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文檔簡介
1、一、原電池的工作原理裝置特點:化學能轉化為電能.、兩人活潑性不同的電極:原電池原理形成條件:、電解質溶液(一般與活潑性強的電極發生氧化還原反應): 、舷成閉合回路(或在溶液中接觸)、建立在自發進行的氧化還原反應基礎之上彳負極彳用還原性較強的物質作負極,負極向外電路提供電子:發生氧化反應,基本概念:正極:用氧化性較強的物質正極,正極從外電路得到電子,發生還原反應。電極庠應方程式:電極反應、總反應。4rI氧化反應陋銅J原電池匡四I 還原反應反應原理 Zn-2e =Zn2*2H+2e =2Hh t不溶T二、常見的電池種類電極反應:負極(鋅簡)Zn-2e=Zn2* 正極(石墨)2NH/i|2e-=2N
2、H3+H2 f普螞鋅缽干電池 總反應:JZn+2NH4,=Zn2+2NH3+H2 t特點:電量小,放電過程易發生氣漲和溶液;干電池:電解質溶液:糊狀的NH4C1堿性鋅一猛干電池 電極反應“負極(鋅筒)Zn-2e +2OH =Zn(OH)2總反可極(石墨)2e +2H2O +2MnO2= 2OH-+2MnOOH (氫氧化氧缽)I應:2 H2O +Zn+2MnO2= Zn(OH)2+2MnOOH電極:負極由鋅改鋅粉(反應面積增大,放電電流增加):使用壽命提高 電解液:由中性變為堿性(離子導電性好),正極(PbO2 f PbO2+SO42 +4H+2e =PbSO4+2H2O負極(Pb) Pb+SO
3、42-2e=PbSO4鉛蓄電池總反也PbO2+Pb+2H2SO42PbsO4逼f電解液:L25g/cn13L28g/cn】3的 胭。4溶液蓄電池; 特點於電壓穩定,廢棄電池污染環境可充電匕池、G、鍥錦(即Cd)可充電電池:pCt:負極材油:Cd:正極材料:涂有NQ,電解質:KOH溶液NiO2+Cd+2H2ONi(OH)2+ C''茴;IJ II.銀鋅蓄電池、正極殼填充Ag?O和陰墨,負極蓋填充鋅汞合金,電解質溶液KOH。反應式為:2Ag+Zn(OH)2 =加華 AgzO+H?放電鋰*硫酰氯電池&i-SOCk): 8Li+3SOCl2 = 6Li«市Li2so3
4、+2S放電鉗電池 沿途:質輕、高能(比能量高)、高工作效率、高穩定電壓、工作溫度寬、高使用壽命, 廣泛應用于軍事和航空領域°、哈姆電池與普通電池的區別不是把還原劑、氧化劑物質全部貯藏在電池內,而是工作時不斷從外界輸入,同時燃料 電技反應產物不斷排出電池。電池 、原料:除氫氣和氧氣外,也可以是CH4、煤氣、燃料、空氣、氯氣等氧化劑。、氫氧燃料電池:總反應:02 +2H2 =2H2O特點:轉化率高,持續使用,無污染。2 .氫氧燃料電池反應匯總:介質電池反應2H2 + 0 2 = 2H2O酸性1 >負極2H2 - 4e- = 4H+正極O2 + 4H + + 4e-= 4H2O中性負
5、極2H2 - 4e- = 4H+正極O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-堿性負極2H2 +4OH- 4e- = 4H2O正極O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-3 ,固體氫氧燃料電池:以兩根金屬粕片插入KOH溶液中作電極,又在兩極上分別通入甲烷和氧氣。 電極反應為:負極:CH4+ 10OH -8e = CO32- + 7H2O正極:20?+4H9+8e = 8OH 電;也總反應:CH4+ 2O2 + 2KOH = K2CO3 + 3 H2O 分析溶液的pH變化。C4Hl0.空氣燃料電池、電解質為熔融K2cCh, 用稀土金屬材料作電極(具有催化作用) 負極:2C4Hio -52e-
6、+ 26co3" = 34 CO2+ IOH2O 正極:13O2 +52e- + 26CO2 =26CO32- 電池總反應:2C4Hiu+ 13O2 = 8CO2 + 10 H2O 5.鋁空氣燃料電池(海水):負極:4Al-12e- = 4A盧正極:3O2+12e- + 6H2O=12OH-電池總反應:4AI +3O2 +6H2O = 4AI(OH)3三、原電池的主要應用:L利用原電池原理設計新型化學電池:2,改變化學反應速率,如實驗室用粗鋅與硫酸反應制取氫氣:3,進行金屬活動性強弱比較:4.電化學保護法,即將金屬作為原電池的正極而受到保護。如在鐵器表面鍍鋅。5 ,解釋某些化學現象
7、四、金屬的腐蝕與防護腐蝕概念:金屬或合金與周圍接觸到的氣體或液體進行化學反應而腐蝕損耗的過程,:概述:腐蝕危害:腐蝕的本質:M-ne - (氧化反應)金屬的腐蝕與防護分類:化學腐蝕(金屬與接觸到的物質直接發生化學反應而引起的腐蝕)、電化腐蝕 電化學腐蝕定義:困發生原電池反應,而使金屬腐蝕的形式。負極(Fe) : Fe-2gFe汽吸氧腐蝕: 正極(C) : p2+2H2O+4e-=4OH-心反應:2FcU)2+2H2O=Fe(OH)2后繼反應:4Fe(OH)2 +02 +2H2O =4Fe(OH)3鋼鐵的腐蝕2Fe(OH) 3=Fe2O3 +3H2O1負極(Fe) : Fe-2e=Fe2+:析氫
8、腐蝕:正極(C) : 2H+2e=H2 tVv總反應:Fe+2H*=Fe2+H21.影響腐蝕的因素:金屬本性、介質。金屬的防護 、學變金屬的內部組織結構::保護方法:/、在金屬表而覆蓋保護層:、電化學保護法(犧牲陽極的陰極保護法電解池原理一、電解池基礎:定義:使電流通過電解質溶液而在陰陽兩極引起氧化還原反應的過程。裝置特點:電能轉化為化學能。、與電源本連的兩個電極:形成條件:、電解質溶液(或熔化的電解質)*)、形成閉合回路。!<電麻膽極:與直流電源正極相連的叫陽極。亶概念陰網:與直流電源負極相連的叫陰極。 池電極反應: 渡理:誰還原性或氧化性強誰先放電(發生氧化還原反應):離子放電順序:
9、陽極:陰離子還原性S2>I>Br>Cl>OH>SO42(含氧酸根)>F'陰極:陽離子氧化性 Ag+>Fe3+>Cu2+>Pb2+>Sn2+>Fe2+>Zn2+>H+>Al3+>Mg2+>Na+<電子流向r->1 >1氧化反應 途函I還原反附反應原理:40H -4e =2H2O +02.,陰移/|電解質溶液| .向,電解結果:在兩/及上有新物質生成。總反應:2CuSO4+2a0= 2Cu+2H2so4+02 t二、電解池原理粗銅板作陽極:與直流電源正極相連;、裝置,.純銅作陰
10、,,與直流電源負極相連;'.用CUSO4 (加一定量H2s04)作電解液。陰極:Cu2+2e=Cu電解精煉銅陽極:Cu-2e=Cu2 Zn-2e=Zn2+、原理: Ni-2e=Ni2+'陽極泥:含Ag、Au等貴重金屬:電解液:溶液中Q1SO4濃度基本不變、/、嫄念:利用電解原理在某些金屬的表面鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。 方法:鍍層金屬與電源正極相連作陽極;電鍍:將待鍍金屬與電源負極相連作陰極:用含鍍層金屬離子的電解質溶液配成電鍍液。電解的應用、原理:陽極 Cu-2e =Cu2, ; Cu2+2e =Cu、裝置(如圖)、電鍍工業:鍍件預處理一電鍍液添加劑一裝置:現象 、陰極
11、上有氣泡:氯堿工業y陽極有刺激性氣體產,能使濕潤的淀粉ki變藍:,電解食山水j陰極區附近溶液變紅,有堿生成通電禰 NaCl =Na+Cl- H20原理 陰極(Fe) :Na+,H+;Ff向陰極:2H+2u=H2 t (還原反應)通電后:陽梃(C) : CloH移向陽極:2ch2e=Cb t (氧化反應)總反應:2RaeF+2H2O2NaOH +C12 t +H2 tI I陽極、陰極、離子交換膜、電解槽、導電銅棒等,組成:陽極:金屬鈦網(涂有釘氧化物):陰極:碳鋼網(涂有Ni涂層)陽離子交換膜:只允許陽離子通過,阻止陰離子和空氣通過:、裝置:離子交換膜法制燒堿生成流程:淡鹽水、電解銅的特點:純度
12、高、導電性好。NaOH溶液| N曲固體|精制食鹽水|T7二| |純生T含少量NaOH)粗鹽水(含泥沙、Cu2 Mg2 Ba2 S(V一等)陽離子交換樹脂:除Cu± Mg?,等.力 BaCl2> Ba2+SO42 =BaSO4 I、粗鹽水精制 1、力口 Na2co3: Ca2+CO32=CaCO3 I :Ba2+CO32=BaCO31力D NaOH: Mg2+2OH =Mg(OH)21 : Fe3+3OH =Fe(OH)3 I三、電解實例及規律<電解液溶質類別電解總反應式相當于電解溶液pHNaOH溶液強堿2H2。叵2H2k02T水升高H2s04溶液含氧酸降低Na2s04溶液活潑金屬的 含氧酸鹽不變 (兩極混 合液)CuCb溶液不活潑金屬 的無氧酸鹽CuCl2 叵| Cu+C12T電解質本身接近7HC
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