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,歡迎進入化學課堂,化學能與電能的轉化——化學電源,一、化學電源：化學能轉化為電能的裝置,化學電源（電池）,原電池,蓄電池,燃料電池,,可以清楚地研究電池原理的電池。（如：干電池）,可以反復進行充電和放電的電池。,將燃料燃燒反應的化學能轉化為電能的電池,Zn+H2SO4→ZnSO4+H2↑Zn+2H+→Zn2++H2↑氧化還原反應：還原劑＋氧化劑→氧化產(chǎn)物＋還原產(chǎn)物如何將氧化還原反應中電子的轉移轉化為電子的定向移動形成電流呢？,,,,2e,,,,電子,,,e,二、原電池的原理,１、銅鋅原電池裝置鋅極反應式：Zn－２ｅ→Zn2+（氧化反應）銅極反應式：2H+＋２ｅ→H2↑（還原反應）總反應方程式：Zn+2H+→Zn2++H2↑電子流向：鋅極→銅極電流方向：銅極→鋅極,負極,正極,(從負極流向正極),(從正極流向負極),2、原電池的三個條件：①有可以自發(fā)進行的氧化還原反應；②活潑性不同的電極；③兩電極以導線相連，并浸沒在電解質(zhì)溶液中。,提供電子轉移的可能,保證電子在外電路中可以定向移動,提供產(chǎn)生電流的閉合回路,,,,練習:把a、b、c、d四塊金屬片浸入稀硫酸，分別用導線兩兩連接可以組成原電池。c、d相連時，電流方向為d→c；a、c相連時，c極產(chǎn)生大量氣泡；b、d相連時，d極上發(fā)生氧化反應。這四種金屬的活動性由強到弱的順序是AabcdBacdbCcabdDbdca,練習:用銅、銀和硝酸銀溶液設計一個原電池：①畫出裝置圖、標出正極與負極②標出電子運動方向和電流方向③分別寫出正負極的電極反應式和電池總反應式。④試描述反應一段時間后正、負極的變化。⑤當正極質(zhì)量增加21.6g時,負極質(zhì)量減少多少?外電路電子轉移了多少mol?,三、常見實用電池介紹,1、鋅錳干電池2、鉛蓄電池3、燃料電池,正極材料：石墨棒（MnO2）負極材料：鋅片電解質(zhì)：NH4Cl、ZnCl2及淀粉糊狀物,,,負極：Zn-2e→Zn2＋正極：2NH4＋＋2e→2NH3＋H22MnO2＋2H2→2MnO（OH）＋H2O總反應：Zn＋2NH4＋→Zn2＋＋2NH3＋H2,氫氧燃料電池的工作原理,負極反應：2H2＋4OH－-4e→4H2O正極反應：O2＋2H2O＋4e→4OH－總反應：2H2＋O2→2H2O,練習:電子表所用的某種紐扣電池的電極材料為Zn和Ag2O，電解質(zhì)溶液是KOH。其電極反應式為：Zn+2OH--2e→ZnO+H2OAg2O+H2O+2e→2Ag+2OH-電池的負極是，正極發(fā)生反應；總反應式為。,鉛蓄電池放電時的工作原理,總反應：Pb＋PbO2＋2H2SO4→2PbSO4十2H2O負極：Pb＋SO42－-2e→PbSO4（氧化反應）正極：PbO2＋SO42－十4H＋＋2e→PbSO4＋2H2O（還原反應）,實驗:將兩顆純鋅分別投入同濃度的稀硫酸溶液中,往其中一支試管中再滴加幾滴硫酸銅溶液,觀察現(xiàn)象有什么不同?現(xiàn)象:滴加幾滴硫酸銅溶液的試管中氫氣產(chǎn)生速度明顯加快。分析：因為形成了原電池效應，作為負極的金屬鋅失去電子的速率明顯加快。結論：由于原電池效應的形成，作為負極的金屬失去電子的反應速率將加快。,四、金屬的腐蝕和防護,1、化學腐蝕：金屬的腐蝕電化腐蝕：,,金屬跟接觸到的物質(zhì)（如O2、Cl2、SO2等）直接發(fā)生化學反應而引起的腐蝕叫化學腐蝕。,金屬與外界環(huán)境之間構成原電池效應導致金屬不斷被消耗的腐蝕過程,（M—ne→Mn+）,2、鋼鐵的電化腐蝕,鋼鐵（鋼和生鐵）：含碳的鐵合金鐵鋼鐵在潮濕的空氣中：碳溶有O2和CO2的水膜,,（負極）,（正極）,（電解質(zhì)溶液）,①鋼鐵的吸氧腐蝕,負極的電極反應：Fe-2e→Fe2+（氧化反應）正極的電極反應：O2+2H2O+4e→4OH-（還原反應）,總反應：2Fe+O2+2H2O→2Fe（OH）24Fe（OH）2+O2+2H2O→4Fe（OH）3,②鋼鐵的析氫腐蝕,負極的電極反應：Fe-2e→Fe2+（氧化反應）正極的電極反應：2H++2e→H2（還原反應）,總反應：Fe+2H+→H2+Fe2+,下圖各容器中盛海水，鐵會在其中發(fā)生變化。按鐵極腐蝕的速度由快至慢的順序為.,,練習：如圖，燒杯中放清水，將一段鐵絲固定在試管內(nèi)，然后將試管倒置在水中，經(jīng)3～4天后，可觀察到的現(xiàn)象是A試管中鐵絲生銹，水面上升B無現(xiàn)象C試管中鐵絲生銹，水面不上升D無法判斷,練習：菜刀上沾有食鹽水后，置于空氣中一段時間會生銹，其原理是,3、金屬防護方法,①制造各種耐腐蝕的合金（如不銹鋼）——改變金屬的內(nèi)部組織結構②保護層法：在金屬表面覆蓋保護層，使金屬制品與周圍腐蝕介質(zhì)隔離，從而防止腐蝕?！茐碾娊赓|(zhì)溶液接觸條件③電化學保護法：利用原電池原理進行金屬的保護，設法消除引起電化腐蝕的原電池反應。a犧牲陽極（負極）保護法b外加電流的保護法,思考:常用的白鐵是在鋼板上鍍上一層鋅,而做罐頭的馬口鐵是在鋼板上鍍上一層錫,當白鐵和馬口鐵的鍍層破損時,它們在潮濕的空氣中一段時間后情況如何?試解釋為什么會這樣?,練習：白鐵皮發(fā)生析氫腐蝕，若有0.2摩電子發(fā)生轉移，下列說法中不正確的是A有6.5克鋅被腐蝕B2.8克鐵被腐蝕C正極上H＋被還原D在標準狀況下有2.24升氣體放出,電化腐蝕和化學腐蝕,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,