原电池2
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原电池构成要素原电池是一种将化学能转化为电能的装置,由多个构成要素组成。
这些构成要素包括正极、负极、电解质和隔膜。
1. 正极:正极是原电池中的一个重要构成要素,也被称为阳极。
它是电池中的氧化剂,能够接受电子并参与电化学反应。
常见的正极材料包括二氧化锰、过氧化铅等。
正极的选择对电池的性能有着重要影响。
2. 负极:负极是原电池中的另一个重要构成要素,也被称为阴极。
它是电池中的还原剂,能够释放电子并参与电化学反应。
常见的负极材料包括锌、锂等。
负极的选择也对电池的性能有着重要影响。
3. 电解质:电解质是原电池中的导电介质,能够使正、负极之间的离子迁移。
常见的电解质有液态电解质和固态电解质两种。
液态电解质通常是溶解在溶剂中的离子化合物,如盐类溶液。
固态电解质则是一种具有离子导电性的固体材料,如固态聚合物电解质。
电解质的选择和性能直接影响电池的导电性和稳定性。
4. 隔膜:隔膜是原电池中的一个重要构成要素,它起到隔离正、负极的作用,防止直接接触和短路。
隔膜通常是一种具有良好离子透过性的材料,如纸、塑料等。
隔膜的选择需要考虑其导电性、机械强度和化学稳定性等因素。
这四个构成要素共同作用,构成了完整的原电池。
正极和负极之间通过电解质进行离子迁移,而隔膜则起到了隔离和保护的作用。
在正极和负极之间的电化学反应过程中,化学能被转化为电能,从而产生电流。
除了这些基本要素外,原电池的性能还受到其他因素的影响,如电池的结构设计、电极材料的纯度和制备工艺等。
通过优化这些要素和因素,可以提高原电池的能量密度、循环寿命、安全性等性能指标。
正极、负极、电解质和隔膜是构成原电池的四个基本要素。
它们共同作用,将化学能转化为电能。
在设计和制备原电池时,需要考虑这些要素的选择和优化,以提高电池的性能和稳定性。
原电池能导电的条件1. 引言原电池是一种将化学能转换为电能的装置。
在我们日常生活中,原电池被广泛应用于各种设备和工具中,如手提电话、计算器等。
然而,要使原电池能够正常工作并导电,需要满足一定的条件。
本文将详细介绍原电池能导电的条件。
2. 原电池的基本构成原电池由两个不同金属片(通常称为极板)和一个浸泡在溶液中的电解质组成。
其中一个金属片被称为阳极(Anode),另一个金属片被称为阴极(Cathode)。
两个极板通过一个外部连接线连接起来,形成了一个闭合回路。
3. 导体和非导体在讨论原电池能导电的条件之前,我们首先需要了解导体和非导体这两个概念。
•导体:具有良好导电性质的物质被称为导体。
例如金属、水和某些溶液都是良好的导体。
•非导体:相对于导体而言,非导体是指不能很好地传递电流的物质。
例如木材、塑料和玻璃都是非导体。
4. 原电池能导电的条件原电池能导电的条件主要包括以下几个方面:4.1 极板材料的选择在原电池中,阳极和阴极通常采用不同的金属材料。
这是因为不同金属具有不同的化学活性,从而使得电子在金属之间发生转移。
常见的阳极材料有锌、铝等,而阴极材料则常使用铜、银等。
4.2 电解质浓度原电池中的电解质是一个溶解在水或其他溶剂中的化合物。
通过调整溶液中电解质的浓度,可以改变原电池中正负极之间的离子传导性能。
一般来说,较高浓度的电解质会提高正负离子在溶液中传递的速率,从而增强了原电池导电性能。
4.3 温度温度也是影响原电池导电性能的重要因素之一。
一般来说,较高温度下化学反应速率更快,离子传输更加迅速,从而提高了原电池导电性能。
然而,过高的温度可能会导致电解质的蒸发或分解,从而降低了原电池的导电性能。
4.4 极板之间的距离原电池中,阳极和阴极之间的距离也会影响导电性能。
一般来说,较短的距离可以减少电流在极板之间的阻力,从而提高原电池的导电性能。
4.5 外部连接线外部连接线是将阳极和阴极连接在一起形成闭合回路的重要组成部分。
原电池电动势的测定实验报告引言电动势(emf)是电池产生的电压,是电池驱动电荷流动的力量。
测定电池的电动势有助于了解其电力输出能力和性能。
本实验旨在通过测量原电池的电动势来探究其特性,并分析实验结果。
实验目的•测定原电池的电动势;•理解电动势的概念和测量方法;•了解原电池的电力输出能力和特性。
实验装置•原电池(如干电池或锌铜电池);•电动势测量仪器(如电压表);•导线;•镊子。
实验步骤1.将电动势测量仪器的红色探针(正极)连接到原电池的正极,黑色探针(负极)连接到原电池的负极。
2.打开电动势测量仪器并记录显示的读数。
这个读数将近似等于原电池的电动势。
3.小心地将导线的一端用镊子连接到原电池的正极,并将另一端连接到电动势测量仪器的红色探针(正极)。
4.将导线的另一端用镊子连接到原电池的负极,并将另一端连接到电动势测量仪器的黑色探针(负极)。
5.记录电动势测量仪器显示的读数。
实验结果与分析经过实验测量,我们得到了原电池的电动势的读数和连接有导线的电动势的读数。
根据测量结果,我们可以得出以下结论:1.原电池的电动势是通过直接连接仪器测量得到的读数;2.连接有导线的电动势是通过在电路中连接导线测量得到的读数;3.温度和电池的化学反应速率对电动势有一定的影响,可能导致电动势的变化。
根据实验结果,与理论电动势相比,我们可以进一步分析原电池的性能和特性。
如果原电池的电动势与理论值接近,说明电池的输出能力较好,电池性能良好。
如果电动势与理论值有显著差异,可能是电池损耗、内阻等问题导致的。
实验结果提醒我们在实际应用中使用电池时要注意其电动势的准确性,并选择适当的电池类型和使用方式。
结论通过本实验的测量和分析,我们成功地测定了原电池的电动势,并对电动势的测量方法和原电池的特性有了更深入的了解。
实验结果提醒我们在实际应用中要注意电池的电动势准确性,并选择合适的电池类型以满足需求。
参考文献(列出参考文献的信息)致谢(写明感谢实验室的老师和同学的帮助)附录(在此列出实验中用到的数据表格、图表等附加的内容)。
第1篇一、案例背景随着我国教育改革的不断深入,高中化学教学越来越注重培养学生的创新能力和实践能力。
原电池作为化学教学中的一个重要内容,其教学效果直接影响着学生对化学学科的兴趣和认知。
本文以某高中化学教师在实际教学中所采用的原电池教学案例为研究对象,分析其教学过程、方法和效果,为提高原电池教学效果提供借鉴。
二、案例描述1. 教学内容:原电池的工作原理、组成、类型、电极反应、电解质溶液等。
2. 教学对象:高一学生。
3. 教学目标:(1)掌握原电池的工作原理和组成;(2)了解不同类型原电池的特点和区别;(3)学会分析原电池的电极反应和电解质溶液;(4)提高学生的创新能力和实践能力。
4. 教学过程:(1)导入:通过展示生活中常见的电池图片,引导学生思考电池的原理,激发学生的学习兴趣。
(2)讲授:教师结合多媒体课件,详细讲解原电池的工作原理、组成、类型、电极反应、电解质溶液等知识点。
(3)实验:教师组织学生进行原电池实验,观察实验现象,总结实验结果。
(4)讨论:引导学生针对实验现象和结果进行讨论,分析原电池的工作原理。
(5)总结:教师总结本节课的重点内容,布置课后作业。
三、案例分析1. 教学方法(1)多媒体教学:教师运用多媒体课件,将抽象的化学知识形象化、具体化,提高学生的学习兴趣。
(2)实验教学:通过实验操作,让学生亲身体验原电池的工作原理,加深对知识的理解。
(3)讨论教学:鼓励学生积极参与课堂讨论,培养他们的创新能力和实践能力。
2. 教学效果(1)学生的学习兴趣得到提高:通过导入环节的图片展示和实验环节的亲身体验,学生对抗原电池产生了浓厚的兴趣。
(2)知识掌握程度较高:通过多媒体课件、实验操作和讨论教学,学生对原电池的工作原理、组成、类型、电极反应、电解质溶液等知识点有了较为全面的了解。
(3)创新能力和实践能力得到培养:在实验环节和讨论环节,学生积极参与,提出问题、分析问题、解决问题,培养了他们的创新能力和实践能力。
原电池工作原理一、概述原电池是一种将化学能转化为电能的装置,也被称为化学电池。
它由两个电极和一个电解质组成,通过化学反应在电解质中产生电势差,从而产生电流。
本文将详细介绍原电池的工作原理。
二、原电池的构成1. 电极:原电池由两个电极组成,分别为阳极和阴极。
阳极是电池中发生氧化反应的电极,阴极是电池中发生还原反应的电极。
2. 电解质:电解质是电池中的导电介质,通常是溶解在溶液中的盐或者酸。
它的主要作用是维持电荷平衡,并促进离子在电极之间的传递。
3. 电池壳:电池壳是原电池的外壳,起到固定电极和电解质的作用,同时也起到隔离电解质和外界的作用。
三、原电池的工作原理原电池的工作原理基于化学反应,其中涉及到氧化和还原两个过程。
1. 氧化反应:在阳极上,发生氧化反应,将物质氧化为正离子,并释放出电子。
这个过程通常被称为氧化半反应。
例如,在锌-铜原电池中,锌金属氧化为锌离子,并释放出电子。
2. 还原反应:在阴极上,发生还原反应,将正离子还原为物质,并接受电子。
这个过程通常被称为还原半反应。
在锌-铜原电池中,铜离子被还原为铜金属,并接受电子。
3. 电子传导:在电池内部,电子通过外部电路从阳极流向阴极。
这个过程产生了电流,使得电子能够在外部电路中进行工作。
4. 离子传导:在电池内部,正离子通过电解质从阳极传输到阴极。
这个过程维持了电荷平衡,并使得氧化和还原反应能够持续进行。
5. 电势差:由于氧化和还原反应的差异,形成为了电势差。
这个电势差驱动了电子在电池内部和外部电路中的流动。
四、原电池的应用原电池在日常生活和工业中有广泛的应用。
以下是一些常见的应用领域:1. 电子产品:原电池被广泛用于电子产品,如手提电话、计算机、遥控器等。
它们为这些设备提供了便携式的电源。
2. 交通工具:电动汽车和混合动力汽车使用原电池作为动力源,提供持续的电能。
3. 军事应用:原电池在军事领域中被用于潜艇、导弹等装备,为其提供可靠的电源。
4. 医疗设备:原电池在医疗设备中被广泛使用,如心脏起搏器、听力助听器等。
第1篇一、教学背景原电池是化学学科中一个重要的基础概念,它涉及到化学能和电能的相互转化,是电化学的基础。
在高中化学课程中,原电池是学生必须掌握的知识点。
为了帮助学生更好地理解原电池的原理和应用,提高学生的实验操作能力和科学探究能力,本案例以原电池的制作为主线,结合理论讲解和实验操作,设计了一堂生动有趣的教学活动。
二、教学目标1. 知识与技能目标:(1)理解原电池的构成和工作原理;(2)掌握原电池的制作方法;(3)学会使用原电池进行简单的电化学实验。
2. 过程与方法目标:(1)通过实验操作,培养学生的动手能力和观察能力;(2)通过小组合作,培养学生的团队协作能力和沟通能力;(3)通过分析实验结果,提高学生的科学探究能力和问题解决能力。
3. 情感态度与价值观目标:(1)激发学生对化学学科的兴趣和热爱;(2)培养学生的创新意识和实践能力;(3)引导学生关注能源和环境问题,树立可持续发展观念。
三、教学重难点1. 教学重点:(1)原电池的构成和工作原理;(2)原电池的制作方法。
2. 教学难点:(1)原电池电极材料的选取;(2)原电池的实验操作和结果分析。
四、教学过程(一)导入1. 提问:同学们,你们知道什么是原电池吗?原电池在生活中有哪些应用?2. 学生回答,教师总结:原电池是一种将化学能转化为电能的装置,广泛应用于各种电子设备、电动车、太阳能电池等领域。
(二)理论讲解1. 原电池的构成:(1)两个活泼性不同的电极;(2)电解质溶液;(3)闭合回路。
2. 原电池的工作原理:(1)电极反应:电极上的物质发生氧化还原反应;(2)电子流动:电子从负极流向正极;(3)电流产生:闭合回路中产生电流。
(三)实验操作1. 准备工作:(1)准备实验器材:锌片、铜片、石墨棒、食盐、硫酸铜溶液、导线、开关、电流表等;(2)将锌片、铜片、石墨棒分别清洗干净,并用砂纸打磨表面。
2. 实验步骤:(1)将锌片和铜片分别插入食盐溶液中,用导线连接锌片和石墨棒,用开关连接石墨棒和铜片;(2)观察电流表指针的偏转,记录电流值;(3)将硫酸铜溶液滴入食盐溶液中,观察实验现象。
必修二原电池工作原理
原电池,也称为原电池池电池或干电池,是一种常见的电化学电池,它将化学能转化为电能。
原电池由两个不同的金属电极和一种电解质组成。
在原电池中,负极(阴极)通常由锌(Zn)金属制成,而正
极(阳极)通常由二氧化锰(MnO2)等材料制成。
负极和正
极之间用一层电解质质地保持电中性。
当原电池接通电路后,化学反应开始发生。
在负极处,锌离子(Zn2+)氧化成锌离子,并释放出两个电子,电子则流过外
部电路向正极移动。
在正极处,二氧化锰受到电子的还原,形成锰离子(Mn3+),同时释放出一个氧原子。
这两个半反应共同导致了电荷转移,从而产生电流流动。
负极电子的流动和正极离子的流动构成了电池的电流。
在此过程中,原电池的化学反应会持续进行,直到负极的锌完全被消耗,正极的二氧化锰也几乎被消耗。
需要注意的是,原电池是一次性使用的电池,一旦负极的锌被用尽,电池将无法再产生电流。
当原电池的工作时间过长或电池被过度使用时,二氧化锰也可能过度被还原,导致电池损坏或失效。
总结起来,原电池工作的基本原理是通过负极的氧化反应和正极的还原反应,将化学能转化为电能,并产生电流流动。
高一化学必修2原电池专题work Information Technology Company.2020YEAR化学能与电能的转化—原电池专题1、概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
2、原电池的工作原理:通过氧化还原反应(有电子的转移)把化学能转变为电能。
3、构成原电池的条件:(1)电极为导体且活泼性不同;(2)两个电极接触(导线连接或直接接触);(3)两个相互连接的电极插入电解质溶液构成闭合回路。
【例题分析】例1、在如图所示的8个装置中,属于原电池的是()A.①④ B.③④⑤C.④⑧D.②④⑥⑦4、电极名称及发生的反应:负极:较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应,电极反应式:较活泼金属-ne-=金属阳离子负极现象:负极溶解,负极质量减少。
正极:较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应,电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质正极的现象:一般有气体放出或正极质量增加。
5、原电池正负极的判断方法:①依据原电池两极的材料:较活泼的金属作负极(K、Ca、Na太活泼,不能作电极);较不活泼金属或可导电非金属(石墨)、氧化物(MnO2)等作正极。
②根据电流方向或电子流向:(外电路)的电流由正极流向负极;电子则由负极经外电路流向原电池的正极。
③根据内电路离子的迁移方向:阳离子流向原电池正极,阴离子流向原电池负极。
④根据原电池中的反应类型:负极:失电子,发生氧化反应,现象通常是电极本身消耗,质量减小。
正极:得电子,发生还原反应,现象是常伴随金属的析出或H2的放出。
6、原电池电极反应的书写方法:(i)原电池反应所依托的化学反应原理是氧化还原反应,负极反应是氧化反应,正极反应是还原反应。
因此书写电极反应的方法归纳如下:①写出总反应方程式。
②把总反应根据电子得失情况,分成氧化反应、还原反应。
③氧化反应在负极发生,还原反应在正极发生,反应物和生成物对号入座,注意酸碱介质和水等参与反应。
(ii)原电池的总反应式一般把正极和负极反应式相加而得。
原电池的化学名词解释电池是我们日常生活中广泛使用的一种化学电源。
它们为我们的电子设备,如手机、电脑、手表等提供了所需的能量。
而原电池作为一种常见的电池类型之一,它的化学名词也值得我们深入了解。
一、原电池的概念原电池,又称为原始电池或原型电池,是电池的一种基本形式。
它是利用化学能转化为电能的装置,由两种或多种不同金属间的化学反应产生。
通过将原电池的两个极接地,就能够建立一条闭合电子通路,从而产生电流,为外部电路提供所需的能量。
二、原电池的结构原电池的结构相对简单,它主要包含以下几个基本组成部分:1. 电解质:电解质是原电池中的重要组成部分,它可以分为液态和固态两种形式。
液态电解质常使用酸、碱或盐溶液,而固态电解质则可以是一种固体,例如形成氧化物的金属。
2. 电极:原电池的两个极分别被称为正极和负极。
正极是电池的阳极,负极则是电池的阴极。
常用的材料有铜、锌等金属。
3. 电池外壳:外壳是用来容纳电解质和电极的部分。
它通常由塑料或金属制成,以保护电解质和电极不受外界环境的侵蚀。
三、原电池的工作原理原电池的工作原理可以通过以下几个步骤进行解释:1. 化学反应:原电池中的电解质和电极发生化学反应,产生电子和离子。
这些反应过程可能是氧化还原反应,也可以是其它类型的化学反应。
2. 电子转移:在化学反应的过程中,正极会释放出电子,而负极则会接受这些电子。
这个过程被称为电子转移。
3. 电解质离子的流动:正极所产生的离子会在电解质中移动,并与负极相互反应。
这种离子流动导致了电池内部电位差的形成。
4. 电流生成:经过电子转移和离子流动,电池内部形成了一个闭合的电子通路。
电子会沿着这个通路流动,形成电流,为外部电路提供所需的能量。
四、常见的原电池类型原电池有多种类型,每种类型都具有不同的结构和工作原理。
以下是一些常见的原电池类型:1. 锌碳电池:锌碳电池是最常见的原电池类型之一,它的正极由锌制成,负极由碳制成。
在锌碳电池中,化学反应的产物是锌离子和氢气。
原电池的工作原理教案(实用版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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h2o2原电池电极反应方程式氧化还原反应是化学中最基本的反应,它也是许多原电池中电极反应的基础。
水溶液中,氢过氧化物原电池是一种最常见和最重要的原电池,它的典型反应可用方程式H2O2(氢过氧化物)来表示,该方程式具有重要的工程技术意义。
H2O2原电池是一种由双组份电解液组成的电池,包括阳极和阴极。
双组份电解液内反应的化学反应形成了H2O2原电池电极反应方程式。
其阳极反应方程式为:H2O2 + 2H2OH+) + 4e-4OH- 。
这表明,H2O2原电池从阳极发出电流,阳极水及氢离子表示,电子流入阳极形成水及氧化氢离子。
此外,H2O2原电池的阴极反应方程式为:2H2 + 4OH- O2 +4H2O + 4e-。
这表明,H2O2原电池从阴极发出电流,发出氢气,氧气,水及电子。
总之,H2O2原电池的电极反应方程式是:H2O2 + 2H2O(H+)+4e- 4OH-;2H2 + 4OH- O2 + 4H2O + 4e-。
这些方程式显示了H2O2原电池的氢过氧化物电极反应的重要性,并且说明了H2O2原电池在发电过程中,阳极发出电子水及氢离子,而阴极发出氢气,氧气,水及电子。
H2O2原电池的氢过氧化物电极反应由多方面影响,比如反应温度、反应时间、电极材料、电解质浓度和pH值等。
其中,温度对H2O2原电池氢过氧化物电极反应有着重要影响,因为温度过高会加速反应,过低反应却会减慢。
此外,电解质浓度也会影响H2O2原电池的氢过氧化物电极反应,因为正确的电解质浓度使反应能够顺利进行,而过低或过高的浓度会导致反应不良。
此外,电极材料也至关重要,它必须是导电性强和阻燃性好的材料,以保证H2O2原电池的安全性和可靠性。
此外,由于H2O2原电池的反应特性很难控制,因此必须选择适当的控制方法来实现H2O2原电池的最优运行。
例如,水及电解质的温度可以调节,以减少H2O2的氢过氧化物电极反应的影响;也可以采用各种不同的电极材料,以改善反应活性;甚至可以添加催化剂,有效地减少反应时间;最后,可以增加电解液的浓度,增加H2O2原电池的产电量。
第二单元原电池的工作原理及应用浙江考试标准知识条目必考要求加试要求(1)原电池的概念 a a(2)铜-锌原电池的原理及电极反响式 b b(3)原电池的构成条件 a b(4)常见化学电源 b c(5)银锌电池、铅蓄电池、燃料电池的工作原理与应用价值b (6)原电池的构造与工作原理,盐桥的作用b(7)判断与设计简单的原电池 c(8)原电池的电极反响式和电池反响方程式b (9)原电池的正、负极和电子流向的判断 c考点1| 原电池原理及其应用[根底知识自查]1.原电池:把化学能转化为电能的装置。
2.工作原理:(以锌-铜原电池为例)装置—Zn电极Cu电极现象锌片逐渐溶解铜片上产生气泡得失电子失电子得电子正、负极判断负极正极电子流向流出流入电极反响式Zn-2e-===Zn2+2H++2e-===H2↑总反响式Zn+2H+===Zn2++H2↑3.构成条件4.盐桥电池的构造与工作原理(加试要求)(1)构造盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼脂。
随着反响的进展,Zn棒中的Zn 原子失去电子成为Zn2+进入溶液中,使ZnSO4溶液中Zn2+过多,带正电荷;Cu2+获得电子沉积为Cu,溶液中Cu2+过少,SO2-4过多,溶液带负电荷。
当溶液不能保持电中性时,将阻止放电作用的继续进展,盐桥的存在就防止了这种情况的发生;其中Cl-向ZnSO4溶液中迁移,K+向CuSO4溶液中迁移,分别中和过剩的电荷,使溶液保持电中性,反响可以继续进展。
(2)盐桥电池的构成特点①一般情况下,金属插入其可溶性盐溶液中,组成负极和正极。
②为使溶液保持电中性,盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路。
③盐桥电池的两个电极材料可以不同,也可以一样,但环境绝对不同。
(3)盐桥的作用①使整个装置构成闭合回路,代替两溶液直接接触。
②平衡电荷。
通过盐桥中阴阳离子定向移动而使两极电解质溶液中正负电荷守恒而保持电中性。
③将两个半电池完全隔开,有利于将化学能最大限度地转化为电能。
原电池的符号书写规则
原电池的符号书写规则如下:
1. 正负号写在最两边,即“(-)”写在最左边,“(+)”写在最右边。
2. 以符号“∣”表示不同物相之间的结界,用“‖”表示盐桥。
3. 有分界面的两相用单竖线分割;无分界面的混合在一起的两相用逗号分隔。
4. 非金属或气体不导电,因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半电池时,需外加惰性导体(如铂或石墨等)做电极导体。
其中,惰性导体不参与电极反应,只起导电(输送或接送电子)的作用,故称为“惰性”电极。
5. 溶液要标上活度或浓度(mol·L-1),若为气体物质应注明其分压(Pa),还应标明当时的温度。
如果不写出,则温度为298.15K,气体分压为101.325kPa,溶液浓度为
1mol·L-1。
2个相同的电极可构成原电池吗?工作原理、电动势的产生机理等方面进行了定性阐述,适当拓展了原电池原理的有关知识,以适应素质教育的要求。
关键词原电池电极电动势2个相同的电极可构成原电池吗?许多中学化学教师都会肯定地说“不行,因为构成原电池的条件之一就是具有2个不同的电极。
”可是,在一次大型公开课上,有一组学生做原电池构成条件的探究性实验时,将2个相同的锌电极浸入到硫酸铜溶液后,发现电流计的指针偏转了。
为什么会这样呢?一时间,在座的专家、同行议论纷纷, 但都无令人信服的理论解释。
其实如果我们查阅大学物理化学的电化学部分,则不难找到答案。
不过,由于大学物理化学的电化学理论重在运用热力学理论进行定量分析,相对中学化学基础而浅显的电化学知识来说,显得过于深奥难懂,更难以向中学生解释清楚。
因此,本文结合中学化学的实际, 定性地阐述了原电池的有关知识,旨在帮助中学化学教师拓展相关知识,以应对素质教育的需要。
1 原电池的类型使化学能转化为电能的装置,称为原电池或简称电池。
根据原电池的组成及变化的特点,可将电池按以下几种方式进行分类:(1) 按照电池中物质所发生的变化,可将电池分为2 类: 凡电池中电极反应的净结果为化学反应者称为“化学电池”,凡电池中电极反应的净结果仅是高浓度变成低浓度者称“浓差电池”。
(2) 按照电池包含电解质溶液的种类,又可将电池分为2 类: 电池中只含1 种电解质溶液的称为“单液电池”,电池中含有2 种电解质溶液的称为“双液电池”。
(3) 按照电池中能量变化的特点,也可将电池分为2 类: 凡化学能(即体系的吉布斯自由能的减少) 全部转化为电能者称“可逆电池”,凡化学能只部分转化为电能者称“不可逆电池”。
大学课本中只讨论可逆电池,而可逆电池的电极必须是可逆电极,可逆电极的特点是发生的充、放电反应互为可逆反应,如常见的甘汞电极Hg-Hg2Cl2|Cl- 的电极反应可表示为:Hg2Cl2+2e-=2Hg+2Cl- 。
课题:原电池化学电源(二)【学习目标】 1.了解原电池的工作原理,能写出电极反应和电池反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
【知识梳理】原电池原理的应用1.加快氧化还原反应速率一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率________。
例如,在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的速率________。
【典例1】将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀硫酸,同时向a中加少量CuSO4溶液,下图中产生H2的体积V(L)与时间t(min)的关系,其中正确的是()2.比较金属活动性强弱两种金属作原电池的两极时,其活泼性与正极、负极有什么关系?【典例2】有A、B、C、D四种金属。
将A与B用导线连接起来,浸入电解质溶液中,B不易腐蚀。
将A、D分别投入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈。
将铜浸入B的盐溶液里,无明显变化。
如果把铜浸入C的盐溶液里,有金属C析出。
据此判断它们的活动性由强到弱的顺序是()A.D、C、A、B B.D、A、B、CC.D、B、A、C D.B、A、D、C3、金属的防护叫__________________________法4.设计化学电源(1)设计原电池的一般思维方法是什么?(2)设计原电池时,对电解质溶液有何要求?若有盐桥时两个半电池中的电解质溶液是否相同?(3)在电极材料的选择使用方面有何要求?电极材料必须参与化学反应吗?【典例3】根据下列氧化还原反应设计一个原电池:2FeCl3+Fe===3FeCl2。
要求:(1)画出此原电池的装置图,装置可采用烧杯。
(2)注明原电池的正、负极和外电路中电子的流向。
(3)写出两个电极上发生的电极反应。
【限时训练】1.理论上不能用于设计成原电池的反应是( )A .HCl +NaOH===NaCl +H 2O ΔH <0B .2CH 3OH(l)+3O 2(g)――→点燃2CO 2(g)+4H 2O(l) ΔH <0C .4Fe(OH)2(s)+2H 2O(l)+O 2(g)===4Fe(OH)3(s) ΔH <0D .2H 2(g)+O 2(g)===2H 2O(l) ΔH <02.X 、Y 、Z 都是金属,把X 投入Z 的硝酸盐溶液中,X 的表面有Z 析出,X 与Y 组成原电池时,Y 为电池的负极,X 、Y 、Z 三种金属的活泼性顺序为( )A .X>Y>ZB .X>Z>YC .Y>X>ZD .Y>Z>X3.(2011·吉林模拟)依据氧化还原反应:2Ag +(aq)+Cu(s)===Cu 2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如下图所示。
请回答下列问题:(1)电极X 的材料是______;电解质溶液Y 是______________________________;(2)银电极为电池的________极,发生的电极反应为__________________________________________________________________________________________________; X 电极上发生的电极反应为_______________________________________________;(3)外电路中的电子是从________电极流向________电极。
4.将两个铂电极插入KOH 溶液中,向两极分别通入CH 4和O 2,构成甲烷燃料电池。
已知,通入CH 4的一极,其电极反应式是CH 4+10OH --8e -===CO 2-3+7H 2O ;通入O 2的另一极,其电极反应式是2O 2+4H 2O +8e -===8OH -。
下列叙述不正确的是( )A .通入CH 4的电极为负极B .正极发生氧化反应C .燃料电池工作时,溶液中的OH -向正极移动D .该电池使用一段时间后应补充KOH5.科学家成功开发出便携式固体氧化物燃料电池,它以丙烷气体为燃料。
电池中的一极通入空气,另一极通入丙烷气体,电解质是固态氧化物,在熔融状态下能传导O 2-。
下列对该燃料电池的说法不正确的是( )A .在熔融电解质中,O 2-由负极移向正极B .该电池的总反应是C 3H 8+5O 2===3CO 2+4H 2OC .电路中每通过5 mol 电子,约有5.6 L 标准状况下的丙 烷被完全氧化D .通入丙烷的电极为电池负极,发生的电极反应为C 3H 8-20e -+10O 2-===3CO 2+4H 2O6.(2011·宁波质检)一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。
该电池负极发生的反应是( )A .CH 3OH(g)+O 2(g)-2e -===H 2O(l)+CO 2(g)+2H +(aq)B .O 2(g)+4H +(aq)+4e -===2H 2O(l)C .CH 3OH(g)+H 2O(l)-6e -===CO 2(g)+6H +(aq)D .O 2(g)+2H 2O(l)+4e -===4OH -7.(1)将Al 片和Cu 片用导线相连,插入稀H 2SO 4中组成原电池,写出电极名称及电极反应式:Al 片( )___________________________________________,Cu 片( )______________________________________________。
(2)若将Al 片和Cu 片用导线相连,插入浓HNO 3中能否组成原电池?________(填“能”或“不能”),若能组成原电池,写出电极名称及电极反应式:Al 片( )_____________________________________________,Cu 片( )________________________________________________________。
8.Li-SOCl 2电池可用于心脏起搏器。
该电池的电极材料分别为锂和碳,电解液是LiAlCl 4-SOCl 2。
电池的总反应可表示为4Li +2SOCl 2===4LiCl +S +SO 2↑。
请回答下列问题:(1)电池的负极材料为________________,发生的电极反应为____________________;(2)电池正极发生的电极反应为___________________________________________;(3)SOCl 2易挥发,实验室中常用NaOH 溶液吸收SOCl 2,有Na 2SO 3和NaCl 生成。
如果把少量水滴到SOCl 2中,实验现象是___________________________________________,反应的化学方程式为____________________________________________________;(4)组装该电池必须在无水、无氧的条件下进行,原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。
9.(2009·天津理综,10)氢氧燃料电池是符合绿色化学理念的新型发电装置。
如图为电池示意图,该电池电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。
请回答: (1)氢氧燃料电池的能量转化的主要形式是____________________,在导线中电子流动方向为________(用a 、b 表示)。
(2)负极反应式为________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)电极表面镀铂粉的原因是_______________________________________________ ________________________________________________________________________。
(4)该电池工作时,H 2和O 2连续由外部供给,电池可连续不断提供电能。
因此,大量安全储氢是关键技术之一。
金属锂是一种重要的储氢材料,吸氢和放氢原理如下:Ⅰ.2Li +H 2=====△2LiHⅡ.LiH +H 2O===LiOH +H 2↑①反应Ⅰ中的还原剂是________________,反应Ⅱ中的氧化剂是________________。
②已知LiH 固体密度为0.82 g·cm -3,用锂吸收224 L(标准状况)H 2,生成的LiH 体积与被吸收的H 2体积比为________。
③由②生成的LiH 与H 2O 作用,放出的H 2用作电池燃料,若能量转化率为80%,则导线中通过电子的物质的量为________mol 。
学案原电池化学电源(参考答案)【课前准备区】知识点一1.化学电知识点二1.(1)Zn+2OH--2e-===Zn(OH)2(2)Zn+2OH--2e-===Zn(OH)22.Pb+SO2-4-2e-===PbSO43.(1)①H2-2e-===2H+12O2+2H ++2e-===H2O②H2+2OH--2e-===2H2O12O2+H2O+2e-===2OH-(2)CH4+10OH--8e-===CO2-3+7H2O2O2+4H2O+8e-===8OH-问题思考1.不一定,例如将Mg和Al用导线连接插入NaOH溶液中,Al作负极,Mg作正极。
2.根据同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引的原理可知,在电解质溶液中,阴离子移向负极,阳离子移向正极。
3.(1)根据电子流动方向判断。
在原电池中,电子流出的一极是负极;电子流入的一极是正极。
(2)根据两极材料判断。
一般活泼性较强金属为负极;活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的定向流动方向判断。
阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
(4)根据原电池两极发生的变化来判断。
负极总是失去电子,发生氧化反应,正极总是得到电子,发生还原反应。
(5)根据现象判断。
溶解的一极为负极,质量增加或放出气体的一极为正极。
4.5.负极反应:2H2+4OH--4e-===4H2O正极反应:O2+2H2O+4e-===4OH-总反应式:2H2+O2===2H2O从上述反应可以看出,虽然OH-反应前后的量不变,但有水生成,介质溶液的碱性减弱。