化学能转化为电能——电池

表示为__P_b_＋__P_b_O_2_＋__2_H_2_S_O_4___充放 电电___2_P_b_S_O_4_＋__2_H_2_O。随着 放电反应的进行，硫酸的浓度不断下降，密度不断减
小，人们常常根据___硫__酸__溶__液__的__密__度___的大小来判断
铅蓄电池是否需要充电。 金品质•高追求 我们让你更放心！
1．根据原电池的反应原理，人们设计和生产了多种化 学电源，包括_一__次__电__池_、可充电电池和燃料电池等。可充电 电池也称为__二__次____。可充电电池放电时是一个_原__电__池___， 充电时是一个_电__解__池___。锂电池是一种__高__能____电池。
2．目前常见的一次锌锰干电池分为__酸__性____和 ___碱__性___两种。碱性锌锰池比普通锌锰干电池性能优越，它 单位质量所输出的电能多，能提供较大电流并_连__续__放__电_。碱 性锌锰电池的负极是__Z_n_____，正极是_M__n_O_2___，电解质是 __K_O__H___。其电极反应为：负极： _Z_n_＋__2_O__H_－___Z__n_O_＋__H__2O__＋__2_e_－__，正极： __M_n_O__2＋__2_H__2O__＋__2_e_－____M_n_(_O_H__)_2＋__2_O__H_－，总反应式为： __Z_n_＋__M__n_O_2_＋__H_2_O____M__n_(_O_H__)2_＋__Z_n_O__。
(1)钢铁的析氢腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液 酸性较强时，将发生析氢腐蚀。发生的电极反应为： 负极：______________；正极：______________。
2．原电池反应 失去电子被氧化
3．析氢腐蚀 吸氧腐蚀
(1)Fe
Fe2＋＋2e－ 2H＋＋2e－ H2↑
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三、金属的腐蚀
1．金属腐蚀是指金属表面跟周围接触到的气 体或液体发生化学反应或因________反应而遭到破 坏。金属的腐蚀可分为________与________两种。 化学腐蚀是指金属与其他物质直接触发生________ 而引起的腐蚀。在现实生活中主要的金属腐蚀是 ________。
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注意：(1)原电池反应是建立在自发的氧化还原反 应基础上的。
(2)原电池中失电子的一极为负极，得电子的一极 为正极。一般说来，负极的金属性比正极的金属性强。
(3)原电池中，电极可能与电解质反应，也可能与 电解质不反应。如下图：
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1．原电池
(1)概念：把化学能转化为电能的装置。
(2)实质：利用自发进行的氧化还原反应把化学能转 化为电能。
(3)电池反应：原电池的两个电极反应组成电池的总 反应，这个总反应叫做电池反应。
(4)构成原电池的条件
①两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电 极。
②电极材料均插入电解质溶液中。
③两极相连形成闭合回路。 金品质•高追求 我们让你更放心！
化学能转化为电能——电池
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1780年11月的一天，意大利生物学家伽伐尼教 授正在厨房里做菜，今天他准பைடு நூலகம்做的菜是烩蛙腿— —这是一道传统的波洛尼亚名菜。伽伐尼教授是位 解剖专家，当用铜钩将剥光了皮的青蛙勾住挂在铁 制架子上时，他发现蛙腿抽搐了几下，这使他大为 惊奇，难道青蛙又复活了？1791年伽伐尼发表了一 篇关于蛙腿抽搐的论文，错误地指出：使蛙腿抽搐 的电流来自青蛙本身，并称之为“动物电”。
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◆化学•选修(化学反应原理)•(配鲁科版)◆ 3．铅蓄电池是常见的_二__次__电__池_。它由两组栅状
极板交替排列而成，正极板上覆盖有__P_b_O__2 __，负极 板上覆盖有____P_b___，电解质是_H_2_S_O__4 __。放电时电
极反应：负极：_P_b_＋__S_O_→__P_b_S_O__4_＋__2_e－____，正极： _P_b_O_2_＋__4_H_＋__＋__S_O_＋__2_e_－_______P_b_S_O_4_＋__2_H_2_O____，放电 时总反应式：_P_b_＋__P_b_O__2＋__2_H__2S__O_4_=_2_P_b_S_O_4_＋__2_H__2O__。 铅蓄电池充电时电极反应：阴极：
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(2)钢铁的吸氧腐蚀：当钢铁表面的电解质溶液 ________或呈________并溶有________时，将会发生 吸氧腐蚀。负极反应为：________；正极反应为： ________。总反应的方程式为：______________。生 成的Fe(OH)2在空气中发生变化的化学方程式是： _______________________________________________ _________________________。
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4．氢氧燃料电池正极通入________，负极通入 ________。其电极反应为负极：____________，正极： ____________，总反应：____________。燃料电池的 能量转换效率远高于普通燃料的燃烧的能量转换效率。
氧气 氢气 2H2＋4OH－ 4H2O＋4e－ O2＋2H2O＋4e－ 4OH－ 2H2＋O2=== 2H2O
铜锌原电池装置示意图(Ⅰ) 金品质•高追求 我们让你更放心！
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请观察图Ⅰ、图Ⅱ两个金属片插入溶液后电 流计指针位置的变化，金属电极表面的变化，分 析是否有电流产生，测定溶液温度的变化。
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著名科学家伏特教授通过多次的反复对比实验发现， 在铜制解剖盘里做实验，蛙腿出现抽搐现象，在木板上实 验时蛙腿不再出现抽搐现象了，终于找到了一个重要的事 实：只有用活泼性不同的两种金属同时接触蛙腿时才会产 生抽搐现象，由此伏特得出一个重要的结论，并据此设计 出了世界上第一个将化学能转化为电能的装置——伏打电 池(伏打曾叫它伽伐尼电池)。
注意：防腐效果由好到差的顺序为：外加电 源的阴极电保护法防腐＞牺牲阳极保护法防腐＞有 一般防护条件的防腐＞无防护条件的防腐。
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原电池及原电池工作原理
在金属的表面覆盖保护层 原电池 铁 锌 锡 铁
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2．电化学防腐蚀
(1)牺牲阳极保护法
这种方法通常是在被保护的钢铁设备(如锅炉内 壁、船体外壳等)上装上若干________，作原电池的 ________，不断遭受腐蚀，定期拆换，而作为 ________的钢铁被保护了下来。
所以在铜锌原电池中，铜片的作用：一是形成电 势差，二是导电。不仅铜，任何比锌活泼性差的金属， 都能起到铜的两个作用，在电解质溶液中也都能与锌形 成原电池，还可以用导电的碳棒(石墨)来替代铜片，作 为原电池的正极。
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二、化学电源
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(4)形成闭合回路的方式有多种，可以是导线连 接两个电极，也可以是两电极接触。如下图：
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2．原电池工作原理的实验探究 (1)实验设计如下，按照下列两图所示装置进行实 验：
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3．组成原电池的条件 (1)_活__动__性___不同的两块电极材料(金属和金属或金 属和非金属)； (2)电极均与___电__解__质__溶__液__接触；
(3)两极用导线相连或组成闭合电路； (4)能自发地发生___氧__化__还__原____反应。
酸性很弱 中性 一定量的氧气
Fe
Fe2＋＋2e－ O2＋2H2O＋4e－ 4OH－
2Fe＋O2＋2H2O ===2Fe(OH)2↓4Fe(OH)2＋2H2O＋O2
=== 4Fe(OH)3
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四、金属的防护
1．防止金属锈蚀最常用的方法是________，通过种 种措施使金属与外界隔开，以达到防止金属锈蚀的目的。 常见方式有：涂油脂、油漆或覆盖搪瓷、塑料等；也可以 在表面镀上一层耐腐蚀的金属(锌、锡、铬、镍)或合金， 但是当金属镀层部分损坏时，镀层金属与被保护金属会形 成________，如：表层镀锌的镀锌铁破损后，________为 正极，不腐蚀；________为负极，被腐蚀，可以不断补充 锌，保护铁，延长钢铁的使用期。而表层镀锡的镀锡铁表 层磨损后，________为正极，________为负极，却加快了 钢铁的腐蚀。
电化学(或原电池) 化学腐蚀 电化学腐蚀 氧化还原反应 电化学腐蚀
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2．电化学腐蚀是指不纯的金属或合金发生 ________，使较活泼的金属________而引起的腐蚀。 钢铁在潮湿的空气中生锈就是最典型的电化学腐蚀。
3．钢铁表面的电解质溶液不同，发生的电化学 腐蚀也不同，分为________和________。
(2)阴极电保护法
这种方法是将被保护的钢铁设备(如钢闸门)与外 加直流电源的________极相连作为________极，而将 直流电源的正极接到一些废铁上，使废铁成为 ________极。
(1)锌块 负极 正极 (2)负 阴 阳
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问题：伏特得出的一个重要的结论是什么？
提示：蛙腿的抽搐是两种不同的金属与蛙腿组织液 (电解质溶液)之间相互作用产生的电流刺激造成的。
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一、原电池的工作原理
__P_b_S_O_4_＋__2_e_－_→__P_b_＋__S_O__(还__原__反__应__)__，阳极： _P_b_S_O__4＋__2_H__2O______P_b_O_2_＋__4_H_＋__＋__S_O_＋__2_e_－__(氧__化__反__应__)， 充电时总反应式：2_P_bS_O__4＋__2_H_2O__==_电=_解=_=_P_b_＋_P_b_O_2_＋__2H__2S_O_4。 可见充电过程和放电过程是可逆的，可用一个反应式
1．原电池是将____化__学__能转化为___电_____能的装 置。
2．原电池的工作原理(以铜锌原电池为例进行研
究)：Zn为___负_____极，Cu为___正_____极；负极上发生 ___氧__化___反应，电极反应式为_Z_n_____Z_n_2_＋_＋__2_e_－__，正 极上发生__还__原____反应，电极反应式为 _C__u_2＋__＋__2_e_－___C__u_；电子流出的极是__负______极，电子 流入的极是____正____极；电流方向__从__正__极__流__向__负__极__。 电解质溶液中离子定向移动方向：阳离子→___正__极___， 阴离子→___负__极___。该原电池工作一段时间后，两电极 的质量将会_负__极__质__量__减__小__，__正__极__质__量__增__加___。