原電池,充電時為電解池?反應(yīng)原理為:2Na+xS

=Na2Sx?請回答下列問題:

(1)放電時S發(fā)生________反應(yīng),Na為______極?

(2)充電時Na所在電極與直流電源________極相連?

(3)充電時陽極反應(yīng)為_________________;放電時負極反應(yīng)為_______________?

(4)用此電池電解飽和NaCl溶液,當陽極產(chǎn)生11.2L(標準狀況)氣體時,消耗金屬鈉________g?還原負負2Na-2e-＝2Na+23Xs+2e-=Sx2-第23頁/共29頁第二十三頁，共30頁。[解析]作為原電池(放電)時,金屬Na為電池的負極,失電子,發(fā)生氧化反應(yīng):2Na-2e-＝2Na+;S作為正極,得電子,發(fā)生還原反應(yīng):xS+2e-＝Sx2-

;電池充電時是作為電解池,Na+在Na所在電極得電子,發(fā)生還原反應(yīng),該電極為陰極,與直流電源的負極相連,Sx2-在陽極失電子,發(fā)生氧化反應(yīng):Sx2--2e-＝xS?用此電池電解飽和NaCl溶液,陽極有11.2L氣體(Cl2)生成時,即有1mole-轉(zhuǎn)移,所以消耗1mol,即23g金屬鈉?第24頁/共29頁第二十四頁，共30頁。【例3】(2010·北京卷)下列有關(guān)鋼鐵腐蝕與防護的說法正確的是()A.鋼管與電源正極連接,鋼管可被保護B.鐵遇冷濃硝酸表面鈍化,可保護內(nèi)部不被腐蝕C.鋼管與銅管露天堆放在一起時,鋼管不易被腐蝕D.鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時,負極反應(yīng)是Fe-3e-＝Fe3+[答案]B第25頁/共29頁第二十五頁，共30頁。[解析]本題考查金屬的腐蝕和防護,意在考查考生對金屬腐蝕原理的理解和防護措施的應(yīng)用?鋼管與電源正極相連,則鋼管作陽極,發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕,A項錯誤;鐵遇冷濃硝酸表面鈍化,在表面生成一層致密的氧化膜保護內(nèi)部不被腐蝕,B項正確;鋼管與銅管露天堆放在一起,形成原電池時鋼管作負極,發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕,C項錯誤;鋼鐵發(fā)生析氫腐蝕時,負極反應(yīng)為:Fe-2e-＝Fe2+,D項錯誤?第26頁/共29