人教版必修二第二章第二节第二课时：正负极判断及原电池原理运用(共16张PPT)

极材料一般选择不活泼的金属或者石墨、铂等。
例4.请结合组成原电池的条件，将氧化还原反应：Fe + Cu2+ = Cu + Fe2+
设计成一个原电池。 1、电解液： 硫酸铜、氯化铜、硝酸铜等可溶性铜盐溶液。
2、电极材料：正极 铁
，
负极 铜、石墨或比铁不活泼的其他金属
。
3、电极反应式 ：负极: 正极: Cu2+ +2e - = Cu
某同学用Zn和稀H2SO4制H2时，为加快反应速率，加入了大量的CuSO4溶 液，却发现产生H2很慢，为什么？ 解释：加入大量的CuSO4溶液后，生成的Cu附着在Zn片表面，甚至把Zn
包裹，减少了Zn片与溶液的接触面积，从而反应速率减慢。
2.揭示钢铁腐蚀的原因及防止钢铁的腐蚀。
钢铁中含有碳，在潮湿的环境提供电解质溶液，与Fe组成原电池，发生 原电池反应而使钢铁遭到腐蚀
总反应： 2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe(OH)2
随之发生： 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3 ，不稳定的Fe(OH)3失水 变成铁锈(Fe2O3·nH2O),自然条件下钢铁腐蚀以吸氧腐蚀为主。
防止钢铁腐蚀的方法： 方法一：改变金属的内部结构，如不锈钢； 方法二：用有机油、油漆等涂料和陶瓷、塑料等耐腐蚀的非金属材料在钢 铁的表面制造各种材质的保护层； 方法三：在钢铁的表面焊接比Fe更活泼的金属（如Zn），组成原电池后， 使Fe成为原电池的正极而得到保护。
3.判断金属活动性的强弱
例3. X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出， X与Y组成原电池时，Y是电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序
为( C )
Ａ．Ｘ＞Ｙ＞Ｚ
Ｂ．Ｘ＞Ｚ＞Ｙ
Ｃ．Ｙ＞Ｘ＞Ｚ
Ｄ．Ｙ＞Ｚ＞Ｘ
因为X置换出Z,所以金属性Ｘ＞Ｚ 负极的金属较活泼,所以Ｙ＞Ｘ
4.制作化学电源
氧反化应 还反原应
记忆方法：负失氧，正得还
3.根据电子或电流流动方向（外电路）：
电子从负极流出 沿导线 流入正极
电流从正极流出 沿导线 流入负极
4.根据离子的定向移动（内电路）
阳离子向正极移动 阴离子向负极移动
5.由电极现象判断
一般的，负极－－ 牺牲、；溶解
正极－－
。增重、气泡
例1.把a、b、c、d四块金属浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。 若a、b相连时，a为负极；a ＞ b
第2节 化学能与电能
第2课时 原电池正负极判断及原理运用
学习目标
1. 掌握正确判断原电池正负极的方法。 2．利用原电池原理在生产和生活中的运用。
我们的生活离不开电，利用原电池原理设计的装置——电池随处可见:
碱性电池 (常见于遥控器)
锂离子电池 （常见于电脑、手机等）
蓄电池 (常见于汽车、摩托车等)
例2.Mg-Al-NaOH中 Mg 是正极， Al 是负极； Fe-Cu-浓HNO3中 Fe 是正极，Cu 是负极。
我们知道，Al溶于NaOH，而Mg不溶；在常温下，Fe遇浓HNO3钝化，Cu遇浓HNO3 迅速反应,那么上述原电池中，谁做正极、负极呢？是不是活泼性强的金属？
由此可见，活泼性强的金属一定是原电池的负极这个说法是 不正确的 。
察到的现象是( D )
A. 铁圈和银圈左右摇摆不定； B. 保持平衡状态； C. 铁圈向下倾斜； D. 银圈向下倾斜；
解析：上述装置构成了以Fe为负极，Ag为正极，CuSO4为电解质溶液的原电池， Fe失电 子变成 Fe2+进入溶液，铁圈质量减轻；溶液中的Cu2+在银圈上得电子变成铜单质在银圈 上析出，银圈质量增重。
钢铁的析氢腐蚀：（当潮湿环境为酸性环境时，析出H2）
负极：Fe – 2e- = Fe2+
正极：2H+ + 2e- = H2↑
总反应： Fe + 2H+ = Fe2+ + H2↑
钢铁的吸氧腐蚀：（当潮湿环境为中性或酸性很弱的环境时,吸收空气中的O2）
负极：2Fe – 4e- = 2Fe2+ 正极：2H2O + O2 + 4e- = 4OH法：把氧化还原反应分解为氧化反应和还原反应两个半反应，从而确定 电极反应，再以电极反应为基础，确定电解质溶液和电极材料。
(1)电解质溶液选择 负极一般能与电解质溶液或电解质溶液中溶解的其他物质发生反应。
(2)电极材料的选择 前提是电极材料必须能导电。负极材料一般选择较活泼的金属；正
电池的电极反接，常见后果是电路中不会有电流产生；对有些可能会导 致供电设备烧毁，元器件严重发热，击穿，严重时甚至会爆燃的现象；同 时电池本身也会因为过度放电出现发热，甚至爆炸。
原电池的正负极正确的判断显得很重要
一、原电池正负极的判断方法
1.由组成原电池的电极材料判断
一般:负极－活泼性强的金属
正极－ 活泼性弱 的金属或 非金属 导体，以及某些金属氧化物
负极一般是活泼性强的金属；但在具体问题判断上需要考虑 电极活泼性和 电解质溶液两个方面。总之谁更容易与电解质溶液的成分反应，谁做 负极 ； 原电池的正极一般起 导电 作用，不 参与反应 ，被 保护 起来。
实验判断方法：装置中接入电流计，用电流计的指针的偏转方向来判断
2.由电极反应类型判断
负极－－ 失电子，发生 正极－－ 得电子，发生
c、d相连时，电流由d到c；c ＞ d a、c相连时，c极产生大量气泡，a ＞ c b、d相连时，溶液中的阳离子向b极移动。d ＞ b 则四种金属的活泼性顺序为： a＞c ＞ d ＞ b 。
例2.如图所示，在铁圈和银圈的焊接处，用一根棉线将其悬在盛水的 烧杯中，使之平衡；小心的向烧杯中央滴入CuSO4溶液，片刻后可观
例1：Fe-Cu-稀H2SO4中 C 是正极， Fe 是负极；Mg-Al-稀H2SO4中 Al 是
正极，Mg
u 是负极；Fe-Cu-稀HNO3中
Cu是正极，
Fe 是负极。
Mg、Al与稀H2SO4均能反应， Fe、Cu与稀HNO3也均能反应，但在上 述两个原电池中，活泼性差的Al和Cu均作为正极没有 参与反应 ，被 保护起 来，只起 导电作用 。
二、原电池原理的运用 1.加快反应速率:（形成原电池反应，反应速率加快）
例3.实验室制H2时，由于锌太纯，反应一般较慢，可滴加 少量 CuSO4 溶液或使用 粗锌 以加快反应速率。
解释：以锌与硫酸反应为例，如果没有形成原电池，Zn变成Zn2＋和溶液 中的H＋变成H2是在同一处发生的，Zn2＋生成会阻碍H＋和Zn单质的接触。 当加入少量CuSO4溶液后，Cu2+被Zn还原为Cu附着在Zn片上，形成铜 锌原电池，然后溶液中的H＋在Cu的表面得到Zn失去的电子，不存在上述 阻碍作用，故反应速率加快。粗锌构成了锌为负极，杂质为正极的原电池。
Fe － 2e - = Fe 2+ . .
例5．由铝、铁、铜、银和硝酸银溶液，可以组成原电池的总数为（ D ）
A．3 种
B．4 种 C．5 种 D．6 种
解析：可以形成铜—铝、铜—铁、银—铜、银—铝、银—铁、铁—铝六 种原电池。