高三化学化学能与电能苏教版知识精讲.docVIP

高三化学化学能与电能苏教版 【本讲教育信息】 一. 教学内容： 化学能与电能 二. 教学目标 理解原电池的工作原理，能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。 了解常见的化学电源，认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。 认识金属腐蚀的危害，理解金属发生电化学腐蚀的原因，能选用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。 原电池的工作原理及电极反应式的书写； 金属的腐蚀与防护 ［教学过程］ 一、原电池的概念及工作原理 1、原电池的定义：把化学能转化为电能的装置叫原电池。 2、构成条件: ①活泼性不同的两电极 ②电解质溶液 ③具有闭合回路 3、工作原理（电子流向）：较活泼的金属材料作为负极，失去电子，经外电路流向较不活泼金属，再经电解质溶液回到负极，构成闭合回路，电流反向流动。溶液中阴离子向负极移动，阳离子向正极移动。 4、正、负极判断： 负极：电子流出的电极，为较活泼金属电极，发生氧化反应 正极：电子流入的电极，为较不活泼金属或非金属或金属氧化物电极，发生还原反应 5、电极反应：以铜-锌和稀硫酸组成的原电池为例说明： 电极反应 本质 现象 负极 Zn－2e－=Zn2＋ 氧化反应 溶解 正极 2H＋+2e－=H2↑ 还原反应 气泡 总反应 Zn＋2H＋= Zn2＋＋H2↑ 6、应用：①制各种电池；②判断反应速率；③判断金属的活泼性；④金属防护。 说明： （1）原电池是利用能发生的氧化还原设计而成，负极发生氧化反应给出电子，电子经外电路流向正极形成电流。正极上得电子发生还原反应。内电路由离子定向移动而导电。 （－）Zn∣Zn２－（1mol/L）Cu２＋（1mol/L）Cu（＋） 一般情况下负极在左，正极在右，其中“∣”表示电极材料与电解质溶液的界面，“║”通常表示盐桥，必要时，可以加注溶液的浓度。 （4）原电池的应用主要有以下几点： ①加快反应速率：如在制取氢气的过程中，加入少量铜或硫酸铜可形成锌－铜原电池，使反应速率加快； ②比较金属的活动性强弱：一般情况下，作为负极的金属活泼性较强；如：锌－铜原电池； ③设计化学电源：根据氧化还原反应的特点，将其拆成两个半反应：氧化反应和还原反应，分别作为原电池的负极反应式和正极反应式；若发生氧化反应的物质为金属单质，则用该金属作为负极材料，若为气体或溶液中的某种离子，则用惰性材料做负极；而作为正极的材料必须不如负极活泼，或为惰性电极；电解质溶液选择反应中的电解质即可，若与电解质无关，则需选择一种不能使电极材料消耗的电解质溶液，以增强导电性； ④构成闭合回路 二、化学电源： 电池又称为化学电源，化学电源可分为一次电源和二次电源两类。一次电池只能放电一次，而二次电池可以反复充放电循环使用，通过电极体积和结构之间发生的可逆变化，达到充放电效果。 说明： 常见的化学电源有： 1、锌-锰干电池（） 负极（锌筒）：Zn－2e－＝Zn2＋ 正极（石墨）： 2NH4＋＋2e－＝2NH3↑＋ H2↑ 2NH4＋＋2MnO2＋ 2e－＝2NH3↑＋Mn2O3＋H2O 总反应：Zn＋2NH4＋＝Zn2＋＋2NH3↑＋H2↑ Zn＋2NH4＋＋2MnO2＝ Zn2＋＋2NH3↑＋Mn2O3＋H2O 2、铅蓄电池 负极Pb：Pb＋SO42－－2e－＝ PbSO4 正极：PbO2＋4H＋＋SO42－＋2e－＝PbSO4＋2H2O 总反应：， 3、燃料电池：氢氧燃料电池是一种新型的化学电池，其构造为：两个电极均由多孔性碳制成，通入的气体由孔隙逸出，并在电极表面放电。（一般以KOH为电解质溶液） 负极H2：2H2＋4OH――4e－＝4H2O 正极O2：O2＋2H2O＋4e－＝4OH－ 总反应： O2＋2H2＝2H2O 4、纽扣电池：不锈钢制成一个由正极壳和负极盖组成的小圆盒，盒内靠正极一端填充由和少量石墨组成的正极活性材料，负极盖一端填充锌汞合金做负极活性材料，电解质溶液为浓KOH溶液，已知电池内Zn的氧化产物为ZnO， 如：银-锌电池 负极：Zn＋2OH――2e－＝ZnO＋H2O 正极：Ag2O＋H2O＋2e－＝2Ag＋2OH－ 总反应： Ag2O＋Zn＝ZnO＋2Ag 三、金属腐蚀与防护： 金属腐蚀的本质是金属原子失去电子变成金属阳离子的过程，即M－ne－＝Mn＋；即金属在腐蚀过程中发生了氧化还原反应. 金属的腐蚀可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两大类 说明： 1、化学腐蚀与电化学腐蚀 化学腐蚀 电化学腐蚀 含义 金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程 不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程 得失电子 金属直接将电子转移给有氧化性的物质 活泼金属将电子间接转移给氧化性较强的物质