第六章专题十二考点2原电池工作原理、金属电化学腐蚀与防护和化学电源
人教版高中化学课件：原电池的工作原理、金属电化学腐蚀与防护和化学电源
1．(2019年1月·广东学考·单选Ⅰ)铜锌原电池的装置 如图所示，下列说法准确的是( )
A．锌电极上发生还原反应 B．铜电极上发生氧化反应 C．锌片和铜片上都有氧气产生 D．原电池工作一段时间后溶液的c(H＋)减小 答案：D
2．(2018年1月·广东学考·单选Ⅰ)某学习兴趣小组根 据原电池的工作原理，组装了以下装置，能形成原电池 的是( )
4．原电池正、负极的判断。 (1)由电极反应判定。 负极：发生______反应；正极：发生_______反应。 (2)由电子或电流的流向判定。 负极：电子__________，电流流入；正极：电子 ________，电流流出。 (3)由两极的相对活泼性判定。 一般来说，相对活泼性较________的金属为负极， 相对活泼性较________的金属为正极。
①锌片溶解了32.5 g ②锌片增重32.5 g ③铜片上析出1 g H2 ④锌片上析出1 mol H2 (2)由铜片、锌片和稀硫酸组成的原电池工作时，电 解质溶液的pH值变________。 答案：(1)1.806×1023 0.5 mol·L－1 ：2H＋＋2e－ ===H2 负极：Zn－2e－===Zn2＋ (2)①③ (3)大
放电 2H2SO4 充电2PbSO4＋2H2O，负极材料是________，正 极材料是________，电解质溶液是________溶液。充电 电池还有镍镉电池、锂离子电池等。
❖ 1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。” ❖ 2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。 ❖ 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 ❖ 4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。 ❖ 5、数学教学要“淡化形式，注重实质.
化学电源和金属腐蚀和防护PPT讲稿
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3.海水电池
我国首先研制出以铝—空气—海水电池为能源的新型航标灯，
只要把灯放入海水中数分钟就会发出耀眼的光线，其能量比普
通干电池高20—50倍。试推测此电池的基本结构：负极材料
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二、金属的腐蚀与防护
金属腐蚀的本质：
金属原子失去电子被氧化为阳离子的过程 。
金属的 化学腐蚀 腐蚀 电化学腐蚀
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
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电化学腐蚀与化学腐蚀的区别与联系
电化学腐蚀
化学腐蚀
条件 不纯金属或合金与 金属与氧化剂直 电解质溶液接触 接接触
4.钮扣电池
Ag—Zn高能电池：由Ag2O、Zn及KOH溶液组成。总反应 为：Zn + Ag2O + H2O ＝ Zn（OH）2 + 2Ag 根据原电池原理可知：Zn做负，Ag2O做正极，电解质溶液为 KOH溶液。负极极失去电子发生氧化反应，则负极反应为：Zn – 2e- ＝ Zn2+,Zn2+进入溶液后又与溶液中的OH-反应Zn2+ + 2OH- ＝ Zn（OH）2。 所以负极反应为：Zn – 2e- + 2OH- ＝ Zn(OH)2 ; 正极为Ag2O得到电子发生还原反应，即Ag2O + 2e- ＝ 2Ag + O2-
现象 有微弱电流产生 无电流产生
本质 较活泼金属被氧化 金属被氧化的过
的过程
程
相互 化学腐蚀与电化学腐蚀往往同时发生， 关系 但电化学腐蚀更普遍，危害更严重
电化学-原电池原理、化学电源、金属防腐
四.原电池应用——化学电源 1、锌-锰干电池(一次电池) 负极（锌筒） ： Zn+2OH--2e-=Zn (OH) 2 正极（石墨） ：
2H2O+2MnO2 + 2e—=2MnO(OH)+2OH-
总反应：
Zn+2H2O+2MnO2= Zn (OH)2 +MnO(OH)
2、铅蓄电池
负极Pb：Pb+ SO42- -2e- = PbSO4 正极PbO2：PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O
小结
在同一电解质溶液中，金属腐蚀的快慢规律如下： 电解原理引起的腐蚀＞原电池原理引起的腐蚀＞化学 腐蚀＞有防腐措施的腐蚀 防腐措施由好到坏的顺序如下： 外接电源的阴极保护法＞牺牲阳极的阴极保护法＞有 一般防腐条件的腐蚀＞无防腐条件的腐蚀
例8.下列装置中的纯锌棒都浸在相同浓度的稀硫 酸中，锌棒腐蚀速度从快到慢的顺序是 A ③④②① B ②③①④ C ④②①③ D ③②①④
例5、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：
CH4+10OH8e-=CO32+7H 2O ， a b
此时电池内总的反应式 ：
CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O。
例4. ．固体氧化物燃料电池是 以固体氧化锆－氧化钇为电解 质，这种固体电解质在高温下 允许氧离子（O2－）在其间通 过，该电池的工作原理如图所 示，其中多孔电极a、b均不参 与电极反应。下列判断正确的是( BD ) A．有O2参加反应的a极为电池的负极 B．b极的电极反应为：H2 - 2e- + O2- = H2O C．a极的电极反应为：O2 + 2H2O + 4e- = 4OHD．电池的总反应式为：2H2 + O2 高温 2H2O
原电池工作原理
原电池工作原理一、引言原电池是一种将化学能转化为电能的装置，广泛应用于各个领域，如电子设备、交通工具、能源储备等。
了解原电池的工作原理对于我们理解电池的性能和使用具有重要意义。
本文将详细介绍原电池的工作原理。
二、原电池的基本概念原电池是由两种不同金属或金属化合物之间的化学反应产生电能的装置。
它由两个电极和电解质组成。
其中一个电极称为阳极，另一个电极称为阴极。
阳极和阴极之间通过电解质连接，形成一个闭合的电路。
三、原电池的工作原理1. 化学反应原电池的工作原理基于两种不同金属之间的化学反应。
在原电池中，金属A是阳极，金属B是阴极。
当金属A与金属B接触时，它们之间会发生氧化还原反应。
在这个过程中，金属A会被氧化，产生正离子A+，同时金属B会被还原，吸收电子。
这个反应会导致金属A的阳离子在电解质中向阴极迁移，而电子则通过外部电路从阳极流向阴极。
2. 电解质电解质在原电池中起到连接阳极和阴极的作用。
它通常是一个溶液或固体，能够导电。
电解质中的阳离子和阴离子会随着化学反应的进行而迁移，维持电路的闭合。
3. 电势差原电池的工作原理涉及到电势差的产生。
电势差是指电池两个电极之间的电位差异。
在原电池中，当化学反应发生时，阳极和阴极之间会产生电势差。
这个电势差会驱动电子在外部电路中流动，从而产生电流。
4. 闭合电路为了让电子在外部电路中流动，我们需要将电池的阳极和阴极通过导线连接起来，形成一个闭合电路。
这样，电子就可以从阳极流向阴极，完成电能的转化。
四、原电池的类型原电池有很多种不同的类型，常见的有干电池、碱性电池、锂电池等。
它们在化学反应、电解质和电势差等方面存在差异。
不同类型的原电池适用于不同的应用场景，具有不同的性能和特点。
五、原电池的优缺点1. 优点原电池具有体积小、重量轻、使用方便等优点。
它们可以随时随地提供电能，适用于移动设备和紧急情况下的电源需求。
2. 缺点原电池的能量密度相对较低，使用寿命有限。
一旦电池内的化学反应耗尽，它们就需要被更换或充电。
1原电池金属腐蚀和防护
原电池
一、原电池原理 二、金属的腐蚀和防护 三、化学电源
一、原电池原理
实验分析：
１.电流是如何产生的? 2.铜片上为什么有气泡? 锌片(-) : Zn－2e- ＝Zn2＋ 铜片(+) : 2H+ + 2e- = H2↑
定义: 把化学能转变为电能的装置。
问题探究:
１.形成原电池的条件: 2.原电池的电极名称、电极反应、电极判断 负极：电子流出的一极，发生氧化反应，较活泼的一极
电
(+)C: O2+2H2ห้องสมุดไป่ตู้+4e-
极 (+)C: 2H++2e-=H2↑ 反
=4OH总: 2Fe+2H2O+O2=2Fe(
应 总:
Fe+ 2H+= Fe2++H2↑
4OFHe()O2H)2+2H2O+O2=4Fe(O
H)3
Fe2O3·nH2O（铁锈）
联 系
通常两种腐蚀同时存在，但以后者更普遍。
金属腐蚀的危害:
三、判断金属腐蚀快慢的规律：
一、不纯金属或合金的腐蚀快慢： （1）与构成原电池的材料有关，两极材料活泼性差别越大，
高考化学电化学基础知识与应用题解析
高考化学电化学基础知识与应用题解析在高考化学中，电化学是一个重要的知识点，它不仅涉及到理论原理，还与实际应用紧密相连。
理解和掌握电化学的基础知识对于解决相关应用题至关重要。
一、电化学的基本概念1、氧化还原反应电化学的基础是氧化还原反应。
在氧化还原反应中，电子从还原剂转移到氧化剂。
例如，铁与硫酸铜溶液的反应，铁原子失去电子被氧化成亚铁离子，铜离子得到电子被还原成铜原子。
2、原电池原电池是将化学能转化为电能的装置。
它由两个不同的电极（通常是金属）插入电解质溶液中组成。
在原电池中，发生氧化反应的电极称为负极，发生还原反应的电极称为正极。
例如，铜锌原电池中，锌作为负极失去电子，铜作为正极得到电子。
3、电解池电解池则是将电能转化为化学能的装置。
通过外加电源，使电解质溶液中的离子在电极上发生氧化还原反应。
二、电化学中的电极反应1、负极反应在原电池中，负极通常是较活泼的金属，发生氧化反应。
例如，锌铜原电池中，锌的电极反应为：Zn 2e⁻＝ Zn²⁺。
2、正极反应正极发生还原反应。
在上述锌铜原电池中，铜的电极反应为：Cu²⁺＋ 2e⁻＝ Cu 。
3、电解池中的电极反应电解池中，阳极与电源的正极相连，发生氧化反应；阴极与电源的负极相连，发生还原反应。
例如，电解氯化铜溶液时，阳极反应为：2Cl⁻ 2e⁻＝ Cl₂↑ ，阴极反应为：Cu²⁺＋ 2e⁻＝ Cu 。
三、电化学中的电解质溶液电解质溶液在电化学中起着重要的作用。
它提供了离子的迁移通道，使得电荷能够在电路中传递。
1、离子的迁移在原电池和电解池中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。
2、电解质溶液的浓度变化在原电池中，随着反应的进行，电解质溶液的浓度可能会发生变化。
在电解池中，通过控制电解条件，可以使电解质溶液的浓度发生特定的变化。
四、电化学的应用1、电池日常生活中使用的各种电池，如干电池、充电电池等，都是基于电化学原理工作的。
以铅酸蓄电池为例，放电时，铅作为负极，二氧化铅作为正极。
原电池的工作原理2
④能自发进行氧化还原反应
问题解决
Ag
Cu
H①2SO4
Fe Cu
√ H2SO4
②
Zn
Zn
H2SO4 ③
Zn
Cu
蔗糖 ④
H⑤2SO4
Zn
Cu
CuSO4
⑥√
原电池的正负极的判断方法
微观判断 电子流出的极 ——负极
（根据电子 流动方向） 电子流入的极 ——正极
宏观判断: ①根据电极材料 较活泼的电极材料 ——负极
2、加快反应速率
如果直接将锌放入稀硫酸中，氢离子要在锌板表面得 电子，变为氢气，同时锌被氧化成锌离子从锌板上脱 落，氢离子和锌离子都带正电，相排拆，所以氢离子 不易直接连续从锌板上得电子；而构成原电池后，氢 离子在铜板上得电子，就解决了这一矛盾。因而加快 了反应速率。还有：两极的电势差还有助于电子的转 移，也对加快反应速率起做用。
例2：实验室制备氢气时常用粗锌不用纯锌， 为什么？
原电池的应用
1、判断金属的活泼性 2、加快反应速率 3、金属的电化学腐蚀(第三单元)
知识应用
➢写出下列装置的电极反应式和总的离子方程式； 并指出正、负极及反应的现象。
Fe Cu
H2SO4
Mg
Al
H2SO4
两极反应式的书写：
写出两极的名称及总的离子方程式； 指出电子的流向和电流的流向。
入电解质溶液中，B不易腐蚀。将A、D用导线连接，浸入
稀硫酸中，A上有气泡产生。将铜浸入B的盐溶液里，无明
显变化。如果把铜浸入C的盐溶液里，有金属C析出。椐此
判断它们的活动性有强到弱的顺序是（ B ）
（A）D、C、A、B
（B）D、A、B、C
原电池的工作原理
原电池的工作原理原电池是一种将化学能转化为电能的装置，是实现电化学反应的基本装置之一。
其主要由两个不同电极和一个电解质组成。
电源的工作原理是通过在电极之间的化学反应中产生电子流动，从而产生电能。
电池的工作原理涉及到电化学反应和红ox反应的原理。
电池中的两个电极物质之间发生氧化和还原反应，从而产生电子流动。
一个电极发生氧化反应，从而失去电子，被称为负极或阳极；另一个电极发生还原反应，从而获得电子，被称为正极或阴极。
这两个反应通过电解质连接在一起，在电池的两个电极之间造成电子流动。
在一个典型的原电池中，正极是由金属材料组成的，如锌；负极是由非金属材料组成的，如铜。
电解质通常是一个溶液或固体，可以提供离子的运动。
在工作时，正极上的金属进行氧化反应，将金属离子释放到溶液中，同时释放出电子。
这些电子通过外部电路流动到负极上。
在负极上，发生还原反应，金属离子与电子结合成金属原子，同时从溶液中移除。
在电池中，化学能被转化为电能。
通过外部电路流动的电子产生电能。
电子的流动产生了电流，即电子在单位时间内通过导体的数量。
电流可以用公式I = Q / t表示，其中I是电流，Q是通过导体的电荷量，t是单位时间。
单位时间内通过导体的电荷量越大，电流越大。
原电池的工作原理还涉及到电动势和电动势差的概念。
电动势是指电池两个电极之间的电压差，通常用符号E表示。
电动势差是指在电池内部沿着电路的电位变化，通常用符号V 表示。
电动势差可以用公式V = E - Ir来表示，其中E是电动势，I是电流，r是电池内部电阻。
总之，原电池的工作原理是通过在电极之间的化学反应中产生电子流动，从而产生电能。
这种化学反应涉及到正极的氧化反应和负极的还原反应。
正极材料氧化释放出电子，负极材料还原捕获电子。
通过外部电路的电子流动产生电流，从而产生电能。
电动势和电动势差的概念用于描述电池内部的电位差和电流变化。
电池的工作原理为电力供应提供了基础，广泛应用于我们的日常生活中。
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化学反应与能量
专题十二 考点
化学能与热能、电能
原电池工作原理、金属电化学腐蚀与防护 和化学电源
一、原电池的工作原理 1．概念。 利用氧化还原反应将化学能转化为电能的装置。
2．构成。 (1)相对活泼的金属作负极； (2)相对不活泼的金属或非金属导体作正极； (3)插入电解质溶液中； (4)用导线连接构成闭合回路。
1．原电池是一种电能转化为化学能的装置。(×) [分析] 原电池是一种化学能转化为电能的装置。
2．负极失去电子发生还原反应。(×) [分析] 负极失去电子发生氧化反应。
3．用导线连接的铜片和锌片插入到稀 H2SO4 中，锌 片上有大量气泡产生。(×) [分析] 铜片作正极，在铜片上发生还原反应，故铜
三、发展中的电源 1．干电池是一种一次性电池，最早使用的化学电池 是锌锰电池， 负极材料是锌筒， 负极反应： Zn－2e ===Zn2
－ ＋
，正极材料是碳棒，电解质溶液是氯化铵溶液。
2．充电电池又称二次电池，最早使用的充电电池是 铅蓄电池， 充电和放电时的总反应为 PbO2＋Pb＋2H2SO4 放电 2PbSO4＋2H2O， 负极材料是 Pb， 正极材料是 PbO2， 充电 电解质溶液是 H2SO4 溶液。充电电池还有镍镉电池、锂 离子电池等。
3．工作原理。 发生氧化还原反应。 负极发生氧化反应，电子由负极通过导线流向正极； 正极发生还原反应，使化学能转化为电能。 4．原电池正、负极的判断。 (1)由电极反应判定。 负极：发生氧化反应；正极：发生还原反应。
(2)由电子或电流的流向判定。 负极：电子流出，电流流入；正极：电子流入，电流 流出。 (3)由两极的相对活泼性判定。 一般来说， 相对活泼性较强的金属为负极， 相对活泼 性较弱的金属为正极。
解析： 该题考查了原电池的基本工作原理。 该电池的 总反应可写成： Zn＋2H＋ ===Zn2＋＋H2↑，由“负氧正 还”可知铜作正极，是发生还原反应的一极。 答案：BC
7．(2013 年 6 月〃广东学考)锂～碘电池可用来为心 脏 起 搏 器 提 供 能 源 ， 其 电 池 反 应 可 简 化 为 2Li ＋ I2===2LiI。下列有关说法正确的是( A．I2 发生氧化反应 B．碘电极为该电池的正极 C．正极反应为 Li—e ===Li
3． (2014 年 6 月· 广东学考· 单选Ⅱ)将铜纳米颗粒和银 纳米颗粒相隔一定距离固定在石墨片上，然后浸在 AgNO3 溶液中，可构成一种纳米型原电池。该电池负极 发生的反应为( )
A．Ag＋＋e－===Ag B．Cu－2e－===Cu2＋ C．Cu2＋＋2e－===Cu D．2H＋＋2e－===H2↑
－ ＋
)
D．该电池放电时化学能转化为电能
解析： 该题考查了原电池的基本工作原理。 由总反应 可知 Li 作负极发生氧化反应，而 I2 所在一极为正极，在 该电极上发生的是还原反应。 答案：BD
1． (2018 年 1 月· 广东学考· 单选Ⅰ)某学习兴趣小组根 据原电池的工作原理，组装了以下装置，能形成原电池 的是( )
解析：B、C、D 的两个电极材料都相同，且 C 中蔗 糖是非电解质。 答案：A
2．(2017 年 1 月· 广东学考· 单选Ⅰ)如图所示，将锌棒 和铜棒插入柠檬中， 用导线将其接入电流表后， 电流表指 针发生偏转，该原电池中( )
A．锌棒是正极 C．锌棒被氧化
B．铜棒是负极 D．铜棒被氧化
解析： 该题考查了原电池的基本工作原理。 由于柠檬 中含酸性物质，所以该电池的总反应可写成：Zn＋2H＋ ===Zn2＋＋H2↑， 由“负氧正还”可知 Zn 作负极被氧化。 答案：C
B．铜棒是负极 D．铜棒质量减小
解析：图中为铜锌原电池，锌作负极，失去电子， 发生氧化反应：Zn－2e ===Zn2 ，质量减小；铜作正极，
－ ＋
正极上聚集电子，溶液中的 H 在该电极上得电子发生还 原反应：2H ＋2e ===H2↑，质量不变。 答案：A
＋ －
＋
原电池的工作原理(以 CuZn 稀硫酸原电池为例)
解析：构成原电池的条件是电解质溶液、两个电极、 闭合回路和存在自发的氧化还原反应， D 项未形成闭合回 路。 答案：D
2．(2011 年 6 月· 广东学考) 如图装置所示，铜片上 发生的反应为( )
A．Zn2＋＋2e－ === Zn C．Zn－2e－===Zn2＋
B．2H＋＋2e－ === H2↑ D．Cu2＋＋2e－ === Cu
解析： 该原电池总反应为 Zn＋2H＋===Zn2＋＋H2↑， 铜作正极，该电极产生 H2。 答案：B
3． (2016 年 6 月· 广东学考)铜锌原电池装置如图所示， 下列说法正确的是( )
A．锌电极上发生还原反应 B．铜电极上发生氧化反应
C．锌片和铜片上都有氢气产生 D．原电池工作一段时间后溶液中的 c(H )减小 解析：在此原电池中，Zn 作负极，发生氧化反应， 铜电极上发生还原反应， 铜片上会有氢气产生， 原电池工 作一段时间后溶液中的 c(H＋)减小。 答案：D
解析： 该原电池总反应为 Cu＋2Ag＋===Cu2＋＋2Ag， 依“负氧正还”电池中，锌电极是正极。(×) [分析] 锌锰干电池中，锌电极是负极。
5． 氢氧燃料电池中， 通入氧气的一极作电池的负极。 (× ) [ 分析 ] 氢氧燃料电池中，通入燃料气的一极作负
极，通入氧气的一极作正极。
►单项选择题 1．(2012 年 1 月· 广东学考)下列各装置中，不能构成 原电池的是(电解质溶液都为稀硫酸)( )
二、金属的电化学腐蚀与防护 1．金属的电化学腐蚀。 不纯的金属 ( 或合金 ) 在电解质溶液中，形成了 原电 池，加速了金属的腐蚀。 2．金属的防护。 (1)改变金属内部组织结构，可以增强金属耐腐蚀的 能力。如不锈钢。
(2)在金属表面覆盖一层保护层，以隔绝金属与外界 物质的接触，达到防腐蚀的效果(油脂、油漆、搪瓷、塑 料、电镀金属、氧化成致密的氧化膜)。 (3) 电化学保护法：牺牲活泼金属保护法 ( 原电池原 理 )。
解析：手机用的锂离子电池是可充电电池，A 对；铜 锌原电池中，Cu 为正极，Zn 为负极，外电路中电子由负 极流向正极， B 错； 燃料电池将化学能转化为电能， C 对； 锌锰干电池，Zn 为负极，D 对。 答案：B
►多项选择题 6． (2009 年 6 月· 广东学考)如图所示的铜锌原电池中， 铜电极为( A．负极 B．正极 C．发生还原反应的一极 D．发生氧化反应的一极 )
＋
4．下列化学电池不易造成环境污染的是( A．氢氧燃料电池 C．镍镉电池 B．锌锰电池 D．铅蓄电池
)
解析：氢氧燃料电池的总反应为 2H2＋O2===2H2O， 产物是水，故不易污染环境。 答案：A
5．下列有关电池的说法中不正确的是( A．手机上用的锂离子电池属于二次电池
)
B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向 锌电极 C．甲醇燃料电池可把化学能转化为电能 D．锌锰干电池中，锌电极是负极
3．燃料电池：氢氧燃料电池是一种高效、不污染环 境的发电装置。 总反应：2H2＋O2===2H2O，通入 H2 的一极为负极， 通入 O2 的一极为正极。
【例 2】 (2017 年 6 月· 广东学考· 单选Ⅱ)如图所示， 将锌棒和铜棒插入苹果中，电流表指针发生偏转。该苹 果电池中( )
A．锌棒是负极 C．锌棒质量增加