九年级化学下册 原电池、金属的腐蚀和防护课件 （新版）新人教版.ppt

七 原电池金属的腐蚀和防护 1 原电池 借助于氧化还原反应 将化学能转化为电能的装置 叫原电池 使氧化还原反应分别在设置的两个电极上进行 闭合回路中产生电流 2 原电池中正 负极的确定和电极反应 组成电极的材料 较活泼的金属 负极 失电子被氧化 较不活泼的金属或导体 正极 溶液中的阳离子得电子被还原 原电池电子的流向 负极 导线 正极 溶液中的离子 电流方向刚好相反 3 构成原电池的条件 活性不同的两种金属 或一种金属与导体 自发的氧化还原反应 电解质溶液 形成闭合回路 导线连通或直接接触 4 金属的腐蚀 金属原子失电子被氧化的过程 1 原因 内因 外因 许多金属有较活泼的化学性质 金属与空气 水及具有腐蚀性的物质接触 2 腐蚀类型 化学腐蚀 金属于接触到的物质 一般为非电解质 直接发生化学反应而引起的腐蚀 电化腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 钢铁表面水膜及其溶解的二氧化碳形成酸性电解质 它和钢铁中的铁 碳形成无数微电池 负极 Fe 2e Fe2 正极 2H 2e H2 吸氧腐蚀 空气中的氧溶解在钢铁表面的水膜里发生原电池反应 负极 Fe 2e Fe2 正极 O2 2H2O 4e 4OH 例 03春 家用炒菜铁锅用水清洗放置后 出现红棕色的锈斑 在此变化过程中不发生的化学反应是 D 5 金属防护 杜绝金属发生氧化反应的可能 可采用覆盖保护层 改变金属内部结构 运用电化学方法等 6 原电池反应中溶液的PH值变化 1 析氢原电池 溶液中氢离子的浓度减小 PH值增大 2 吸氧原电池 2H2O O2 4e OH OH 增大 PH值增大 书写电池总反应式和电极反应式的方法 首先使两个电极反应是得失电子数相等 再将两式相加 消去相同的化学式即得电池总反应式 2 根据给出的电池总反应式 写电极反应式 1 根据给出的两个反应式 写电池总反应式 根据电池总反应 解题要点 以电极反应的本质分析 发生氧化反应的一极是负极 发生还原反应的一极是正极 分析元素的价态变化确定正负电极 根据电解质溶液的酸碱性 用H 或OH 或水或其它离子的形式配平 同时还要注意生成物的存在形式 或者根据生成物的存在形式确定电解质溶液的酸碱性 例 阿波罗宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池 其电极反应为 2H2 O2 2H2O 电解质溶液为KOH溶液 反应保持在较高温度 使水蒸发 下列叙述正确的是 A 此电池工作时能见到蓝色火焰B H2是正极 O2是负极C 电池工作时溶液PH值不断增大D 电极反应为 负极 2H2 4OH 4e 4H2O正极 O2 2H2O 4e 4OH D 3 银锌电池 Zn Ag2O H2OZn OH 2 2Ag 负极 Zn 2e 2OH Zn OH 2 PH值 减小 正极 Ag2O H2O 2e 2Ag 2OH PH值 增大 例 电子计算机所用纽扣式电池为银锌电池 其电极分别为Ag2O和Zn 电解质溶液为KOH溶液 其电池总反应为 Zn Ag2O H2OZn OH 2 2Ag 下列叙述正确的是 A 电流由锌经外电路流向氧化银B 锌是阴极 氧化银是阳极C 锌是负极 氧化银是正极D 工作时 负极是区溶液PH值减小 正极PH值增大E 溶液中OH 向正极移动 K H 向负极移动 CD 4 铅蓄电池 Pb PbO2 2H2SO42PbSO4 2H2O 负极的电极反应式 Pb SO42 2e PbSO4 PH值 不变 正极的电极反应式 PbO2 4H SO42 2e PbSO4 2H2O PH值 增大 例 实验室用铅蓄电池作电源电解饱和食盐水制Cl2 已知电池总反应为 Pb PbO2 2H2SO42PbSO4 2H2O 今若制得Cl20 050mol 这时电池内消耗的H2SO4的物质的量至少是 A0 025molB0 050molC0 10molD0 20mol C 5 铁镍蓄电池 Fe NiO2 2H20Fe OH 2 NiOH 2 负极的电极反应式 Fe 2e 2OH Fe OH 2 PH值 减小 正极的电极反应式 NiO2 2H2O 2e Ni OH 2 2OH PH值 增大 6 镉 镍可充电电池 Cd 2NiO OH 2H2OCd OH 2 2Ni OH 2 负极的电极反应式 Cd 2e 2OH CdOH 2 7 原电池原理的应用 1 通过原电池的正负极可以比较两种金属还原性的强弱 例 有A B两种金属 分别与盐酸反应 产 正极的电极反应式 2NiO OH 2H2O 2e 2Ni OH 2 2OH 生H2的速度相近 试设计一个实验证明A B两种金属的活动性 将A B两种金属用导线连接 插入稀盐酸中 形成原电池 若A极溶解或B极上有气泡 则A为负极 A比B活泼 2 比较反应速度 例1 试分析粗锌与稀硫酸反应比用纯锌反应速度快的原因 例2 Cu放入稀H2SO4中不溶解 再加入Ag2SO4或NaNO3 均见溶液变蓝 其原因是什么 解 Cu 2Ag Cu2 2Ag Ag附在Cu上形 成Cu Ag原电池 溶液变蓝 加入NaNO3则溶液中有HNO3 3Cu 8HNO3 3Cu NO3 2 2NO 4H2O故Cu片也溶解 溶液仍呈蓝色 3 比较金属腐蚀的快慢 在电解质溶液中相互接触的两种金属 负极金属被腐蚀 若两种金属活性差越大 那么负极腐蚀越快 电解原理引起的腐蚀 原电池引起的腐蚀 化学腐蚀 有防腐措施的腐蚀 4 防护金属 例1 98上海 以下现象与电化腐蚀无关的是 D A 黄铜 铜锌合金 制作的铜锣不易产生铜绿B 生铁比软铁芯 几乎是纯铁 容易生锈C 铁质器件附有铜质配件 在接触处易生铁锈D 银质奖牌久置后表面变暗 例2 2000上海 随着人们生活质量的不断提高 废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程 其首要原因是 A A 利用电池外壳的金属材料B B 防止电池中汞 镉和铅等重金属离子对土壤和水源的污染C C 不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品D 回收其中石墨电极 B 5 设计新型电池 例1 将铂丝插入KOH溶液作电极 然后向两个电极上分别通入甲烷和氧气 可以形成一个原电池 由于发生的反应类似于甲烷的燃烧 所以称为燃料电池 根据两个电极反应的实质判断 负极的电极反应式 CH4 10OH 8e CO32 7H2O 正极的电极反应式 2O2 4H2O 8e 8OH 总反应 CH4 2O2 2KOH K2CO3 3H2O 电池工作时溶液PH值将变 小 例2 银器皿日久表面逐渐变黑 这是由于生成硫化银 有人设计用原电池原理加以除去 其处理方法为 将一定浓度的食盐溶液 放入一铝制容器中 再将变黑的银器浸入溶液中 放置一段时间后 黑色会褪去而银不会损失 试回答 在此原电池反应中 负极发生的反应为 正极发生的反应为 反应过程中产生臭鸡蛋味的气体 原电池总反应方程式为 2Al 6e 2Al3 3Ag2S 6e 6Ag 3S2 2Al 3Ag2S 6H2O 2Al OH 3 6Ag 3H2S 例3 利用Zn Hg2 Zn2 Hg 设计一个锌 汞电池 画出装置图 并指明电极材料和电解质溶液 写出电极反应方程式 正极 C Hg2 2e Hg 负极 Zn Zn 2e Zn2 练习 1 熔融盐燃料电池具有高的发电效率 因而受到重视 可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混和物作电解质 CO为阳极燃气 空气与CO2的混和气为阴极助燃气 制得在6500C下工作的燃料电池 完成有关的电池反应式 阳极反应式 2CO 2CO32 4CO2 4e 阴极反应式 总电池反应 O2 CO2 4e 2CO32 2CO O2 2CO2 2 常用的干电池是锌板围成的圆筒作负极 石黑粉和MnO2包围在碳棒的周围并压成圆筒形作正极 内充糊状ZnCl2 NH4Cl 工作时某一阳离子在正极放电产生两种气体 则干电池工作时电极反应式为 负极 正极 Zn 2e Zn2 2NH4 2e 2NH3 H2 3 医学常识告诉我们 较多的铝被人体吸收 容易引起老年性痴呆症等疾病 炒菜时 铁锅配铝铲 好不好 请说明主要原因 不好 形成铝 电解质溶液 铁原电池 负极溶解 使较多的铝离子进入人体吸收 指点 任何一个氧化还原反应从理论上都可以设计成一个原电池 从原电池的形成条件 首先找出正 负极和电解质溶液 而原电池的负极在通常条件下 必须能与电解质溶液自动发生氧化还原反应 这一点正是设计高效的原电池是否成功的关键