高中化学选修4原电池.ppt

2001年我国发电总量构成 讨 论： 分析Ｐ40图2—8，谈谈火力发电的工作原理，并指出其利与弊； 思考： 铝-空气-海水电池 甲烷-氧燃料电池 小结: 电极: Zn为负极，Ag2O为正极 电解液: KOH溶液 电极反应式: 负极: Zn + 2OH- -2e- ＝ Zn(OH)2 正极: Ag2O + H2O + 2e- ＝2Ag + 2OH- 总反应式: Zn + Ag2O + H2O ＝ 2Ag + Zn(OH)2 拓展创新 银锌电池 Ⅲ.高能电池(银锌电池、锂电池) 电极: Pt制作的惰性电极 电解质溶液: KOH溶液 负极: 2H2 - 4e- + 4OH- ＝4H2O 正极: O2 + 2H2O + 4e- ＝4OH- 总反应：2H2+ O2＝2H2O 拓展创新 氢氧燃料电池 若为酸性介质，试写出电极反应式？ 思考: 负极：2H2 - 4e- ＝ 4H+ 正极: O2+ 4H+ + 4e- ＝ 2H2O Ⅳ.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/ 煤气电池/海水-空气电池) Ⅳ.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/ 煤气电池/铝-海水-空气电池) 1991年，我国首创，用作海上标志灯。以海水为电解液，靠空气中的氧使铝不断氧化而产电流。 负极： 正极： 电池总反应式为：4A1+3O2+6H2O＝4A1(OH)3 这种海水电池比“干电池”的能量高20～50倍。 4A1-12e- ＝ 4A13+ 3O2+6H2O+12e- ＝12OH- 该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极，又在两极 上分别通甲烷和氧气: 负极： 正极： 电池总反应式为： Ⅳ.新型燃料电池(氢氧燃料电池/甲烷电池/ 煤气电池/海水-空气电池) 2O2 + 4H2O + 8e- ＝ 8OH- CH4 + 10OH- - 8e- ＝ CO32- + 7H2O CH4+2O2+2KOH ＝K2CO3+3H2O ①燃料电池的能量转化率很高，氢氧燃料电池 除能量转化率 高外还可持续使用，不污染环境。 ②一般的可燃物均可与O2组成燃料电池，如H2、CO、CH4、乙醇等。 ③燃料电池一般以碱性介质作电解液，也可用酸性介质作电 解液，二者电极上应式是有区别的。如甲烷-氧燃料电池在酸性介质中的电极反应为： 负极： 正极： 总反应式为： CH4 + 2H2O - 8e- ＝CO2 + 8H+ 2O2 + 8H+ + 8e- ＝ 4H2O CH4 + 2O2 ＝ CO2+2H2O 五.金属的腐蚀和防护 (1)判断下列装置是否为原电池？若是， 指出电极名称并写出电极反应式。 (2)若将Fe棒C棒粉碎掺在一起制成一光亮的Fe－C合金棒，插在HCl里，则是否构成了原电池？若是，电极反应是什么？长期放置，铁棒表面会有什么变化？ (4)钢铁腐蚀的本质是什么？什么是钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀？为什么常以后者为主？ (5)生产上常采取哪些金属防腐措施？ (3)钢铁及其制品通常为含碳的铁合金，若在潮湿的环境里或浓度较大的环境里长期放置，常易生锈变红，原因是什么？ 钢铁表面形成的微小原电池示意图 钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图 知识总结 1、 2、 金属阳离子 失e- 氧化反应 金属腐蚀的类型 化学腐蚀 电化腐蚀 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 （常见普遍） ㈠. 金属腐蚀 金属原子 金属腐蚀的本质： 3、 金属腐蚀： 是指金属或合金跟接触的气体或液体发生化学反应（氧化—还原）而腐蚀损耗的过程。 4.钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较 Fe2O3 · nH2O （铁锈） 通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。 析氢腐蚀 吸氧腐蚀 条件 水膜呈酸性。 水膜呈中性或酸性很弱。 CO2+H2OH2CO3  H++HCO 3- 电极反应 负极Fe(- ) Fe-2e=Fe2+ 2Fe-4e=2Fe2+ 正极C(+) 2H++2e=H2↑ O2+2H2O+4e=4OH- 总反应: Fe+2H+=Fe2+↑ 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 联系 ㈡ 钢铁腐蚀的防护： 例6： 改变金属的内部组织结构：如将Cr、Ni等金属加进钢里制成合金钢。 ⒈ A. C. 铜的金属活动性比氢小，因此不宜被氧化； B. D. 它们的表面都电镀上了一层耐腐蚀的黄金； 2000年5月，保利集团在香港拍卖会上花费3000多万港币购回在火烧圆明园时流失的国宝：铜铸的牛首、猴首和虎首，普通铜器时间稍久容易出现铜绿，其主要成分是[Cu2(OH)2CO3]这三件1760年铜铸的