高中化学：1.3《电池》学案

第三节 化学能转化为电能—原电池 学习目标

1、以铜—锌为例，从分析氧化还原反应的实质入手，领会原电池的工作原理。 2、通过电子的得失很容易书写电极反应和电池反应。 3、认识金属腐蚀的危害，通过试验探究防止金属腐蚀的措施。 4、体验化学能与电能相互转化的探究过程的实际意义及重要应用。 一、原电池原理

1、原电池形成的条件

（1）两个活泼性 的电极，二者 （如相互接触）或 相连，插入 中。

（2）形成 回路。

（3）总反应为能自发发生的 反应。 2、正极、负极的判断

3、电极反应式的书写和电荷移动方向 （1）电极反应式的书写

负极： ，电极反应式： 。 正极： ，电极反应式： 。 电池反应： 。 （2）电荷移动方向

电子由 释放，经 沿导线流入 ，电解质溶液中的 移向正极，在其表面得电子被 ；活泼负极失电子，形成一个闭合回路。 二、金属的腐蚀

1、概念

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金属与周围的空气或液体物质发生 反应面引起损耗的现象。 2、分类

一般分为 腐蚀和 腐蚀两种。 3、电化学腐蚀

（1）概念： 的金属暴露在潮湿的空气中或跟 接触时，由于形成 而发生腐蚀。

（2）分类 ①析氢腐蚀：

在金属外面的水膜呈 性时发生析氢腐蚀。 负极反应： 。 正极反应： 。 电池反应： 。 ②吸氧腐蚀

在金属外面的水膜 很弱或呈 ，溶解一定量 时发生吸氧腐蚀。

负极反应： 。 正极反应： 。 电池反应： 。 三、金属的防护

1、改变金属的内部结构，使其成为耐腐蚀金属，如制成合金、 等。 2、加防护层，如在金属表面加上耐腐蚀的油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶及电镀、喷镀或表面钝化等方法。 3、电化学防护

（1）牺牲阳极保护法—— 原理 ① （阴极）：被保护的金属设备 ② （阳极）：比较保护的金属活泼的金属 （2）外加电流阴极保护法—— 原理 ① ；被保护的金属设备

② ；惰性电极

例题1、下列叙述是小明做完铜、锌原电池的实验后得出的结论和认识，你认为正确的是

A、构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属

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B、由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极

C、电子沿外导线由锌流向铜，通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气 D、铜锌原电池工作时，若有13克锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过 解析：两种活泼性不同的金属与电解质溶液能够组成原电池，但不能因此说构成原电池电极的材料一定都是金属，例如锌和石墨电极 也能跟电解质溶液组成原电池。在原电池中，活泼金属中的电子流向不活泼的电极，因此活泼金属是负极。但电子不能通过电解质溶液，应该是氢离子在铜极上得到由锌沿外导线转移过来的电子。铜锌原电池工作时，锌负极失电子，电极反应为Zn—2e Zn2+, 1molZn失去2mol电子，0.2mol锌（质量为13g）被溶解，

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电路中有0.4mol电子通过。故选D。

答案：D

例题2、如图所示是可用于测量阿伏加德罗常数的装置示意图，其中A、B是两块纯铜片，插在CuSO4稀溶液中，铜片与引出导线相连，引出端分别为X、Y。

（1）当以I=0.21A的电流电解60min后，测得铜片A的质量增加了

0.25g，则右图装置中的X端应与直流电的 极相连，它是电解池的 极。

（2）电解后铜片B的质量 。（填“增加”、“减少”或“不变”） （3）列式计算实验测得的阿伏加德罗常数NA。（已知电子电量e=1.6×1019C）

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解析：本题把化学电解原理与物理电学知识有机综合起来，较好地考查了理化学科综合能力，充分反应理综卷试题综合特点及组合试卷优势。

答案：（1）负 阴 （2）减少 （3）6.02×1023 例题3、以下现象与电化学腐蚀无关的是（ ）

A、黄铜（铜锌合金）制作的铜锣不易产生铜绿 B、生铁比软铁心（几乎是纯铁）容易生锈 C、铁质器件附有铜质配件，在接触处易生成铁锈 D、银质奖牌长期放置后在其奖牌的表面变暗

解析： A黄铜（铜锌合金）若发生电化学腐蚀时，被腐蚀的金属应是金属性较活泼的锌而不是铜，B生铁中含较多的碳，比软铁心（几乎是纯铁）在电解质作用下更容易形成原电池，也更容易生锈。C铁质器件附有铜配件时，在接触电解质溶液时，铁是原电池的负极，易被腐蚀生成铁锈。D银质奖牌久置后可能与氧气或硫氧化成银的化合物而使其表面变暗，这是化学腐蚀，与电化学腐蚀无关。

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【当堂检测】

1、下列各变化中属于原电池反应的是（ ） A、在空气中金属铝表面迅速氧化形成保护层 B、镀锌铁表面有划损时，也能阻止铁被氧化 C、红热的铁丝与冷水接触，表面形成蓝黑色保护层 D、浓HNO3比稀HNO3更能氧化金属铜

2、在用Zn、Cu片和稀H2SO4组成的原电池装置中，经过一段时间工作后，下列说法中正确的是（ ）

A、锌片是正极，铜片上有气泡产生 C、溶液中H2SO4的物质的量减小

B、电流方向是从锌片流向铜片

D、电解液的pH保持不变

3、下列四个装置中，导线中的电子由左边一极流向右边一极的是（ ）

4、根据下列事实：①X+Y2+ X2++Y

②Z+2H2O === Z(OH)2+H2↑ ③Z2+氧化性比X2+弱 ④由Y、W电极组成的原电池，电极反应为W2++2e ----- W、Y-2e ----- Y2+，可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序

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是

A、X>Z>Y>W C、Z>Y>X>W

B、Z>W>X>Y D、Z>X>Y>W

5、有人设计铂和锌为电极材料，埋入人体作某种心脏病人的心脏起搏器的能源，它依靠人体血液中有一定浓度的O2和H2O进行工作。

（1）正极材料是 ，电极反应为 。 （2）负极材料是 ，电极反应为 。

当堂检测答案：1、B 2、C 3、CD 4、D 5、铂 O2+2H2O+4e—→4OH

锌 Zn—→Zn2++2e

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