第五章 第二节 原电池（课件）- 《药用化学基础（无机化学）》同步教学（劳保版·2023）

目录 02 延时符 第一节 氧化还原反应 第二节 原电池 第五章 氧化还原反应 与原电池 1 30 第二节 原电池 2 31 延时符 任务引入 案例 问题 1．盐桥的作用是什么，拿掉盐桥之后会发生什么现象？ 2．试根据电流方向判断电池的正极和负极？ 将锌片插入硫酸锌溶液中，将铜片插入硫酸铜溶液中，两种溶液用一个装满饱和氯化钾溶液和琼脂的倒置U型管（称为盐桥）连接起来，再用导线连接锌片和铜片，并在导线上加装一个检流计（电流表）。此时我们可以观察到检流计指针偏转，这说明反应中确有电子的转移，而且电子是沿着一定方向有规则的运动；从指针偏转的方向判断，电子从锌片移向铜片；从上述装置中取出盐桥，检流计指针又回到零点。 3 32 延时符 学习目标 1．掌握原电池的组成、工作原理和原电池正、负极的电极反应方程式的书写。 2．熟悉原电池的表示方法。 3. 了解金属的电化学腐蚀和防腐。 4 33 延时符 一、原电池的组成和工作原理 1.定义：通过氧化还原反应而产生电流的装置称为原电池。 本实验中的铜锌原电池又称丹尼尔电池，是将化学能转变成电能的装置。日常生活中使用的干电池，就是根据原电池原理制成的。 5 34 延时符 一、原电池的组成和工作原理 2.原电池与氧化还原反应 在铜锌原电池中，电子由锌片向铜片定向转移，锌片上的锌原子失去电子变成锌离子，进入溶液中，因此锌片上有了过剩电子。 我们依据电子的流动方向，将流出电子的锌片称为电池的负极，在负极锌片上发生氧化反应： 6 35 延时符 一、原电池的组成和工作原理 2.原电池与氧化还原反应 同时硫酸铜溶液中的铜离子得到电子变成铜原子，沉积在铜片上。依据电子的流动方向，得到电子的铜片称为电池的正极，在正极铜片上发生了还原反应： 如果把发生在两个电极上的反应叫半反应，两个半反应相加得到的反应就是电池反应： Cu 7 36 延时符 一、原电池的组成和工作原理 2.原电池与氧化还原反应 由此可见，电池反应就是氧化还原反应。 原电池输出电能的能力，取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。 我们还可以根据组成两极的材料来判断原电池的正负极，一般来说，较活泼的金属容易失去电子，故常作原电池负极；较不活泼的金属易得到电子则为正极。 8 37 延时符 一、原电池的组成和工作原理 以氢为标准，左到右金属活泼性由强减弱，还原性和失电子能力也由强变弱，排在前面的金属可以将排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，而且排在氢元素前的金属才能和盐酸，稀硫酸反应，置换出氢气，钾、钙、钡、钠等元素活泼性最较强，甚至可与水直接反应置换出氢气。 9 38 延时符 二、原电池的表示方法 原电池常用符号表示，如铜锌原电池可表示为： 习惯上把负极写在左边，正极写在右边，“‖”表示盐桥，“∣”表示两相之间的接界，在这里表示电极和溶液接触界面，c 表示浓度（一般用物质的量浓度表示）。 10 39 延时符 二、原电池的表示方法 发生在每个电极上的反应称为电极反应（半电池反应），每个电极反应都包含两类物质，一类是氧化数较高的那种物质，称为氧化态或氧化型；另一类是氧化数较低的那种物质，称为还原态或还原型。 氧化型及其所生成的还原型物质可以构成氧化还原电对，铜锌原电池的氧化还原电对用符号可以表示为 及 11 40 延时符 二、原电池的表示方法 【例】写出原电池 的半反应和电池反应。 解：因为负极发生氧化反应，正极发生还原反应，所以 负极： 正极： 电池反应： 12 41 延时符 三、金属的电化学腐蚀和防腐 电化学腐蚀是指金属在电解质溶液中发生的腐蚀。发生电化学腐蚀的基本条件是：有能导电的溶液。 能导电的溶液几乎包含所有的水溶液，包括淡水、雨水、海水、酸碱盐的水溶液，甚至从空气中凝结的水蒸气加上设备表面的杂质也可以成为构成腐蚀环境的电解质溶液。 13 42 延时符 三、金属的电化学腐蚀和防腐 （一）金属电化学腐蚀的分类 1.析氢腐蚀 在酸性环境中，由于在腐蚀过程中不断有H2放出，所以叫析氢腐蚀。 负极： 正极： 总反应： 14 43 延时符 三、金属的电化学腐蚀和防腐 （一）金属电化学腐蚀的分类 2.吸氧腐蚀 如果在钢铁表面吸附的水膜酸性很弱或呈中性， 但溶液有一定量的氧气，此时就会发生吸氧腐蚀。 负极： 正极： 总反应： 在金属的腐蚀过程中，电化学腐蚀和化学腐蚀往往同时发生，但绝大多数属于电化学腐蚀，且电化学腐蚀速率远大于化学腐蚀。 15 44 延时符 三、金属的