1、第三节 化学能转化为电能原电池 学习目标 1、以铜锌 为例，从分析氧化还原反应的实质入手，领会原电池的工作原理。 2、通过电子的得失很容易书写电极反应和电池反应。 3、认识金属腐蚀的危害，通过试验探究防止金属腐蚀的措施。 4、体验化学能与电能相互转化的探究过程的实际意义及重要应用。 一、原电池原理 1、原电池形成的条件 （1）两个活泼性 的电极，二者 （如相互接触）或 相 连，插入 中。 （2）形成 回路。 （3）总反应为能自发发生的 反应。 2、正极、负极的判断 3、电极反应式的书写和电荷移动方向 （1）电极反应式的书写 负极： ，电极反应式： 。 正极： ，电极反应式： 。 电池反应： 。
2、 （2）电荷移动方向 电子由 释放，经 沿导线流入 ，电解质溶 液中的 移向正极，在其表面得电子被 ；活泼负极失电子，形成一 个闭合回路。 二、金属的腐蚀 1、概念 金属与周围的空气或液体物质发生 反应面引起损耗的现象。 2、分类 一般分为 腐蚀和 腐蚀两种。 3、电化学腐蚀 （1）概念： 的金属暴露在潮湿的空气中或跟 接触时，由 于形成 而发生腐蚀。 （2）分类 析氢腐蚀： 在金属外面的水膜呈 性时发生析氢腐蚀。 负极反应： 。 正极反应： 。 电池反应： 。 吸氧腐蚀 在金属外面的水膜 很弱或呈 ，溶解一定量 时发生吸氧 腐蚀。 负极反应： 。 正极反应： 电池反应： 。 三、金属的防护
3、1、改变金属的内部结构，使其成为耐腐蚀金属，如制成合金、 等 2、加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电 镀、喷镀或表面钝化等方法。 3、电化学 防护 （1）牺牲阳极保护法 原理 （阴极）：被保护的金属设备 （阳极）：比较保护的金属活泼的金属 （2）外加电流阴极保护法 原理 ；被保护的金属设备 ；惰性电极 例题 1、下列叙述是小明做完铜、锌原电池的实验后得出的结论和认识，你认为正确的是 A、构成原电池正极和负极的材料 必须是两种金属 B、由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极 C、电子沿外导线由锌流向铜，通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气 D、铜锌原
4、电池工作时，若有 13 克锌被溶解，电路中就有 0.4mol 电子通过 解析：两种活泼性不同的金属与电解质溶液能够组成原电池，但不能因此说构成原电 池电极的材料一定都是金属，例如锌和石墨电极 也能跟电解质溶液组成原电池。在原电池 中，活泼金属中的电子流向不活泼的电极，因此活泼金属 是负极。但电子不能通过电解质 溶液，应该是氢离子在铜极上得到由锌沿外导线转移过来的电子。铜锌原电池工作时，锌 负极失电子，电极反应为 Zn2e Zn2+, 1molZn 失去 2mol 电子，0.2mol 锌（质量为 13g）被溶解，电路中有 0.4mol 电子通过。故选 D。 答案：D 例题 2、如图所示是可用于测
5、量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中 A、B 是两块纯铜片，插在 CuSO4 稀溶液中，铜片与引出导线相连，引 出端分别为 X、Y。 （1）当以 I=0.21A 的电流电解 60min 后，测得铜片 A 的质量增 加 了 0.25g，则右图装置中的 X 端应与直流电的 极相连，它是电解池的 极。 （2）电解后铜片 B 的质量 。 （填“增加” 、 “减少”或“不变” ） （3）列式计算实验测得的阿伏加德罗常数 NA。 （已知电子电量 e=1.610-19C） 解析：本题把化学电解原理与物理电学知识有机综合起来，较好地考查了理化学科综 合能力，充分反应理综卷试题综合特点及组合试卷优势。 答案：（1
6、）负 阴 （2）减少 （3）6.0210 23 例题 3、以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ） A、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B、生铁比软铁心（几乎是纯铁）容易生锈 C、铁质 器件附有铜质配件，在接触处易生成铁锈 D、银质奖牌长期放置后在其奖牌的表面变暗 解析： A 黄铜（铜锌合金）若发生电化学腐蚀时，被腐蚀的金属应是金属性较活泼的 锌而不是铜，B 生铁中含较多的碳，比软铁心（几乎是纯铁）在电解质作 用下更容易形成 原电池，也更容易生锈。C 铁质器件附有铜配件时，在接触电解质溶液时，铁是原电池的 负极，易被腐蚀生成铁锈。D 银质奖牌久置后可能与氧气或硫氧化成银的化合物而使其表 面变
7、暗，这是化学腐蚀，与电 化学腐蚀无关。 【当堂检测】 1、下列各变化中属于原电池反应的是（ ） A、在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B、镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C、红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层 D、浓 HNO3 比稀 HNO3 更能氧化金属铜 2、在用 Zn、Cu 片和稀 H2SO4 组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法 中正确的是（ ） A、锌片是正极，铜片上有气泡产生 B、电流方向是从锌片流向铜片 C、溶液中 H2SO4 的物质的量减小 D、电解液的 pH 保持不变 3、下列四个装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是（ ） 4、根据下列
8、事实：X+Y 2+ X2+Y Z+2H 2O = Z(OH)2+H2 Z 2+氧化性比 X2+弱 由 Y、W 电极组成的原电池， 电极反应为 W2+2e - W、Y-2e - Y2+，可知 X、Y、Z、W 的还原性由强到弱的顺 序是 A、XZYW B、ZWXY C、ZYXW D、ZXYW 5、有人设计铂和锌为电极材料，埋入人体作某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它 依靠人体血液中有一定浓度的 O2 和 H2O 进行工作。 （1）正极材料是 ，电极反应为 。 （2）负极材料是 ，电极反应为 。 当堂检测答案：1、B 2、C 3、CD 4、D 5、铂 O2+2H2O+4e4OH 锌 ZnZn 2+2e
