【化学反应原理】第3节 原电池(3)

铅蓄电池是一种典型的可充电电池，电池总反应式为
Pb + PbO2 + 4 H+ +2SO42-
则下列说法正确的是
PbSO4 + 2 H2O
（D）
A．放电时，电流方向由B过M到A
+-
B．充电时，铅蓄电池的正极应与充电 器电源的负极相连
C．放电时，正极反应是 Pb － 2e - ＋ SO42- == PbSO4
_ ++
_ 阴极
阳极
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的由快到慢规律如下：
电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学
（作为电解池阳极） ＞ （作为原电池负极）
＞
腐蚀＞应用原电池保护措施的腐蚀>应用电解池原理保
（作为原电池正极）
＞ （作为电解池阴极）
护措施的腐蚀
金属的腐蚀与防护
1、如图, 水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：
（1）若液面上升，则溶液呈 中性或弱酸 性，发生
吸氧 腐蚀,电极反应式为：负极：Fe–2e-→Fe2+ , 正极： O2+2H2O+4e-→4OH－
（2）若液面下降，则溶液呈 酸 性，发生 析氢 腐蚀，电极反应式为：
负极：
Fe–2e-→Fe2+
正极：2H++2e-→H2↑ 。
练习
下列事实不能用电化学原理解释的是（ A ）
D．充电时，阳极反应是： PbSO4 － 2e - ＋2 H2O == PbO2 ＋ SO42- ＋ 4 H+
3、铅蓄电池的工作原理为：Pb+PbO2+2H2SO4＝
C 2PbSO4+2H2O，研读右图，下列判断不正确的是
A．K闭合时，d电极反应式： 2PbSO4+2H2O－2e－= PbO2+4H++SO42－ B．当电路中转移0.2mol电子时，I中消耗的H2SO4为 0.2 mol C．K闭合时，II中SO42－向c电极迁移 D．K闭合一段时间后，II可单独作为原电池，d电极 为正极
阴极电保法——电解原理
原理 ：将被保护金属与另一附加电极作为电解池的两
个极，使被保护的金属作为阴极，在外加直流 电的作用下使阴极得到保护。此法主要用于防 止土壤、海水及水中金属设备的腐蚀。
阴极
阳极
废铁
金属的腐蚀与防护
练.下列各情况，在其中Fe片腐蚀由快到慢的顺序是
(5) (2) (1) (3) (4)
正极
总：2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
后续反应： 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
右图装置中，U型管内为红墨水，a、b试管内分 别盛有食盐水和氯化铵（呈酸性）溶液，各加入 生铁块，放置一段时间。下列有关描述错误的是
A．生铁块中的碳是原电池的正极
C.该燃料电池的总反应方程式为：2H2+O2=2H2O
D.用该电池电解CuCl2溶液，产生2.24 L Cl2(标准状 况)时，有0.1 mol电子转移
2)甲烷燃料电池 思：试写甲醇燃料电池正负极反应式？ +2CO32-
6、某合作学习小组的同学利用下列氧化还原反应设 计原电池： 2KMnO4+10FeSO4+8H2SO4═2MnSO4+5Fe2（SO4） 3+K2SO4+8H2O盐桥中装有饱和K2SO4溶液. （1）发生氧化反应的烧杯是____（填“甲”或“乙 ”）（2）外电路的电流方向为：从____到____（填 “a”或“b”） （3）电池工作时，盐桥中的SO42-移向____（填“甲 ”或“乙”）烧杯．
金属的电化学防护
牺牲阳极保护法——原电池原理
航海的船 只的船底 四周镶嵌 锌块（白 色）
用牺牲锌块的方法来保护船身，锌块必须定期更换
金属的电化学防护
牺牲阳极保护法——原电池原理
原理 ：
形成原电池反应时，让被保护金属 做正极，不反应，起到保护作用；而更 活泼金属作负极反应，受到腐蚀。
金属的电化学防护
钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀Байду номын сангаас
条
水膜呈酸性。
件
吸氧腐蚀 水膜呈中性或酸性很弱。
负极Fe(- ) Fe-2e=Fe2+
电 极 反
正极C(+) 总反应:
2H++ 2e－ = H2↑
应
Fe + 2 H+ ==
Fe2+ +H2↑
Fe-2e=Fe2+
O2+2H2O+4e=4OH2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3
（4）甲烧杯中溶液的pH逐渐______________（填 “减小”或“增大”）
（5）甲烧杯中发生的电极反应为
生活中处处可见金属腐蚀现象
船体和铁链
摩托车
金属的腐蚀与防护
1.金属腐蚀： 金属表面与周围的物质发生化学反应或因电化学 作用而遭到破坏，称为金属腐蚀。
金属腐蚀的本质：
金属原子 失e- 金属阳离子
D
B．a试管中发生了吸氧腐蚀，b试管中发生了析
氢腐蚀
C．两试管中相同的电极反应式是：
Fe－2e－＝Fe2+
D．红墨水柱两边的液面变为左低右高
金属的防护方法
思考：根据金属腐蚀的原理，你能想出什么防止金 属腐蚀的方法？
2. 金属的防护
改变金属内部的组织结构，制成合金 （如不锈钢）
在金属表面覆盖保护层
A 铝片不需要特殊的保护方法。 B 炒过菜的铁锅未清洗易生锈。 C 轮船水线以下的船壳上镶有一定数量的锌。 D 镀锌铁比镀锡铁耐腐蚀。
练习
等质量的两份锌 粉a、b，分别加 入过量的稀 H2SO4，同时向a 中加入少量的 CuSO4溶液，下 列图表示产生H2 的体积（V）与 时间（t）的关系， 其中正确的是： （ ）D
被氧化
M -ne - Mn+
金属的腐蚀与防护
金属腐蚀的类型：
1）化学腐蚀：金属与氧化剂直接接触而被腐蚀
举例：铜在高温下被空气中氧气氧化而变黑； 做饭用的铁锅天长日久越用越薄等
2）电化学腐蚀 （常见普遍）
当两种金属相接触且又同时暴露在潮湿的空气里或与电 解质溶液接触时，由于形成原电池而发生腐蚀，这种腐 蚀就是电化学腐蚀。
如喷油漆、涂油、电镀等
电化学保护法，即将金属作为原电池的 正极或电解池的阴极而受到保护
金属的防护方法
覆盖保护层
衣架和电线的外面包上 某些工具的“机械转动部位”选
一层塑料层
用油脂来防锈，为什么不能用油
生活中常见的一些防护措施
自行车的钢圈和车铃是在钢上镀 健身器材刷上油一漆层以既防耐锈腐蚀又耐磨的Cr
钢铁的电化学腐蚀
析氢腐蚀：
条件：水膜呈酸性。
负极： Fe - 2e- → Fe2+ 正极： 2H++ 2e- →H2 ↑
总：Fe + 2 H+ == Fe2+ +H2↑
H2 O
负极
钢铁的电化学腐蚀
吸氧腐蚀：
条件：水膜呈中性或酸性很弱
负极： F负e极- 2e- → Fe2+
正极
正极：O2 + 2H2O + 4e- → 4OH-
作业
• 名校学案P21-23 (二) 拓展提高 • 书P32 本章自我评测
小结：化学腐蚀与电化学腐蚀
化学腐蚀
电化学腐蚀
金属跟周围物质（气体或溶 不纯金属或合金跟电
条件 液）直接接触被氧化
解质溶液接触
现象
无电流产生
有微弱电流产生
本质
金属被氧化
较活泼金属被氧化
联系 两者往往同时发生，电化学腐蚀更普遍
4、燃料电池
1）氢氧燃料电池 总反应：
酸性环境
负极：H2-2e- == 2H+
碱性环境 负极：H2-2e- +2OH- ==2H2O
据报道，我国拥有完全自主产权的氢氧燃料电池车 将在北京奥运会期间为运动员提供服务。某种氢氧 燃料电池的电解液为KOH溶液，下列有关该电池的 叙述不正确的是 D
A.正极反应式为：O2+2H2O+4e－=4OH－ B.工作一段时间后，电解液中KOH的物质的量不变
知识回顾：
碱性电池具有容量大、放电电流大的特点，因而得 到广泛应用。锌—锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电 解液，电池总反应式为： B Zn(s)+2MnO2(s)+H2O(l)==Zn(OH)2(s)+Mn2O3(s) 下列说法错误的是 A．电池工作时，锌失去电子 B．电池正极的电极反应式为： 2MnO2(s)+H2O(l)-2e- = Mn2O3(s)+2OH- (aq) C．电池工作时，电子由负极通过外电路流向正极 D．外电路中每通过0.2mol电子，锌的质量理论上 减小6.5g
Fe2O3 ·nH2O （铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
金属的腐蚀与防护
联想.质疑
铁生锈的现象随处可见。你有没有想过，为什么铁在 潮湿的环境中比在干燥的环境中更容易生锈？为什么 当一块铜板上有铁铆钉时，铁铆钉特别容易生锈？