1、.,2、化學能與電能,原電池：化學能轉變?yōu)殡娔艿难b置,原電池的形成條件： 兩個電極 負極、正極 (正極只是用來導電) 當電極都是金屬時，比較活潑金屬作負極 電極必須插入電解質(zhì)溶液(絕不能是蔗糖、酒精)； 構成閉合回路(用導線連接或電極直接觸)； 能自發(fā)發(fā)生氧化還原反應。,.,判斷下裝置能否形成原電池,+,+,+,.,負極反應：Zn 2e- = Zn2+ 發(fā)生氧化反應,正極反應：2H+ +2e- = H2 發(fā)生還原反應,電池總反應化學方程式書寫要求: 得失電子守恒，正、負極反應加合 總反應化學方程式：Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2,鋅銅原電池：(一)稀H2SO4為電解質(zhì),電流表發(fā)

2、生偏轉,電解質(zhì)溶液PH值,.,負極反應：Zn 2e- = Zn2+ 發(fā)生氧化反應,正極反應：Cu2+ +2e- = Cu 發(fā)生還原反應,鋅銅原電池：(二)稀CuSO4為電解質(zhì),電解質(zhì)溶液PH值,.,外電路,內(nèi)電路,原電池工作原理：,.,2. X、Y、Z、W四種金屬片進入稀鹽酸中，用導線連接，可以組成原電池，實驗結果如下圖所示: 則四種金屬的活潑性由強到弱的順序為： _,ZYXW,.,負極：Al + 4OH 3e- = AlO2 + 2H2O 正極：2H2O + 2e- = H2+ 2OH 總: 2Al+ 2OH + 2H2O = 2AlO2 + 3H2 ,稀 硫 酸,負極： Mg 2e- =

3、Mg2+ 正極： 2H+ + 2e- = H2 總：Mg + 2H+ = Mg 2+ + H2 ,特例1,.,負極: Cu 2e- = Cu 2+ 正極: 2H+ + NO3 + e- = NO2 + H2O 總: Cu + 4H+ +2NO3 = 2NO2 + Cu 2+ + 2H2O,稀H2SO4,負極： Al 3e- = Al 3+ 正極：2H+ + 2e- = H2 總：2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2,特例2,.,1、下列關于下圖所示原電池的說法正確的是( ) A 、鋁片為正極 B、正極上有H2產(chǎn)生 C、Al是電池的負極，開始工作時溶液中會立即有 白色沉淀析出 D、當轉

4、移0.04 mol e- 時，產(chǎn)生 0.01 mol H2,Cu,BC,.,飽和KCl瓊脂溶膠 鹽橋作用： 形成閉合回路， 維持電荷平衡 提高電池效率,.,.,.,.,鋅銀堿性紐扣電池,負極： 正極： 電解質(zhì)：,Zn,Ag2O,KOH,總反應：Zn +Ag2O + H2O 2Ag + Zn(OH)2,.,鉛蓄電池,負極： 正極： 電解質(zhì)：,Pb,PbO2,H2SO4,總反應：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4 +2H2O,.,燃料電池,.,二次電池(充電電池),一次電池,.,.,優(yōu)點: 1.產(chǎn)物是水，清潔環(huán)保; 2.能量轉換率較高,超過80% (普通燃燒能量轉換率30%左右); 3.可

5、以組合為燃料電池發(fā)電站,排放廢棄物少, 噪音低,綠色發(fā)電站。,(一)氫氧燃料電池,.,(1)中性電解質(zhì)：例如Na2SO4溶液,H2 - 2e- = 2H+,正極：O2+ 4e- + 2H2O = 4OH-,(氧化反應), 負極,.,(2)酸性電解質(zhì)：H2SO4溶液,負極反應： H2 - 2e- = 2H+,O2+2H2O+4e- = 4OH-,負極、正極反應加合： 2H2 - 4e- + O2+ 4H+ +4e- = 4H+ +2H2O,4OH- + 4H+ = 4H2O,正極反應：O2+ 4H+ +4e- = 2H2O,.,(3)堿性電解質(zhì)：KOH溶液,負極反應：H2- 2e- +2OH-

6、= 2H2O,正極反應：O2 +4e- + 2H2O= 4OH-,H2 - 2e- = 2H+,負極、正極反應加合： 2H2 - 4e- + 4OH- + O2 + 4e- + 2H2O = 4H2O+ 4OH-,2H+ + 2OH- = 2H2O,.,總結：,所有氫氧燃料電池中性、酸性、堿性電解質(zhì)總反應：2H2+O2 = 2H2O,中性、酸性電解質(zhì)中負極反應：H2 - 2e- = 2H+,中性、堿性電解質(zhì)中正極反應：O2+2H2O+ 4e- =4OH-,.,(二)甲烷燃料電池,負極： 正極：,CH4,O2,總反應：CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O,(1)中性電解質(zhì)：如NaCl溶液

7、,負極：CH4,-4,+4,正極： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-,= CO2, 8e-,+ 8H+,+ H2O,2,.,總反應：CH4+ 2OH- + 2O2 = CO32- + 3H2O,(3)堿性電解質(zhì)：如 KOH溶液,CH4 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+,總反應：CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O,(2)酸性電解質(zhì)：如 HCl溶液,負極：CH4 8e- + 2H2O = CO2 + 8H+,正極：O2+ 4e- + 4H+ = 2H2O,正極： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-,CO2 + 2OH- = CO32- + H2O,8H+

8、 + 8OH- = 8H2O,負極：CH4 8e- +10OH- = CO32- +7H2O,.,乙醇燃料電池,總反應：C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O,中性電解質(zhì)；如NaCl溶液,負極：C2H5OH 12e- + 3H2O = 2CO2 + 12H+ 正極： O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-,負極： 正極：,C2H5OH,O2,-2,+4,.,總反應：C2H5OH + 4OH- + 3O2 = 2CO32- + 5H2O,堿性電解質(zhì)：如 KOH溶液,負極：C2H5OH 12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O 正極： O2 + 4e- + 2

9、H2O = 4OH-,總反應：C2H5OH + 3O2 = 2CO2 + 3H2O,酸性電解質(zhì)：如 H2SO4溶液,負極：C2H5OH 12e- + 3H2O = 2CO2 + 12H+ 正極： O2 + 4e- + 4H+ = 2H2O,.,負極： Fe 2e- = Fe2+ 正極： 2H+ + 2e- = H2 總：Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ,負極： 2Fe 4e- = 2Fe2+ 正極： 2H2O + O2 + 4e- = 4OH- 總：2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2,不同的介質(zhì) 不同的電極反應,.,金屬腐蝕：金屬或合金與周圍的氣體或液體物質(zhì)發(fā)生氧化

10、還原反應而引起損耗的現(xiàn)象,類型,化學腐蝕,電化學腐蝕,金屬跟接觸到干燥氣體(如Cl2.O2等)或液體等直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕,不純的金屬（或合金）跟電解質(zhì)溶液接觸時，發(fā)生原電池反應，比較活潑的金屬失去電子而被氧化腐蝕,如：鋼管被原油中的含硫化合物腐蝕,（更普遍）,.,兩者往往同時發(fā)生，電化學腐蝕更快， 更普遍，危害更大,相互 聯(lián)系,較活潑金屬被氧化,金屬被氧化,本質(zhì),有微弱電流產(chǎn)生,無電流產(chǎn)生,有無 電流,不純金屬或合金跟電解質(zhì)溶液等氧化劑接觸,金屬跟氧化性物質(zhì) 直接接觸,條件,電化學腐蝕,化學腐蝕,化學腐蝕與電化學腐蝕的比較,.,電化學腐蝕：析氫腐蝕、吸氧腐蝕,1.金屬電化學腐蝕的原理

11、,H+,H+,Fe2+,Fe2+,Fe2+,Fe2+,e-,正極：,負極：,鋼鐵在酸性條件下, 析氫腐蝕,Fe 2e- = Fe2+,2H+ + 2e- = H2 ,總反應：,Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ,Fe2+,Fe2+,Fe2+,Fe2+,e-,O2,OH-,OH-,OH-,OH-,Fe 2e- = Fe2+,O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-,2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2,正極：,負極：,總反應：,Fe(OH)2 繼續(xù)與空氣中O2 的作用 4Fe(OH)2 + 2H2O + O2 = 4Fe(OH)3,鋼鐵的析氫腐蝕和吸氧腐蝕比較,Fe2

12、O3 nH2O,（鐵銹）,水膜呈酸性,水膜呈中性或酸性很弱,Fe- 2e-= Fe2+,2Fe-4e-=2Fe2+,2H+2e-=H2,O2+ 2H2O +4e- = 4OH-,Fe+2H+ = Fe2+ +H2,2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2,4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3,用犧牲鎂塊的方法來防止地下鋼鐵管道的腐蝕，鎂塊必須定期更換,制成不銹鋼，在金屬表面鍍一層比要保護的金屬更活潑的金屬。,犧牲陽極的陰極保護法.,外加電流的陰極保護法,通電后，電子被強制流向被保護的鋼鐵設備，抑制鋼鐵發(fā)生失電子作用，從而被保護,常用于防止土壤、海水及河水中的金屬設備的腐蝕。,總結：金屬防護的常用方法,(1)在金屬表面覆蓋保護層:,a.涂