高二化学1.3化学能转化为电能-电池学案（鲁科版选修4）.doc

学科网第3节 化学能转化为电能-电池 学习目标1了解原电池的工作原理，结合电池反应和相关实验，体验化学能和电能的转化过程，能用电池反应表示化学能和电能的转化关系。2了解常见的化学电源的种类和工作原理，认识化学能与电能相互转化的实际意义，并能应用原电池原理分析、解释金属的腐蚀的原因，探究防止金属腐蚀的措施，加深对化学变化本质的认识。知识梳理一、原电池1 原电池是_的装置。2 原电池的构成条件：（1）两个活泼性不同的电极;（2）_；（3）_。3 电极材料构成负极：还原性较强的物质，如_正极：氧化性较强的物质，如_、_、_。负极正极e-电流还原反应电极反应式_氧化反应电极反应式_电解质溶液Zn2+H+4 原电池的工作原理（以铜锌原电池为例，电解质是稀硫酸）来源:学科网ZXXK来源:学_科_网二、化学电源5作为化学电源的电池有_电池、_电池、_电池。其中可能造成环境污染的是_电池；可反复充放电的是_电池。6几种电池的比较电池电极材料电极反应电池反应锌锰干电池铅蓄电池来源:学科网ZXXK氢氧燃料电池来源:学科网ZXXK来源:学&科&网三、金属的腐蚀与防护7金属腐蚀是指_。8化学腐蚀与电化学腐蚀的比较金属腐蚀化学腐蚀电化学腐蚀条件来源:学_科_网Z_X_X_K有无电流来源:Zxxk.Com现象来源:学+科+网Z+X+X+K9钢铁的腐蚀：_腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。（1）析氢腐蚀(酸性环境)负极：_；正极：_(2)吸氧腐蚀负极：_；正极：_来源:Zxxk.Com10.金属的防护方法（1）在金属表面覆盖_,如_。（2）牺牲阳极保护法：即将_的金属作为保护极，与被保护金属相连构成_,_的金属将作为负极发生_反应而消耗，被保护金属作为正极就可以避免腐蚀。（3）阴极电保护法：即将被保护金属与外加直流电源的_极相连让其成为阴极，而将外加直流电源的_极接到一些废铁上，使废铁成为阳极。学习导航1 方法指导:（1）原电池正负极的判断根据构成原电池的电池材料判断：活泼金属做负极；根据电子流向或电流方向确定：电子流出的一极或电流流入的一极为负极根据氧化还原反应确立：发生氧化反应（还原剂）的一般为负极。（2）判断金属腐蚀快慢的规律不纯的金属或合金，在潮湿的空气中形成微电池发生电化腐蚀，活泼金属因被腐蚀而损耗，金属腐蚀的快慢与下列两种因素有关：来源:学&科&网 与构成微电池的材料有关，两极材料的活动性差别越大，电动势越大（活动性相差越大），氧化还原反应的速度越快，活泼金属被腐蚀的速度就越快。 与金属所接触的电解质强弱有关，活泼金属在电解质溶液中的腐蚀快于在非金属溶液中的腐蚀，在强电解质溶液中的腐蚀快于在弱电解质溶液中的腐蚀。一般说来可用下列原则判断：电解原理引起的腐蚀原电池原理引起的腐蚀化学腐蚀有防腐蚀措施的腐蚀（2）例题解析【例1】 由铜、锌和稀硫酸组成的原电池工作时，电解质溶液的pH怎样变化（ ）A.不变 B.先变小后变大 C.逐渐变大 D.逐渐变小 解析 根据原电池工作的总反应：Zn + 2H+ = Zn2+ + H2,只要原电池不断工作，该反应就不断发生，溶液中的C(H+)逐渐减小，溶液中的pH将不断增大。因此答案选D.【例2】在原电池和电解质的电极上所发生的反应，同属氧化反应或同属还原反应的是（ ）A. 原电池的正极和电解池的阳极所发生的反应B. 原电池的正极和电解池的阴极所发生的反应C. 原电池的负极和电解池的阳极所发生的反应D. 原电池的负极和电解池的阴极所发生的反应解析 据原电池、电解池的基本知识，原电池的正极发生还原反应，负极发生氧化反应；电解池的阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。因此选B、C G a b稀H2SO4【例3】在如图所示的装置中，a的金属性比氢要强，b为碳棒，关于此装置的各种叙述不正确的是（ ）A. 碳棒上有气体放出，pH变大B. a是正极，b是负极C. 导线中有电子流动，电子从a极到b极D. a极上发生了氧化反应解析 显然，电极a、b与电解质溶液稀H2SO4组成原电池。因活泼性ab（碳棒），所以a为电池的负极，b为正极。电极反应式：a（负极）：a ne- = an+ (氧化反应)b(正极)：nH+ + ne- = n/2H2（还原反应），由于正极H+放电消耗,溶液中C(H+)减小, pH变大,在外电路中,电子由a流出经电流计流向b极。因此选B.【例4】航天技术中使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便和不污染环境等优点。氢氧燃料电池酸式和碱式两种，它们放电时的电池总反应方程式都可表示为2H2 + O2 = 2H2O,酸式氢氧燃料电池的电解质是酸，其负极反应可表示为：2H2 4e- = 4H+,则其正极反应表示为_；碱式氢氧燃料电池的电解质是碱，其正极反应表示为O2 +2H2O+4e- = 4OH-,则其负极反应可表示为_。解析 原电池正极发生还原反应：O2 +2H2O+4e- = 4OH-，在酸性溶液中，4OH- + 4H+ =4H2O,故正极反应式为:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O;原电池负极发生还原反应：2H2 4e- = 4H+,在碱性溶液中，4OH- + 4H+ =4H2O,所以负极反应式为：2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O.