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原电池作事道理、金属电化学腐化与防护和化学

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  原电池工作原理、金属电化学腐蚀与防护和化学电源_材料科学_工程科技_专业资料。第六章 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。

  第六章 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。 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。 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 )。 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.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】 (2015 年 6 月· 广东学考· 单选Ⅱ)如图为番 )( 导 学 号 茄电池的示意图,下列说法正确的是( 58540216) A.电流由锌通过导线流向铜 B.负极反应为 Zn-2e-===Zn2+ C.一段时间后,铜片质量会减少 D.一段时间后,锌片质量会增加 解析:图中为铜锌原电池,Zn 作负极,失去电子, 发生氧化反应:Zn-2e-===Zn2+;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,电流 则由铜通过导线流向锌。 答案:B 原电池的工作原理(以 CuZn 稀硫酸原电池为例) 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 片上有大量气泡产生。 4.锌锰干电池中,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)( ) 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( )(导学号 58540217) 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( )(导学号 58540218) 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 + 4.下列有关电池的叙述正确的是( A.水果电池是高效环保的家用电池 B.锌锰干电池是一种常用的二次电池 ) C.锌锰干电池中碳棒是负极,锌片是正极 D.锌锰干电池工作一段时间后锌外壳逐渐变薄 解析: 水果电池不是家用电池; 锌锰干电池是一次电 池;锌锰干电池中碳棒是正极,锌片是负极,负极发生氧 化反应,故锌外壳逐渐变薄。 答案:D 5.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 6.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 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

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