化學電源與金屬腐蝕與防護.ppt

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1、1.了解常見的化學電源。2.掌握原電池電極反應式的書寫。3.了解化學腐蝕與電化學腐蝕及一般防腐蝕方法。高考要求：化學電源與金屬腐蝕與防護解決原電池問題的出發(fā)點和基本原則是：書寫電極反應式，注意幾點：（1）電極反應是一種離子反應，遵循書寫離子反應式的一切規(guī)則（如“拆”、“平”）；（2）負極失電子所得氧化產(chǎn)物、正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關（如+4價的C在酸性溶液中以CO2形式存在、在堿性溶液中以形式CO3-存在）；（3）溶液中不存在O2-——在酸性溶液中它與H+結合成H2O、在堿性或中性溶液中它與H2O結合成OH-。（4）兩極反應相加得到總反應，總反應減去負極反應得到正極反應

2、、總反應減去正極反應得到負極反應。一、化學電源1、干電池：普通干電池，又稱鋅錳電池。干電池的外殼是鋅筒，作負極。中間的一根石墨棒是正極，在石墨棒和鋅筒之間，充滿了二氧化錳、炭黑、浸濕的氯化銨及其他糊狀填充物。干電池在使用時，兩極通過金屬導線連接起來形成了外電路，電子從鋅筒負極流出，經(jīng)外電路而流入石墨棒正極。2、鉛蓄電池：在鉛蓄電池里，裝有鉛銻合金制成的柵狀極板。正極的極板上有二氧化鉛，負極的極板上是海綿狀的鉛。兩種極板都浸泡在硫酸溶液中。負極：Pb＋SO42－－2e－＝PbSO4正極：PbO2＋4H+＋SO42－＋2e－＝PbSO4＋2H2O總反應式：Pb＋PbO2＋2H2SO42Pb

3、SO4＋2H2O充電放電根據(jù)原電池的工作原理分析，負極失去電子發(fā)生氧化反應，可知：Pb–2e-＝Pb2+①,生成的Pb2+進入電解質(zhì)溶液中，Pb2+與溶液中的SO42-不能共存，要繼續(xù)反應生成PbSO4，即：Pb2++SO42-＝PbSO4②，因此在原電池的負極反應式為①+②即：Pb–2e-+SO42-＝PbSO4；正極是得電子發(fā)生還原反應的一極，則有;PbO2+2e-＝Pb2++2O2-①,Pb2+和O2-進入溶液中，由于電解質(zhì)溶液是H2SO4溶液，O2-在酸性環(huán)境中，不能單獨存在，可供O2-結合的微粒由H+和H2O，O2-在酸性環(huán)境中優(yōu)先結合H+生成H2O，這樣在正極發(fā)生的反應有：

4、4H++2O2-＝2H2O②；Pb2++SO42-＝PbSO4③根據(jù)以上分析可知正極反應式為①+②+③即：PbO2+2e-+SO42-+4H+＝PbSO4+2H2O。（注意：在電極反應式中應遵循電荷守恒和質(zhì)量守恒；在負極反應式與正極反應式相加求總反應時要注意得失電子數(shù)要相等。）我國首先研制出以鋁—空氣—海水電池為能源的新型航標燈，只要把燈放入海水中數(shù)分鐘就會發(fā)出耀眼的光線，其能量比普通干電池高20—50倍。試推測此電池的基本結構：負極材料是，鐵能否做正極材料？負極反應正極反應總反應。3.海水電池負極：Al正極：活潑性比Al弱的導體電極反應方程式：負極：Al–3e-=Al3+O2+4e-

5、+2H2O=4OH-正極得失電子守恒請寫出反應總的方程式4Al+3O2+6H2O=4Al(OH)3↓Ag—Zn高能電池：由Ag2O、Zn及KOH溶液組成?？偡磻獮椋篫n+Ag2O+H2O＝Zn（OH）2+2Ag根據(jù)原電池原理可知：Zn做負，Ag2O做正極，電解質(zhì)溶液為KOH溶液。負極極失去電子發(fā)生氧化反應，則負極反應為：Zn–2e-＝Zn2+,Zn2+進入溶液后又與溶液中的OH-反應Zn2++2OH-＝Zn（OH）2。所以負極反應為：Zn–2e-+2OH-＝Zn(OH)2;正極為Ag2O得到電子發(fā)生還原反應，即Ag2O+2e-＝2Ag+O2-O2-在中性或堿性環(huán)境中也不能單獨存在，只能

6、結合H2O生成OH-，故在中性或堿性條件下O2-+H2O＝2OH-，所以正極反應式為：Ag2O+2e-+H2O＝2Ag+2OH-。4.鈕扣電池銀鋅電池（鈕扣式電池）的正極是由氧化銀和少量石墨組成的活性材料，負極是鋅汞合金，電解質(zhì)為氫氧化鉀溶液，電極反應為Zn＋2OH－－2e＝ZnO＋H2O、Ag2O＋H2O＋2e＝2Ag＋2OH－；總反應為：Ag2O＋Zn＝2Ag＋ZnO，下列判斷正確的是（）A、鋅為正極，Ag2O為負極B、鋅為負極，Ag2O為正極C、原電池工作時，負極區(qū)PH減小D、原電池工作時，負極區(qū)PH增大B、C5.燃料電池：燃料電池能將燃料跟氧氣起化學反應時所產(chǎn)生的化學能轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

7、電能。正極和負極都用多孔碳或多孔鎳、鐵等制成。從負極連續(xù)通入煤氣、水煤氣、氫氣、甲烷等可燃性氣體物質(zhì)；從正極連續(xù)通入空氣或氧氣。用堿（如KOH）的水溶液或熔融的碳酸鹽、金屬氧化物（如K2CO3、MgO等）做電解液?；瘜W反應的最終產(chǎn)物和燃燒時的產(chǎn)物相同。燃料電池的能量利用率高于燃料直接燃燒，可達70%以上。H2－O2電池是常用的一種燃料電池，構造如圖所示：H2和O2分別從電池的負極和正極通入，穿過浸入20％～40％的KOH溶液的多孔碳電極，電極反