DOC《原电池原理及其应用》

原电池原理及其应用 导入练习:下列哪些装置能构成原电池? 稀硫酸 乙醇 A B C D E 学生:B C 追问:那么为什么其他装置不能构成原电池呢?请学生总结构成原电池的条件.

投影:

一、构成原电池的条件 1.活泼性不同的金属(或者金属和非金属)作电极;

2.电解质溶液;

3.形成闭合回路. 教师:请同学们写出B和C的电极反应和总反应式. 设问:原电池实现了怎么样的一个过程,从能量角度分析.负极、正极分别发生什么反应?电子如何流动?溶液中的离子又是如何定向移动的? 投影:

二、原电池的工作原理 负极:还原剂 C ne- = 氧化产物 正极:氧化剂 + ne- = 还原产物 电子:负极 → 导线 → 正极 离子:阴离子 → 负极 ,阳离子 → 正极 练习一:请同学们判断下列原电池的负极.

1、 H2SO4溶液

2、 H2SO4溶液 讨论:如何改动,能使Al和Cu作负极?(提示:从电极材料和电解质溶液考虑) 学生讨论结果: NaOH溶液 浓硝酸 总结:原电池中活泼金属不一定作负极,正负极的判断不仅与金属的活泼性有关,还与电解质溶液有关. 练习二:请写出电极反应和总反应式? 学生:(1)负极:Al + 4OH- + 3e- ==

2 AlO2- + 2H2O 正极:2H2O + 2e- == 2OH- + H2↑ 总: 2Al + 2OH- + 2H2O = 2AlO2- + 3H2↑ (2)负极:Cu C2e- == Cu 2+ 正极:NO3- +

2 H+ + e- == NO2↑+ H2O 总:Cu + 4H+ + 2NO3- = Cu2+ + 2NO2↑+ 2H2O 练习:写出下列反应的电极反应和总反应式? NaCl溶液 学生:负极:2Fe C 4e- == 2Fe2+ 正极:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH- 总:2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2 追问:那么该反应的在生活中的实际应用是什么呢? 投影:

三、金属的腐蚀 化学腐蚀 1.金属的腐蚀 析氢腐蚀 电化学腐蚀 吸氧腐蚀 2.金属的防护 改变金属的内部结构 在金属表面覆盖保护层 电化学保护法 转引:人们应用原电池原理,制作了很多电池,如干电池、蓄电池、充电电池等等. 练习三:

1、一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;

电解质是掺杂氧化钇(Y2O3(的氧化锆(ZrO2(晶体,在熔融状态下能传导O2(.下列对该燃料电池说法正确的是( A( 在熔融电解质中,O2(由负极移向正极 B( 电池的总反应是:2C4H10+13O2 ( 8CO2+10H2O C( 通入空气的一极是正极,电极反应为:O2+4e(=2O2( D( 通入丁烷的一极是正极,电极反应为:2C4H10+26e(+13O2(=4CO2+5H2O

2、美国阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池是一种新型的化学电源.氢氧燃料电池的突出优点是把化学能直接转化为电能,而不经过热能中间形式.电极反应产生的水,经冷凝后又可作为宇航员的饮用水,发生的反应为:2H2+O2=2H2O,电解液为KOH溶液,则电极反应式分别为:负极?正极? 练习四:(1) 如果将上题氢氧燃料电池中的电解质溶液KOH改为稀H2SO4,则电极反应式为负极?正极? (2)如把H2改为甲醇,KOH作电解质溶液,则电极反应式为负极?正极? 如果用稀H2SO4作电解质溶液,则电极反应式为负极?正极?