实验化学 专题5 电化学问题研究课题1 原电池实验的探究 一、原电池原理1、原电池是 的装置。原电池反应的本质是_反应。将化学能转化为电能氧化还原2.构成原电池的条件：有两个电极电解质溶液 形成闭合回路自发的氧化还原反应CuZnA 稀H2SO4(4)电子、离子如何移动?(1)现象?(2)正负极?(3)电极反应式和电池总反应式?(5)与Zn和稀硫酸直接反应相比有何区别？、原电池原理(3)ZnCuCuSO4 (aq) ZnSO4 (aq)A 如何让下面的装置形成原电池?盐 桥装有KCl饱和溶液的琼脂,离子 在盐桥中能移动盐桥盐桥的作用？（1）使整个装置构成通路，代替两溶液直接接触。（2）平衡电荷。若电解质溶液与KCl溶液反应产生沉淀， 可用NH4NO3代替KCl作盐桥。丹尼尔电池一、原电池比较所学原电池装置，探讨原电池装置设计要求化学能转变为电能的装置主要缺点：锌极板 有大量气泡，干扰铜极板现象 的观察。一、原电池比较所学原电池装置，探讨原电池装置设计要求优点：克服了锌极 板有铜析出的现象 ；盐桥能说明内电 路中离子的迁移 缺点：电流密 度依然较小， 不足以使小灯 泡发亮 总结：原电池装置设计要求提高电池的放电效率；增大电池的电流密度，延长电池的工作时间，。1、影响电池的电流密度的大小的因素：电极的表面积、极间距、介质等 2、影响电池放电效率、放电时间的因素：电池的极化作用弊端：极化作用会使电极的放电反应变得迟钝，充电变得困难，影响电池的工作时间。措施：加入去极化剂（如高锰酸钾、重铬酸钾和过氧化氢等氧化剂），可有效降低了电极的极化作 用，提高了电池的放电效率。为此设计了如下图的实验装置。检索咨询铜锌原电池图5-2 Zn - Cu原电池示意图练习1 （1）若烧杯中溶液为稀硫酸，则 观察到的现象。两极反应式为：正极 ；负极 。该装置将 能转化为 能。 （2）若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液， 则负极为 ， 总反应方程为 。镁逐渐溶解，铝极上有气泡冒出， 电流表指针发生偏转；Al-3e-+4OH-=AlO2-+2H2OMg2e-=Mg2+化学能电能2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H22H+2e-=H2已知爱迪生蓄电池在碱性条件下的电池反应式为： Fe+NiO2+2H2O Fe(OH)2+Ni(OH)2 试写出 放电时的正、负极,充电时的阴、阳极的电极反应 式。 放电时： 负极： 正极：充电时： 阴极： 阳极：Fe-2e+2OH-= Fe(OH)2 NiO2+2e+2H2O= Ni(OH)2+2OH-Fe(OH)2+2e= Fe+2OH- Ni(OH)2+2OH-2e= NiO2+2H2O3、请根据氧化还原反应 :Cu +2 Fe3+ = Cu2+ + 2Fe2+设计成原电池。不使用盐桥 使用盐桥二、燃料电池1、氢氧燃料电池电解质溶液 为稀硫酸电解质溶液 为硫酸钠溶液电极反应式？练习1：氢气是燃料电池最简单的燃料，虽然使 用方便，却受到价格和来源的限制。常用的燃料 往往是某些碳氢化合物，如：甲烷、汽油等。请 写出将图中氢气换成甲烷时所构成的甲烷燃料电 池中a极的电极反应式： ，此时电池内总的反应式。KOH溶液CH4O2H2Oa bCH4+10OH- - 8e-=CO32- +7H2OCH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O练习2、熔融盐燃料电池具有高的发电效率, 因而受到重视.可用Li2CO3和Na2CO3的熔融 盐混合物用电解质,CO为阳极燃气,空气与 CO2的混合气为阴极助燃气,制得在6500下 工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:负极反应式: ,正极反应式:O2+2CO2+4e=2CO32-总电池反式: .2CO+2CO32-4e- =4CO22CO+O2=2CO2三 、金属的电化学腐蚀钢铁表面形成了许多微小原电池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。水膜呈中性或碱性很弱。电极反应负极Fe(-)Fe-2e=Fe2+2Fe-4e=2Fe2+正极 C(+)2H+2e-=H2O2+2H2O+4e=4OH-总反应:Fe + 2 H2O = Fe(OH)2+ H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2 4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3四、金属的防护方法改变金属内部结构覆盖保护层电化学保护法 外加电源的阴极保护法牺牲阳极的阴极保护法1、金属腐蚀快慢的判断电解池的阳极 原电池的负极 化学腐蚀 原电池的正极 电解池的阴极2、金属的防护方法练习下列叙述正确的是 A原电池中阳离子向负极移动 B原电池的负极发生氧化反应 C马口铁(镀锡)的表面一旦破损，铁腐蚀加快 D白铁(镀锌)的表面一旦破损，铁腐蚀加快B、C新型高能电池钠硫电池以熔融的钠、硫为电极 ，以钠离子导电的陶瓷为固体电解质。该电池放 电时为原电池，充电时为电解池，反应原理为： 2Na+xS Na2Sx 。放电时S发生 反应，Na作 极。充电时Na所在电极与直流电源 极相连。充电时阳极电极反应式为 ，放电时负极电极反应式为 。若此电池用来电解饱和NaCl溶液，当阳极产 生11.2L（标准状况）气体时，消耗金属钠 g正负 负Na e NaSx2- 2e xS23