高三第一轮复习之化学能与电能的转化资料

(3)比较化学反应速率
例5 100mL浓度为2mol·L-1的盐酸跟过量的锌片
反应，为加快反应速率，又不影响生成氢气的总量，
可采用的方法是
A．加入适量的6mol·L-1的盐酸
B．加入数滴氯化铜溶液
B
C．加入适量蒸馏水
D．加入适量的氯化钠溶液
(4)制作化学电源
①锌锰干电池
负极 Zn-2e- =Zn2+
一是电流微弱， 用灵敏检流计检测
二是供电时间短暂， 电池的放电效率低
三是锌极板有大量气泡， 干扰铜极板现象的观察
搅动Cu极上的气体能去极化作用
铜片上H+得电子产生H2 ，大量气泡附着在铜片 表面，阻碍了H+在铜片上得到电子，有部分H+ 直该为接原什到电么锌池锌的片片效上上率也得如会到何产电？生子实气产验泡装生？置气存体在。哪些不足？
电池反应 2Fe+O2+2H2O = 2Fe(OH)2 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O
析氢腐蚀 电解质溶液酸性
取两根用稀盐酸除去铁锈的铁钉，其中一根铁 钉上绕细铜丝，使铜丝与铁钉紧密接触。
将两根铁钉分别放入试管中，加入稀盐酸和两 滴铁氰化钾 K3Fe(CN)6 溶液
现象：绕铜丝的铁钉有细小气泡，先产生蓝色沉淀
负极(Fe) Fe - 2e- = Fe2+
正极(C) 2H++2e- =H2↑ Fe2+ +2OH- =Fe(OH)2(溶液酸性减弱) 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 2Fe(OH)3=Fe2O3·nH2O+(3-n)H2O
②金属的防护
③纽扣电池
例6.科学工作者为心脏病人设计的心脏起搏
器的电池是以Pt和Zn为电极材料，依靠人
体内液体中含有一定浓度的溶解氧、H+和
Zn2+进行工作。回答下列问题。
（1）正极材料是 Pt
锌片的电子不能顺畅地输送到铜片上， 原电池放电变迟钝——电池的极化作用
克服了锌极板有大量气泡的现象，减少极化作用 盐桥能说明内电路中离子的迁移 电流密度依然较小，不足以使小灯泡发亮
去极化剂：如KMnO4、K2Cr2O7和H2O2等氧化剂
2.原电池中正负极的判断
①负极材料若参与反应,则能与电解质溶液反应
改变金属内部结构(不锈钢，Cr)
加保护层(油漆、电镀等)
电化学保护法
如:铁上连锌片——白铁 牺牲“阳极”的“阴极”保护法
外加电源阴极保护法(被保护金属为阴极)
（2）确定金属活动性顺序
例4（上海高考化学题） 有A、B、C、D四种金属,将A与B用导线联结起 来,浸入电解质溶液中,B不易被腐蚀;将A、D 分别投入到等浓度的盐酸中,D比A反应剧烈; 将铜浸入B的盐溶液中无明显变化;将铜浸入C 的盐溶液中,有金属C析出。据此可推知它们 的金属活动性由强到弱的顺序为 B A．D＞C＞A＞B B．D＞A＞B＞C C．D＞B＞A＞C D．B＞A＞D＞C
钢铁的腐蚀负极：Fe – 2e_ = Fe2+
吸氧腐蚀 ——正 析氢腐蚀 极—:—O2正+极2H:22HO+++4e2_=e_4=OHH_2
吸氧腐蚀(更广泛) 电解质溶液中性或弱碱性
取铁片，用砂纸擦去铁锈，在铁片上滴一滴含酚酞 的食盐水，静置1～2min，观察现象
溶液wenku.baidu.com红，铁表面逐渐出现红色铁锈
负极(Fe) 2Fe - 4e- = 2Fe2+ 正极(C) O2+2H2O+4e-=4OH-
④电解质溶液：熔融O2-
甲烷-空气燃料电池
①电解质溶液：酸性
负极：CH4+2H2O-8e- =CO2+8H+ 正极：2O2+ 8H+ + 8e- =4H2O 总反应式：CH4+2O2=CO2+2H2O
②电解质溶液：碱性溶液
负极：CH4+10OH--8e- =CO32- +7H2O 正极：2O2+4H2O+8e- =8OH-
②电解质溶液：KOH溶液(碱性)— 有效地防止电解质
负极(碳棒)：2H2+4OH--4e- =4H2O 溶液对外壳的腐蚀 正极(碳棒)：O2+2H2O+4e- =4OH -
③电解质溶液：Na2SO4 溶液(中性)
负极(碳棒)：2H2 - 4e-=4H+ 正极(碳棒)：O2+ 2H2O +4e- =4OH -
负极——电子流出的一极
e-
(失电子,发生氧化反应) 2H2
正极——电子流入的一极 （得电子，发生还原反应）O2
②负极材料若不参与反应
氢氧燃料电池：2H2+O2=2H2O
氢氧燃料电池的制作
1.电极(碳棒)的处理
A
B 将碳棒用酒精喷灯灼烧2～3min，
立即投到冷水中，反复操作3～5次
KNO3
使碳棒表面粗糙多孔 2.电解KNO3溶液
正极 2NH4++2e- =2NH3↑ + H2↑ 总反应 2NH4++ Zn
②=铅2N蓄H电3↑池+Zn2++H2↑
负极 Pb + SO42- -2e- = PbSO4 总 2正=P反Pb极bS应SOPObP4+4Ob+2O22H+2H+42O2HPOb+++S2OH422放 充S-+O电 电24e=-
一.原电池 :将化学能转化成电能的装置
1.构成原电池的条件
两种不同电极 较不活泼金属或石墨等(正极)
较活泼金属(负极)
电解质溶液
阳离子→正极 阴离子→负极
形成闭合回路
盐桥——连接内电路，形成闭合回路
保持两边溶液电中性
有饱和KCl、KNO3溶液的琼脂
《实验化学》P62-64原电
铜锌原电池——丹尼尔电池
总反应式：CH4+2O2+2OH- =CO32- +3H2O ③电解质溶液：熔融碳酸盐 负极：CH4+4CO32--8e- =5CO2+2H2O 正极：2O2+4CO2 +8e- =4CO32-
总反应式：CH4+2O2=CO2+2H2O
3.原电池的应用
（1）金属的腐蚀和防护
①金属腐蚀
化学腐蚀——金属直接被O2或Cl2等氧化 电化学腐蚀
将碳棒插入KNO3溶液,与6V直流电源连接,电解约 20使s 碳棒表面吸附A(O2) 、 B(H2)
3.切断电源，将两碳棒分别连接集成音乐电路
（A与集成电路的正极相连）
A(O2) - B(H2)、KNO3 组成氢氧燃料电
氢氧燃料电池
①电解质溶液：H2SO4 溶液(酸性)
负极(碳棒)：2H2-4e-=4H+ 正极(碳棒)：O2+4H++4e- =2H2O 总反应式：2H2+O2=2H2O