第39節(jié)原電池、電解池的原理一、原電池原理1.定義原電池是把_________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)________能的裝置。2.構(gòu)成條件①電極：兩極為導(dǎo)體，且存在活動(dòng)性差異。②溶液：兩極插入_________溶液中。③回路：形成閉合回路或兩極直接接觸。④反應(yīng)：_________進(jìn)行的_____________反應(yīng)。3.工作原理電極名稱(chēng)負(fù)極正極電極材料電極反應(yīng)反應(yīng)類(lèi)型________反應(yīng)________反應(yīng)電極質(zhì)量變化電子流向由________沿導(dǎo)線流向________鹽橋中離子移向鹽橋中裝有飽和KCl溶液，K+移向_______極，移向______極鹽橋作用①連接內(nèi)電路形成閉合回路②維持兩電極電勢(shì)差（中和電荷），使電池能持續(xù)提供電流原電池裝置比較原電池I：溫度升高，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能和熱能，兩極反應(yīng)在同一溶液中，部分Zn與Cu2+直接反應(yīng)，使電池效率降低原電池II：溫度不變，化學(xué)能只轉(zhuǎn)化為_(kāi)________，兩極反應(yīng)在不同溶液中，Zn與Cu2+隔離，電池效率提高，電流穩(wěn)定（1）三個(gè)移動(dòng)方向①電子：從________極流出沿導(dǎo)線流入_______極。②電流：從_______極沿導(dǎo)線流向_______極。③離子：電解質(zhì)溶液中，陰離子向_______極遷移，陽(yáng)離子向_______極遷移。☆在原電池反應(yīng)過(guò)程中：離子不上岸，電子不下水。（2）判斷原電池正、負(fù)極的五種方法注意：原電池的正極和負(fù)極與電極材料的性質(zhì)有關(guān)，也與電解質(zhì)溶液有關(guān)，不能認(rèn)為活潑金屬電極一定為負(fù)極。二、原電池應(yīng)用1.比較金屬活潑性原電池中，________極一般是活潑性較強(qiáng)的金屬，_______極一般是活潑性較弱的金屬或非金屬。2.加快反應(yīng)速率氧化還原反應(yīng)形成原電池時(shí)，反應(yīng)速率加快。3.金屬防護(hù)將需要保護(hù)的金屬制品作為原電池的_______而受到保護(hù)。如要保護(hù)一個(gè)鐵質(zhì)的輸水管道不被腐蝕，可用導(dǎo)線將其與一塊鋅塊相連，_______為原電池的負(fù)極。4.化學(xué)電源化學(xué)電源包括一次電池、二次電池和燃料電池等。除了特殊情況，質(zhì)量_______、體積_______、輸出功率_______和儲(chǔ)存時(shí)間_______的電池，更易滿足使用者要求。（1）一次電池一次電池就是放電后不可再充電的電池。一次電池中電解質(zhì)溶液制成膠狀，不流動(dòng)，也叫作干電池。市售的一次電池有普通鋅錳電池、堿性鋅錳電池、鋅銀電池等。堿性鋅錳電池負(fù)極材料：_____________負(fù)極反應(yīng)：______________________正極材料：______________正極反應(yīng)：______________________總反應(yīng)：________________________鋅銀電池負(fù)極材料：_____________負(fù)極反應(yīng)：______________________正極材料：______________正極反應(yīng)：______________________總反應(yīng)：________________________（2）二次電池二次電池又稱(chēng)可充電電池或蓄電池，是一類(lèi)放電后可以再充電而反復(fù)使用的電池。鉛酸蓄電池是一種常見(jiàn)的二次電池，總反應(yīng)為：（3）燃料電池燃料電池是一種連續(xù)將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的化學(xué)電源。氫氧燃料電池是目前最成熟的燃料電池，可分為酸性和堿性?xún)煞N。類(lèi)型酸性堿性負(fù)極反應(yīng)正極反應(yīng)電池總反應(yīng)特點(diǎn)燃料電池的電極本身不參與反應(yīng)，燃料和氧化劑連續(xù)地由外部供給并在電極上進(jìn)行反應(yīng)三、電解池原理1.定義①電解：使_________通過(guò)電解質(zhì)溶液（或熔融電解質(zhì)）而在陽(yáng)極、陰極引起_________反應(yīng)的過(guò)程。②電解池：使_________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)________能的裝置。2.構(gòu)成條件①有與_________相連的兩個(gè)電極。②兩個(gè)電極插入__________________（或__________________）中。③形成__________________。3.工作原理以電解CuCl2溶液為例。總反應(yīng)方程式：____________________________________________________注意：電解時(shí)，在外電路中有電子通過(guò)，而在溶液中是依靠離子定向移動(dòng)形成電流，即電子本身不會(huì)通過(guò)電解質(zhì)溶液。4.放電順序用惰性電極電解電解質(zhì)溶液的規(guī)律：類(lèi)型實(shí)例電極反應(yīng)特點(diǎn)電解質(zhì)濃度溶液pH電解質(zhì)溶液復(fù)原電解水型NaOH溶液陰極：陽(yáng)極：增大增大加水H2SO4溶液增大減小加水Na2SO4溶液增大不變加水電解電解質(zhì)型HCl溶液電解質(zhì)電離出的陰、陽(yáng)離子分別在兩極放電減小增大通HClCuCl2溶液減小—加CuCl2放H2生堿型NaCl溶液陰極：H2O放H2生堿陽(yáng)極：電解質(zhì)陰離子放電生成新電解質(zhì)增大通HCl放O2生酸型CuSO4溶液陰極：電解質(zhì)陽(yáng)離子放電陽(yáng)極：H2O放O2生酸生成新電解質(zhì)減小加CuO四、電解池應(yīng)用1.電解飽和食鹽水（1）電極反應(yīng)①陽(yáng)極：__________________（_______________反應(yīng)）。②陰極：__________________（_______________反應(yīng)）。③總反應(yīng)：檢驗(yàn)陽(yáng)極產(chǎn)物的方法：用濕潤(rùn)的淀粉-KI試紙靠近陽(yáng)極附近，若變__________，證明生成了Cl2。電解時(shí)向食鹽水中滴加酚酞，_________極附近溶液變紅，說(shuō)明該電極附近產(chǎn)生的物質(zhì)為_(kāi)________。（2）陽(yáng)離子交換膜法電解飽和食鹽水①陽(yáng)離子交換膜的作用：阻止_________進(jìn)入陽(yáng)極室與Cl2發(fā)生副反應(yīng)，阻止陽(yáng)極產(chǎn)生的Cl2和陰極產(chǎn)生的H2混合發(fā)生爆炸。②a、b、c、d加入或取出的物質(zhì)分別是________________________、（含少量NaOH）、_________、_________溶液：X、Y分別是_________、_________。2.電鍍與電解精煉鋼類(lèi)型電鍍電解精煉銅定義利用電解原理在某些金屬表面鍍上一薄層其他金屬或合金的加工工藝運(yùn)用電解的方法將粗銅提煉為純銅主要目的使金屬增強(qiáng)抗腐蝕能力、增強(qiáng)表面硬度和美觀將粗銅提煉為純銅示意圖構(gòu)成條件陽(yáng)極___________金屬陰極___________金屬電解液含__________金屬陽(yáng)離子CuSO4溶液電極反應(yīng)陽(yáng)極主要是比銅活潑的金屬雜質(zhì)先于銅失電子，最終以________的形式殘留在溶液中，比銅不活潑的金屬雜質(zhì)形成________陰極電解質(zhì)溶液的濃度變化CuSO4溶液的濃度________CuSO4溶液的濃度________3.電冶金電解冶煉類(lèi)型冶煉鈉（電解熔融NaCl）冶煉鋁（電解熔融Al2O3）電極反應(yīng)陽(yáng)極：__________________陰極：__________________陽(yáng)極：__________________陰極：__________________總反應(yīng)

第40節(jié)金屬的腐蝕及防護(hù)一、金屬的腐蝕金屬腐蝕是__________或__________與周?chē)腳_________體或__________體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而引起損耗的現(xiàn)象。1.化學(xué)腐蝕金屬與其表面接觸的O2、Cl2、SO2等直接反應(yīng)而引起的腐蝕叫作化學(xué)腐蝕。例如，鐵與Cl2直接反應(yīng)而腐蝕，輸油、輸氣的鋼管被原油、天然氣中的含硫化合物腐蝕等。2.電化學(xué)腐蝕當(dāng)不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)會(huì)發(fā)生原電池反應(yīng)，比較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)而被腐蝕，這種腐蝕叫作電化學(xué)腐蝕。在潮濕的空氣中，鋼鐵制品表面會(huì)形成一薄層水膜，空氣中的CO2、SO2、H2S等物質(zhì)溶解在其中形成電解質(zhì)溶液，并與鋼鐵制品中的鐵和少量單質(zhì)碳構(gòu)成原電池。（1）析氫腐蝕在酸性環(huán)境中，在腐蝕過(guò)程中不斷有H2放出，所以叫作析氫腐蝕。負(fù)極：_______________________正極：_______________________總反應(yīng)：（2）吸氧腐蝕如果鋼鐵表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性，但溶有一定量的O2，此時(shí)就會(huì)發(fā)生吸氧腐蝕。鋼鐵等金屬的腐蝕主要是吸氧腐蝕。負(fù)極：_______________________正極：_______________________總反應(yīng)：在空氣中，F(xiàn)e(OH)2進(jìn)一步被氧化為Fe(OH)3，F(xiàn)e(OH)3失去部分水生成Fe2O3·xH2O，它是鐵銹的主要成分。鐵銹疏松地覆蓋在鋼鐵制品表面，不能阻止鋼鐵繼續(xù)發(fā)生腐蝕。3.兩種腐蝕的比較腐蝕類(lèi)型化學(xué)腐蝕電化學(xué)腐蝕接觸對(duì)象O2、Cl2、SO2等氣體電解質(zhì)溶液反應(yīng)速率較慢較快區(qū)別_________電流產(chǎn)生_________微弱電流產(chǎn)生實(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì)都是________失去電子被氧化而損耗聯(lián)系①金屬腐蝕過(guò)程中電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕往往同時(shí)發(fā)生，但絕大多數(shù)屬于_________腐蝕②電化學(xué)腐蝕比化學(xué)腐蝕的速率也大得多二、金屬的防護(hù)1.改變金屬材料的組成在金屬中添加其他金屬或非金屬可以制成性能優(yōu)異的合金。①把_________、_________等加入普通鋼中制成不銹鋼產(chǎn)品；②鈦合金不僅具有優(yōu)異的抗腐蝕性，還具有良好的生物相容性。2.在金屬表面覆蓋保護(hù)層在金屬表面覆蓋致密的保護(hù)層，將金屬制品與周?chē)镔|(zhì)隔開(kāi)是一種普遍采用的防護(hù)方法。①在鋼鐵制品的表面噴涂_________、礦物性_________，或覆蓋搪瓷、塑料等。②用_________等方法在鋼鐵表面鍍上一層Zn、Sn、Cr、Ni等金屬。③用化學(xué)方法在鋼鐵部件表面進(jìn)行_________處理（生成一層致密的Fe3O4薄膜）。④利用_________極氧化處理鋁制品的表面，使之形成致密的氧化膜而鈍化。⑤采用離子注入、表面滲鍍等方式在金屬表面形成穩(wěn)定的鈍化膜。3.電化學(xué)保護(hù)（1）犧牲陽(yáng)極法犧牲陽(yáng)極法通常是在被保護(hù)的鋼鐵設(shè)備上（如鍋爐的內(nèi)壁、船舶的外殼等）安裝若干鎂合金或鋅塊。鎂、鋅成為原電池的負(fù)極，不斷遭受腐蝕，而作為正極的鋼鐵設(shè)備就被保護(hù)起來(lái)。【實(shí)驗(yàn)】犧牲陽(yáng)極法實(shí)驗(yàn)①以Fe作保護(hù)電極，Zn作輔助電極，以經(jīng)過(guò)酸化的3%NaCl溶液作電解質(zhì)溶液，連接裝置。觀察電流表指針的變化，以及燒杯中兩個(gè)電極附近發(fā)生的現(xiàn)象。過(guò)一段時(shí)間，用膠頭滴管從Fe電極區(qū)域取少量溶液于試管中，再向試管中滴入2滴K3[Fe(CN)6]溶液，觀察試管中溶液顏色的變化。實(shí)驗(yàn)裝置電流表陽(yáng)極陰極現(xiàn)象有關(guān)反應(yīng)②將1g瓊脂加入250mL燒杯中，再加入50mL飽和食鹽水和150mL水。攪拌、加熱煮沸，使瓊脂溶解。稍冷后，趁熱把瓊脂溶液分別倒入兩個(gè)培養(yǎng)皿中，各滴入5~6滴酚酞溶液和K3[Fe(CN)6]溶液，混合均勻。取兩個(gè)2cm長(zhǎng)的鐵釘，用砂紙擦光。將裹有鋅皮的鐵釘放入上述的一個(gè)培養(yǎng)皿中[圖（a）]，將纏有銅絲的鐵釘放入另一個(gè)培