原电池知识点总结
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原电池的知识梳理3、只有氧化还原反应才有电子的得失,只有氧化还原反应才可能被设计成原电池(复分解反应永远不可能被设计成原电池)。
5、无论什么样电极材料、电解质溶液(或熔融态的电解质)构成原电池,只要是原电池永远遵守电极的规定:电子流出的电极是负极,电子流入的电极是正极。
6、在化学反应中,失去电子的反应(电子流出的反应)是氧化反应,得到电子的反应(电子流入的反应)是还原反应,所以在原电池中:负极永远发生氧化反应,正极永远发生还原反应。
(1)在外电路:①电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。
②电子的流向是从电源的负极出发经用电器流向电源的正极。
(2)在内电路:①电解质溶液中的阳离子向正极移动,因为:正极是电子流入的电极,正极聚集了大量的电子,而电子带负电,吸引阳离子向正极移动。
②电解质溶液中的阴离子向负极移动,因为:负极溶解失去电子变成阳离子,阳离子大量聚集在负极,吸引阴离子向负极移动。
(硝酸做电解质溶液时,在H+帮助下,NO3-向正极移动得电子放出NO2或NO)10、如果负极产生的阳离子和电解质溶液中的阴离子不能共存,二者将发生反应使得各自的离子浓度减少,并可能伴有沉淀或气体的产生。
11、在特定的电解质溶液的条件下:能单独反应的金属做负极,不能单独反应的金属做正极。
例1:两极材料分别是铜片和铝片,电解质溶液是浓硝酸,虽然金属活动性铝比铜活泼,但是由于铝与浓硝酸发生钝化,不再继续反应,而铜与浓硝酸发生氧化反应,在电池中,铜作原电池的负极,铝作原电池的正极。
例2:两极材料分别是镁片和铝片,电解质溶液是氢氧化钠溶液,虽然金属活动性镁比铝活泼,但是由于铝与氢氧化钠溶液发生氧化反应产生氢气,而镁与氢氧化钠溶液不反应,在电池中,铝作原电池的负极,镁作原电池的正极。
12、在非氧化性酸的酸性条件下或中性条件下,金属活动性强的金属做负极。
二、应该对比掌握几种原电池原电池电极反应式的书写格式:电极名称(电极材料):氧化还原反应的半反应(氧化还原类型)1、铜锌非氧化性强酸溶液的原电池(伏打电池)(电极材料:铜片和锌片,电解质溶液:稀硫酸)(1)氧化还原反应的离子方程式:Zn+2H+ = Zn2+ + H2↑(2)电极反应式及其意义正极(Cu):2H+ +2e-=H2↑(还原反应);负极(Zn):Zn -2e-=Zn2+ (氧化反应)。
(知识点总结及习题)原电池的知识梳理1、原电池是一种将化学能转变成电能的装置。
2、原电池的构成条件:活动性不同的两个电极、电解质溶液、形成闭合回路。
韵语记忆:一强一弱两块板,两极必用导线连,同时插入电解液,活动导体溶里边。
3、只有氧化还原反应才有电子的得失,只有氧化还原反应才可能被设计成原电池(复分解反应永远不可能被设计成原电池)。
4、氧化还原反应中还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应同时发生,一个氧化还原反应被设计成原电池后,氧化反应和还原反应被分别设计在负极和正极发生,两极反应式叠加后应该与氧化还原反应式吻合,要求书写电极反应式时,负极失去的电子数与正极得到的电子数相等。
5、无论什么样电极材料、电解质溶液(或熔融态的电解质)构成原电池,只要是原电池永远遵守电极的规定:电子流出的电极是负极,电子流入的电极是正极。
6、在化学反应中,失去电子的反应(电子流出的反应)是氧化反应,得到电子的反应(电子流入的反应)是还原反应,所以在原电池中:负极永远发生氧化反应,正极永远发生还原反应。
7、原电池作为一种化学电源,当它用导线连接上用电器形成闭合回路时就会有电流通过。
(1)在外电路:①电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。
②电子的流向是从电源的负极出发经用电器流向电源的正极。
(2)在内电路:①电解质溶液中的阳离子向正极移动,因为:正极是电子流入的电极,正极聚集了大量的电子,而电子带负电,吸引阳离子向正极移动。
②电解质溶液中的阴离子向负极移动,因为:负极溶解失去电子变成阳离子,阳离子大量聚集在负极,吸引阴离子向负极移动。
(硝酸做电解质溶液时,在H+帮助下,NO3-向正极移动得电子放出NO2或NO)8、原电池的基本类型:(1)只有一个电极参与反应的类型:负极溶解,质量减小;正极本身不参与反应,但是在正极可能有气体产生或正极质量增大。
(2)两个电极都参与反应的类型:例如:充电电池类的:蓄电池、锂电池、银锌电池等。
原电池相关知识点总结一、原电池1. 原电池(1) 概念:将化学能转化为电能的装置。
(2) 实质:自发进行氧化还原反应,把化学能转化为电能。
2.原电池工作原理(以锌铜原电池为例)3.原电池形成的条件(1) 两个活泼性不同的电极。
(2) 电解质溶液或熔融电解质,形成闭合回路(或两极直接接触)。
(3) 能自发地发生氧化还原反应。
4. 电子流向负极→ 正极(电子不能通过溶液)5.电极反应负极:一般是活泼性较强的金属,发生氧化反应。
正极:一般是活泼性较弱的金属(或导电非金属),发生还原反应。
6. 盐桥的组成和作用⑴ 盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
⑵ 盐桥的作用:a.连接内电路,形成闭合回路;b.平衡电荷,使原电池不断产生电流。
【总结提升】1.工作原理示意图(以铜锌原电池为例)2.原电池电极的判断3. 原电池的负极一般,在原电池反应中活泼金属作负极包含两层含义:(1) “活泼”是指相对活泼而不是绝对活泼。
(2) 在大部分原电池反应中,金属活动性较强的一极作负极,另一电极作正极。
但在某些特殊条件下例外,例如:①冷的浓硝酸作电解质溶液,金属铁或铝与金属铜作电极时,铁或铝在冷的浓硝酸中钝化,金属活动性弱的铜与浓硝酸发生氧化反应作负极。
② NaOH溶液作电解质溶液,金属镁与金属铝作电极时,因铝能与NaOH溶液反应,作负极,而金属活动性强的镁只能作正极。
4. 原电池的设计从理论上讲,能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池,实际设计时应注意以下几点:⑴负极(还原性较强的物质);⑵正极是活动性较差的金属或能导电的非金属;⑶电解质溶液:两电极浸入电解质溶液中,阴离子移向负极,阳离子移向正极。
二、原电池原理的应用1.加快氧化还原反应的速率例如:在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液,能使产生H2的速率加快。
2.比较金属活动性强弱3.设计化学电池例如:以Fe+CuCl2===FeCl2+Cu为依据,设计一个原电池。
高考化学原电池知识点归纳原电池也叫做原电池,是一种将化学能直接转化为电能的装置。
在原电池中,化学反应会使两种不同的金属发生电子转移,产生电流。
1. 原电池的构成:原电池由两个不同金属电极和电解质组成。
通常情况下,一个金属是阳极,即电子流动的起始点,另一个金属是阴极,即电子流动的终点。
电解质可以是固态、液态或者是溶液。
2. 原电池的工作原理:原电池中的化学反应会引发电子的流动。
在阳极处,金属会氧化并丧失电子,成为离子溶解在电解质中。
离子在电解质中移动到阴极处,与电解质中的离子结合,使得金属还原并收回电子。
电子在两个电极之间的外部电路中流动,从而形成了电流。
3. 原电池的电势差:原电池的电势差是指在开路状态下,两个电极之间的电位差。
电势差可以通过将电压计连接到电池的两个极端来测量。
4. 原电池的电动势:原电池的电动势是指在工作状态下,两个电极之间的电位差。
电动势可以通过将电压计连接到电池的两个极端并接通外部电路来测量。
5. 原电池的表示方法:原电池可以使用标准电动势表(如电池电势序列)来表示。
标准电动势是相对于标准氢电极的电势测量值。
6. 原电池的电源类型:根据电解质状态的不同,原电池可以分为干电池和湿电池。
干电池中,电解质是固体,而在湿电池中,电解质是液体或者溶液。
7. 原电池的应用:原电池广泛应用于日常生活和工业中,例如电池驱动的手电筒、遥控器、闹钟等。
它们还被用于电子设备、交通工具等领域。
8. 原电池的使用注意事项:在使用原电池时,需要注意保持电极清洁、避免电池反向连接、避免短路,以避免电池损坏或者发生危险。
以上是关于化学原电池的一些基本知识点的归纳总结。
了解以上知识点可以帮助我们更好地理解原电池的工作原理、鉴别标准以及使用方法。
在化学考试中掌握这些知识,也能够更好地回答相关的试题。
继续写:9. 原电池的化学反应:不同的原电池采用不同的化学反应。
常见的原电池包括锌-银电池、锌-铜电池、锌-锰电池等。
原电池(知识点归纳总结+例题解析)研究目标】1、了解化学能与电能的转化方式及应用;2、掌握原电池的组成及工作原理;3、认识常见的化学电源和新型电池的开发利用。
要点梳理】要点一、原电池的工作原理1、原电池的定义燃煤发电将化学能转化为电能的过程繁琐、复杂且能耗较大。
而原电池则是一种装置,能够将氧化还原反应释放的能量直接转变为电能。
2、原电池的工作原理实验1:将一块锌片和一块铜片插入稀硫酸中,会出现气泡。
反应:Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2↑。
锌失去电子生成锌离子,硫酸得到电子生成氢离子。
实验2:将锌片和铜片用电线连接起来,中间接一电流计。
锌片逐渐溶解,铜片上有气泡出现,电流计指针发生偏转。
结论:锌反应生成锌离子溶解,铜片上有氢气产生,电流产生。
这样,就构成了原电池。
要点二、原电池的组成条件组成原电池必须具备三个条件:1)提供两个活泼性不同的电极,分别作负极和正极。
负极:活泼性强的金属,该金属失电子,发生氧化反应。
正极:活泼性弱的金属或非金属(常用碳棒、石墨),该电极上得电子,发生还原反应。
2)两个电极必须直接和电解质溶液接触,电解质溶液中阴离子向负极方向移动,阳离子向正极方向移动,阴阳离子定向移动成内电路。
3)必须有导线将两电极连接,形成闭合通路。
要点三、原电池的正、负极的判断方法原电池中正负极的判断方法如下:本文介绍了判断电极类型的几种方法,包括根据电极材料、电流方向、离子移动方向、电极反应类型和电极上反应现象等。
同时还提到了判断电流方向时需要注意电源内外电路的不同。
在书写电极反应式时,需要标出正负极和电极材料,并遵循电子得失守恒、质量守恒和电荷守恒三大守恒原则。
此外,还需要根据所处的电解质溶液的酸碱性环境来选择反应产物。
最后,文章以氢氧燃料电池为例,介绍了两种书写电极反应式的方法。
3Cu的反应,可以设计成原电池:Cu|Cu2+||Fe3+|Fe。
其中,Cu为正极,Fe为负极,Cu2+和Fe3+为电解质溶液。
原电池知识一:铜锌原电池自发氧化还原反应:Zn+Cu2+=Zn2++ Cu(得失电子,Zn发生被氧化,Cu2+发生被还原)把氧化反应和还原反应分隔开(如右图)即是一个原电池。
1、现象:有盐桥存在时,电流表指针发生偏转,有电流通过电路。
锌片溶解,质量减少,铜片质量增加。
2、原理:活泼金属锌失电子,铜离子得到电子在硫酸锌溶液中,锌片逐渐被溶解,即锌原子失去电子,Zn被还原,形成Zn2+进入溶液Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)从锌片上释放出的电子,经过导线流向铜片,硫酸铜溶液中的Cu2+ 从铜片上得到电子,还原成为金属铜并沉积在铜片上。
Cu2++2e- =Cu (还原反应)3、盐桥盐桥:盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的胶冻,胶冻的作用是防止管中溶液流出。
盐桥的作用:可使由它连接的两溶液保持电中性。
锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电,铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电,此时盐桥中的Cl-会移向溶液中的硫酸锌溶液,K+移向硫酸铜溶液,使硫酸锌和硫酸盐溶液保持电中性,氧化还原反应得以继续进行,从而使原电池不断地产生电源。
没有盐桥的情况下,则会停止反应。
导线的作用是传递电子,沟通外电路。
而盐桥的作用则是沟通内电路。
知识点二:原电池1、原电池概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
实质:将自发的氧化还原反应的不规则电子转移变成电子的定向移动。
即将化学能转化成电能的形式释放。
(原电池反应速率比化学反应速率快)2、原电池的构成条件(1)自发的氧化还原反应(本质条件)(2)活泼性不同的两电极(其中能与电解质溶液自发反应的为负极)(3)电解质溶液(能与电极反应)(4)形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液)3、电极材料的选择(了解知道)必须导电。
电池的负极必须能与电解质溶液反应,且正负电极用不同材料。
一般情况下,两个电极的构成可分为四种:1)活泼性不同的两种金属。
例,锌铜原电池中,锌为负极,铜为正极2)金属和非金属:例,锌锰干电池中,锌为负极,石墨为正极3)金属和化合物:例,铅蓄电池中,铅板为负极,二氧化铅为正极4)惰性电极:例,氢氧燃料电池中,两个电极都可用Pt (特殊)知识点三、电极方程式或电极反应1、我们一般用离子反应方程式表示原电池正负极的工作原理,又叫电极方程式或电极反应。
原电池知识点归纳总结一、电池的基本原理1. 电池的定义:电池是一种将化学能转化为电能的装置,它通过化学反应产生电流,从而驱动电子器件工作。
2. 电池的组成:电池由正极、负极和电解质组成。
正极和负极之间通过电解质连接,构成电池内部的电化学反应环境。
3. 电池的工作原理:当电池两极之间连接电路时,电解质中的离子会在正负极之间移动,产生电流。
这是一种化学能转化为电能的过程。
二、电池的分类1. 按用途分类:主要有家用电池、工业电池、车载电池等。
2. 按电化学原理分类:主要有原电池(非可充电电池)和蓄电池(可充电电池)两种类型。
三、原电池的原理及种类1. 原电池的原理:原电池是一种将化学能转化为电能的装置,但不能通过外部电流再将其转化为化学能的装置。
2. 原电池的分类:原电池主要包括干电池、碱性锰电池、铅酸电池、锌碳电池等。
四、干电池1. 干电池的结构:干电池由正极(锌罐)、负极(碳棒)、电解质(NH4Cl和锌氧化物)、电容器、外壳等组成。
2. 干电池的工作原理:干电池通过在阳极反应产生电子,然后这些电子被负极吸收,正负极之间的电流就被接通。
五、碱性锰电池1. 碱性锰电池的结构:碱性锰电池由锰二氧化物正极、氢氧化钠电解质、锌负极和电容器等组成。
2. 碱性锰电池的工作原理:碱性锰电池是单用原电池,通过化学反应产生电流。
3. 碱性锰电池的特点:碱性锰电池有较高的容量,适用于需要稳定电压输出的设备。
六、铅酸电池1. 铅酸电池的结构:铅酸电池由正极(铅二氧化物)、负极(纯铅)、电解液(硫酸)和隔膜等组成。
2. 铅酸电池的工作原理:铅酸电池在放电时,正极的铅二氧化物和负极的纯铅通过化学反应产生电流。
3. 铅酸电池的特点:铅酸电池是一种常用的蓄电池,具有较高的储能密度和较长的寿命。
七、锌碳电池1. 锌碳电池的结构:锌碳电池由碳杆、锌罐、电解质、隔膜、外壳等组成。
2. 锌碳电池的工作原理:锌碳电池是一种干电池,通过在阳极反应产生电子,然后这些电子被负极吸收,正负极之间的电流就被接通。
原电池原理1、原电池口诀:活负失(活泼金属做负极失去电子)2、电子、电流方向:(1)外电路(导线上):电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。
(2)内电路(溶液中):阴离子向负极移动,阳离子向正极移动。
3、构成原电池的条件:(1)两个活泼性不同的电极(2)有电解质溶液且形成闭合回路(3)有自发进行的氧化还原反应发生4、电极反应式的书写方法:第一步:写出总反应的离子方程式第二步:写出负极反应式(化合价升高的为负极反应)第三步:用总反应式减去负极反应式得出正极反应式5、几个重要的原电池:⑴铅蓄电池:总反应:PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O离子反应方程式:PbO2+Pb+4H++2SO42—=2PbSO4+2H2O负极:Pb+SO42--2e-=PbSO4正极:PbO2 +4H++SO42—+2e-=PbSO4+2H2O⑵燃料电池:负极:可燃物正极:氧气(或空气)①氢氧燃料电池总反应:2H2+O2=2H2O若电解质溶液为酸性:负极:H2-2e-=2H+正极: O2+4H++4e-=2H2O若电解质溶液为碱性:总反应:2H2+O2=2H2O负极:H2-2e-+2OH-=2H2O正极:2H2O+O2+4e-=4OH-②甲烷燃料电池若电解质溶液为酸性:总反应:CH4+ 2O2=CO2+2H2O负极:CH4+ 2H2O-8e-=CO2+8H+正极:2O2+8H++8e-=4H2O若电解质溶液为碱性:总反应:CH4+ 2O2+2OH-=CO32—+3H2O负极:CH4+10OH—-8e-=CO32—+7H2O正极:2O2+4H2O+8e-=8OH—6、金属腐蚀与防护⑴金属腐蚀分为:化学腐蚀和电化学腐蚀腐蚀速率:电解池原理的腐蚀﹥原电池原理的腐蚀﹥化学腐蚀﹥有防护措施的腐蚀⑵钢铁的腐蚀:第一阶段:电化学腐蚀负极:Fe正极:C电解质:水膜电极反应式:负极:Fe-2e-=Fe2+正极:O2+2H2O+4e-=4OH-第二阶段:化学反应:①Fe2++2OH-=2Fe(OH)2②4Fe(OH)2 + 2H2O + O2=4Fe(OH)3③2Fe(OH)3+ (n-3)H2O=Fe2O3·nH2O⑶金属的防护:①改变金属内部结构②在金属表面覆盖保护层③电化学保护法(牺牲阳极的阴极保护法)电解池原理1、电解池口诀:正阳氧(电源正极与电解池阳极相连,阳极发生氧化反应)2、电解池电极反应式的书写方法:阳极:若是活性电极则为电极金属本身失去电子生成金属阳离子,若是惰性电极(Pt、Au、石墨C为惰性电极,其余金属为活性电极)则为溶液中的阴离子失去电子。
原电池知识点归纳小结一、原电池1、原电池的形成条件原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应,但区别于一般的氧化还原反应的是,电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的,而是还原剂在负极上失电子发生氧化反应,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生还原反应,从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移;两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个电极反应不断进行,发生有序的电子转移过程,产生电流,实现化学能向电能的转化;从化学反应角度看,原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂,使氧化还原反应分别在两个电极上进行;➢原电池的构成条件有三个:1电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料非金属或某些氧化物等组成;2两电极必须浸泡在电解质溶液中;3两电极之间有导线连接,形成闭合回路;只要具备以上三个条件就可构成原电池;而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化还原反应;也就是说,化学电源必须是原电池,但原电池不一定都能做化学电池;4形成前提:总反应为自发的氧化还原反应➢电极的构成: a.活泼性不同的金属—锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;b.金属和非金属非金属必须能导电—锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极;c.金属与化合物—铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;d.惰性电极—氢氧燃料电池,电极均为铂;➢电解液的选择:电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应;➢原电池正负极判断:负极发生氧化反应,失去电子;正极发生还原反应,得到电子;电子由负极流向正极,电流由正极流向负极; 溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极2、电极反应方程式的书写正确书写电极反应式1列出正、负电极上的反应物质,在等式的两边分别写出反应物和生成物;2标明电子的得失;3使质量守恒;电极反应式书写时注意:①负极反应生成物的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存;若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应该写入负极反应式;②若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则H2O必须写入正极反应式,且生成物为OH-;若电解液为酸性,则H+必须写入反应式中,生成物为H2O;③电极反应式的书写必须遵循离子方程式的书写要求;4正负极反应式相加得到电池反应的总的化学方程式;若能写出总反应式,可以减去较易写出的电极反应式,从而写出较难书写的电极方程式;注意相加减时电子得失数目要相等;负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在;如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存,则进行进一步的反应;例:甲烷燃料电池中,电解液为KOH,负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O,但CO2不能与OH-共存,要进一步反应生成碳酸根;正极:①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得电子;例:锌铜原电池中,电解液为HCl,正极H+得电子生成H2;②当负极材料不能与电解液反应时,溶解在电解液中的O2得电子;如果电解液呈酸性, O2+4e-+4H+==2H2O;如果电解液呈中性或碱性,O2+4e-+2H2O==4OH-;➢特殊情况:1、Mg-Al-NaOH,Al作负极;负极:Al-3e-+4OH- = AlO2-+2H2O;正极:2H2O+2e- = H2↑+2OH-2、Cu-Al-HNO3,Cu作负极;注意:Fe作负极时,氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+;肼N2H4和NH3的电池反应产物是H2O和N2无论是总反应,还是电极反应,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒;➢pH变化规律a、电极周围:消耗OH-H+,则电极周围溶液的pH减小增大;反应生成OH-H+,则电极周围溶液的pH增大减小;b、溶液:若总反应的结果是消耗OH-H+,则溶液的pH减小增大;若总反应的结果是生成OH-H+,则溶液的pH增大减小;若总反应消耗和生成OH-H+的物质的量相等,则溶液的pH由溶液的酸碱性决定,溶液呈碱性则pH增大,溶液呈酸性则pH减小,溶液呈中性则pH不变;3、原电池表示方法原电池的组成用图示表达,未免过于麻烦;为书写简便,原电池的装置常用方便而科学的符号来表示;其写法习惯上遵循如下几点规定:1. 一般把负极电池符号表示式的左边,正极写在电池符号表示式的右边;2. 以化学式表示电池中各物质的组成,溶液要标上活度或浓度mol/L,若为气体物质应注明其分压Pa,还应标明当时的温度;如不写出,则温度为298.15K,气体分压为101.325kPa,溶液浓度为1mol/L;3. 以符号“∣”表示不同物相之间的接界,用“‖”表示盐桥;同一相中的不同物质之间用“,”隔开;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;按上述规定,Cu-Zn原电池可用如下电池符号表示:-Zns∣Zn2+C‖Cu2+C∣Cus +理论上,任何氧化还原反应都可以设计成原电池,例如反应: Cl2+ 2I-═ 2Cl-+I2此反应可分解为两个半电池反应:负极:2I-═ I2+ 2e-氧化反应正极:Cl2+2e-═ 2Cl-还原反应该原电池的符号为:-Pt∣I2s∣I- C‖Cl- C∣Cl2PCL2 ∣Pt+二两类原电池腐蚀1、吸氧腐蚀:金属在酸性很弱或中性溶液里,空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀;例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀,其电极反应如下:负极Fe:2Fe - 4e = 2Fe2+ 正极C:2H2O + O2+ 4e = 4OH-钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀.2、析氢腐蚀:在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气的腐蚀;在钢铁制品中一般都含有碳;在潮湿空气中,钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜;水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液,使水里的H+增多;是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池;这些原电池里发生的氧化还原反应是:负极铁:铁被氧化Fe-2e=Fe2+;正极碳:溶液中的H+被还原2H++2e=H2↑ 这样就形成无数的微小原电池;最后氢气在碳的表面放出,铁被腐蚀,所以叫析氢腐蚀;析氢腐蚀定义金属在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气,这种腐蚀叫做析氢腐蚀;三、常用原电池方程式1.Cu─H2SO4─Zn原电池正极:2H++ 2e-→ H2↑ 负极:Zn - 2e-→ Zn2+总反应式:Zn + 2H+= Zn2++ H2↑ 2.Cu─FeCl3─C原电池正极:2Fe3++ 2e-→ 2Fe2+负极:Cu - 2e-→ Cu2+总反应式:2Fe3++ Cu =2Fe2++ Cu2+3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极:O2+2H2O+4e-→4OH-负极:2Fe-4e- →2Fe2+总反应式:2Fe + O2+ 2H2O == 2FeOH2 4.Al─NaOH─Mg原电池正极:6H2O + 6e- → 3H2↑ + 6OH- 负极:2Al - 6e- + 8OH- → 2AlO2- + 4H2O总反应式:2Al+2OH-+2H2O==2AlO2- + 3H2↑5.熔融碳酸盐燃料电池Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料:正极:O2+ 2CO2+ 4e- → 2CO32- 持续补充CO2气体负极:2CO + 2CO32- - 4e- → 4CO2总反应式:2CO + O2= 2CO2四、几种常见的电池化学电源1、一次电池干电池放电之后不能充电,内部的氧化还原反应是不可逆的;碱性锌锰电池构成:负极是锌,正极是MnO2,电解质是KOH负极:Zn+2OH--2e-=ZnOH2;正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-总反应式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+ZnOH22、二次电池①铅蓄电池放电电极反应:负极:Pbs+SO42-aq-2e-=PbSO4s;正极:PbO2s+4H+aq+SO42-aq+2e-=PbSO4s+2H2Ol总反应式:Pbs+PbO2s+2H2SO4aq=2PbSO4s+2H2Ol充电电极反应:阳极:PbSO4s+2H2Ol-2e-=PbO2s+4H+aq+SO42-aq;阴极:PbSO4s+2e-=Pbs+SO42-aq总反应:2PbSO4s+2H2Ol=Pbs+PbO2s+2H2SO4aq总反应方程式:Pb s+ PbO2s +2H2SO4aq 2PbSO4s +2H2Ol说明:a负极阴极正极阳极b电池的正负极分别和电源的正负极相连c各极的pH变化看各电极反应,电池的pH变化看电池总反应②镍一镉碱性蓄电池负极:Cd+2OH--2e-=CdOH2;正极:2NiOOH+2H2O+2e-=2NiOH2+2OH-总反应式:Cd +2NiOOH+2H2O 2NiOH2+ CdOH23、燃料电池电池电极反应酸性电解质碱性电解质氢氧燃料电池负极2H2-4e-=4H+2H2+4OH--4e-=4H2O 正极O2+4H++4e-=2H2O O2+2H2O+4e-=4OH-总反应2H2+O2=2H2O 2H2+O2=2H2O甲烷燃料电池负极CH4 + 2H2O-8e-=CO2 + 8H+CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O 正极2O2 + 8H+ + 8e-=4H2O 2O2+4H2O+8e-=8OH-总反应CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O甲醇燃料电池负极2CH3OH + 2H2O-12e-= 2CO2 + 12H+2CH3OH +16OH--12e-=2CO32-+12H2O 正极3O2 +12H+ +12e-=6H2O 3O2+6H2O+12e-=12OH-总反应2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O 2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O。
《原电池》一、知识点1、原电池定义:将化学能转化为电能的装置(发生自发的氧化还原反应)。
2、原电池工作原理:负极反应:Zn − 2e−=Zn2+正极反应:2H+ + 2e−=H2↑总反应:Zn + 2H+ = Zn2+ + H2↑3、原电池组成条件:(1)电极为导体且活泼性不同(负极:较活泼的金属;正极:较不活泼的金属或石墨);(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;(4)能发生自发的氧化还原反应。
4、电极反应: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。
正极发生还原反应,电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质。
正极现象: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。
(正正负负)(4)根据原电池中的反应类型:负极:较活泼金属、失电子、电子流出、电流流入、氧化反应;正极:较不活泼金属或石墨、得电子、电子流入、电流流出、还原反应。
(5)根据电极现象:负极:电极溶解或质量减轻;正极:电极上产生气泡或质量增加。
6、原电池的应用:(1)加快化学反应速率,如粗锌制氢气速率比纯锌制氢气快;(2)比较金属活动性强弱;(3)设计原电池;(4)金属的腐蚀。
二、练习题1.下列说法正确的是()A.化学反应不一定伴随着能量的变化B.释放能量的反应都有电子的转移C.释放能量的反应都可通过原电池实现化学能到电能的转化D.化学能和其他能量间可以相互转化2.关于如图所示装置的叙述,正确的是()A.铜是阳极,铜片上有气泡产生B.铜片质量逐渐减少C.电流从锌片经导线流向铜片D.氢离子在铜片表面被还原3.下列关于能量转化的认识不正确的是()A.绿色植物的光合作用是将光能转变为化学能B.煤燃烧时化学能转变成热能和光能C.原电池工作时,化学能转变为电能D.白炽灯工作时,电能全部转变成光能4.下面是四个化学反应,你认为理论上不可用于设计原电池的是()A.2Al + 2NaOH + 6H2O == 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ B.2H2 + O2 == 2H2OC.NaOH + HCl == NaCl + H2O D.CH4 + 2O2 == CO2 + 2H2O5. 如图所示原电池,指出正负极,并写出电极反应式正极:负极:总式:6. 能够组成原电池装置的是()7. 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。
(知识点总结及习题)原电池的知识梳理1、原电池是一种将化学能转变成电能的装置。
2、原电池的构成条件:活动性不同的两个电极、电解质溶液、形成闭合回路。
韵语记忆:一强一弱两块板,两极必用导线连,同时插入电解液,活动导体溶里边。
3、只有氧化复原反响才有电子的得失,只有氧化复原反响才可能被设计成原电池〔复分解反响永远不可能被设计成原电池〕。
4、氧化复原反响中复原剂的氧化反响和氧化剂的复原反响同时发生,一个氧化复原反响被设计成原电池后,氧化反响和复原反响被分别设计在负极和正极发生,两极反响式叠加后应该与氧化复原反响式吻合,要求书写电极反响式时,负极失去的电子数与正极得到的电子数相等。
5、无论什么样电极材料、电解质溶液〔或熔融态的电解质〕构成原电池,只要是原电池永远遵守电极的规定:电子流出的电极是负极,电子流入的电极是正极。
6、在化学反响中,失去电子的反响〔电子流出的反响〕是氧化反响,得到电子的反响〔电子流入的反响〕是复原反响,所以在原电池中:负极永远发生氧化反响,正极永远发生复原反响。
7、原电池作为一种化学电源,当它用导线连接上用电器形成闭合回路时就会有电流通过。
1〕在外电路:①电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。
②电子的流向是从电源的负极出发经用电器流向电源的正极。
2〕在内电路:①电解质溶液中的阳离子向正极移动,因为:正极是电子流入的电极,正极聚集了大量的电子,而电子带负电,吸引阳离子向正极移动。
②电解质溶液中的阴离子向负极移动,因为:负极溶解失去电子变成阳离子,阳离子大量聚集在负极,吸引阴离子向负极移动。
〔硝酸做电解质溶液时,在H+帮助下,NO3-向正极移动得电子放出NO2或NO〕8、原电池的根本类型:1〕只有一个电极参与反响的类型:负极溶解,质量减小;正极本身不参与反响,但是在正极可能有气体产生或正极质量增大。
2〕两个电极都参与反响的类型:例如:充电电池类的:蓄电池、锂电池、银锌电池等。
3〕两个电极都不参与反响的类型:两极材料都是惰性电极,电极本身不参与反响,而是由引入到两极的物质发生反响,如:燃料电池,燃料电池的电解质溶液通常是强碱溶液。
9、电解质溶液的作用:运载电荷或参与电极反响〔产生沉淀、放出气体、改变微粒的存在形式〕。
10、如果负极产生的阳离子和电解质溶液中的阴离子不能共存,二者将发生反响使得各自的离子浓度减少,并可能伴有沉淀或气体的产生。
第1页共9页11、在特定的电解质溶液的条件下:能单独反响的金属做负极,不能单独反响的金属做正极。
例1:两极材料分别是铜片和铝片,电解质溶液是浓硝酸,虽然金属活动性铝比铜活泼,但是由于铝与浓硝酸发生钝化,不再继续反响,而铜与浓硝酸发生氧化反响,在电池中,铜作原电池的负极,铝作原电池的正极。
例2:两极材料分别是镁片和铝片,电解质溶液是氢氧化钠溶液,虽然金属活动性镁比铝活泼,但是由于铝与氢氧化钠溶液发生氧化反响产生氢气,而镁与氢氧化钠溶液不反响,在电池中,铝作原电池的负极,镁作原电池的正极。
12、在非氧化性酸的酸性条件下或中性条件下,金属活动性强的金属做负极。
二、应该比照掌握11种原电池原电池电极反响式的书写格式:电极名称〔电极材料〕:氧化复原反响的半反响〔氧化复原类型〕1、铜锌非氧化性强酸溶液的原电池〔伏打电池〕〔电极材料:铜片和锌片,电解质溶液:稀硫酸〕〔1〕氧化复原反响的离子方程式:Zn+2H+=Zn2++H2↑〔2〕电极反响式及其意义正极〔Cu〕:2H++2e-=H2↑〔复原反响〕;负极〔Zn〕:Zn-2e-=Zn2+〔氧化反响〕。
意义:在标准状况下,正极每析出升氢气,负极质量就减小克。
〔3〕微粒移动方向:①在外电路:电流由铜片经用电器流向锌片,电子由锌片经用电器流向铜片。
②在内电路:SO24〔运载电荷〕向锌片移动, H+〔参与电极反响〕向铜片移动的电子放出氢气。
2、铜锌强碱溶液的原电池〔电极材料:铜片和锌片,电解质溶液:氢氧化钠溶液〕〔1〕氧化复原反响的离子方程式:Zn+2OH-=ZnO22+H2↑〔2〕电极反响式及其意义①正极〔Cu〕:2H++2e-=H2↑〔复原反响〕;修正为:2H2O+2e-=H2↑+2OH-②负极〔Zn〕:Zn-2e=Zn+〔氧化反响〕;修正为:Zn+4OH-2+2H2O-2e=ZnO2意义:在标准状况下,正极每析出升氢气,负极质量就减小克。
3〕微粒移动方向:①在外电路:电流由铜片经用电器流向锌片,电子由锌片经用电器流向铜片。
②在内电路:OH-〔参与溶液反响〕向锌片移动遇到Zn2+发生反响产生ZnO22,Na+〔运载电荷〕向正极移动。
3、铝铜非氧化性强酸溶液的原电池〔电极材料:铜和铝;电解质溶液:稀硫酸。
〕〔1〕氧化复原反响的离子方程式:2Al+6H+=2Al3++3H2↑〔2〕电极反响式及其意义正极〔Cu〕:6H++6e-=3H2↑〔复原反响〕;负极〔Al〕:2Al-6e-=2Al3+〔氧化反响〕。
意义:在标准状况下,正极每析出升氢气,负极质量就减小克。
3〕微粒移动方向:①在外电路:电流由铜片经用电器流向铝片,电子由铝片经用电器流向铜片。
②在内电路:SO24〔运载电荷〕向铝片移动,H+〔参与电极反响〕向铜片移动得电子放出氢气。
第2页共9页4、铜铝强碱溶液的原电池〔电极材料:铜片和铝片,电解质溶液:氢氧化钠溶液〕1〕氧化复原反响的离子方程式:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2+3H2↑2〕电极反响式及其意义①正极〔Cu〕:6H++6e-=3H2↑〔复原反响〕;修正为:6H2O+6e-=3H2↑+6OH-②负极〔Al〕:2Al-6e-=2Al3+〔氧化反响〕;修正为:2Al+8OH--6e-=2AlO2+4H2O意义:在标准状况下,正极每析出升氢气,负极质量就减小克。
3〕微粒移动方向:①在外电路:电流由铜片经用电器流向铝片,电子由铝片经用电器流向铜片。
②在内电路:OH-〔参与溶液反响〕向铝片移动遇到Al3+发生反响产生 AlO2,Na+〔运载电荷〕向正极移动。
5、铝铜电池浓硝酸原电池〔电极材料:铜片和铝片,电解质溶液:浓硝酸〕1〕氧化复原反响的离子方程式:Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2HO2〕电极反响式及其意义①正极〔Al〕:4H++2NO3-+2e-=2NO2↑+2HO〔复原反响〕;②负极〔Cu〕:Cu-2e-=Cu2+〔氧化反响〕;意义:在标准状况下,正极每析出升NO2,负极质量就减小克。
3〕微粒移动方向:①在外电路:电流由铝片经用电器流向铜片,电子由铜片经用电器流向铝片。
②在内电路:H+〔参与电极反响〕向铝片移动与NO3-集合,NO3-〔参与电极反响〕得电子产生NO2。
6、镁铝非氧化性强酸溶液的原电池〔电极材料:镁和铝;电解质溶液:稀硫酸。
〕〔1〕氧化复原反响的离子方程式:Mg+2H+=Mg2++H2↑〔2〕电极反响式及其意义正极〔Al〕:2H++ 2e =H2=Mg2+〔氧化反响〕。
↑〔复原反响〕;负极〔Mg〕:Mg-2e意义:在标准状况下,正极每析出升氢气,负极质量就减小克。
3〕微粒移动方向:①在外电路:电流由铝片经用电器流向镁片,电子由镁片经用电器流向铝片。
②在内电路:SO24〔运载电荷〕向铝片移动,H+〔参与电极反响〕向镁片移动得电子放出氢气。
7、镁铝强碱溶液的原电池〔电极材料:镁片和铝片,电解质溶液:氢氧化钠溶液〕1〕氧化复原反响的离子方程式:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2+3H2↑2〕电极反响式及其意义①正极〔Mg〕:6H++6e-=3H2↑〔复原反响〕;修正为:6H2O+6e-=3H2↑+6OH-②负极〔Al〕:2Al-6e-=2Al3+〔氧化反响〕;修正为:2Al+8OH--6e-=2AlO2+4H2O意义:在标准状况下,正极每析出升氢气,负极质量就减小克。
3〕微粒移动方向:①在外电路:电流由镁片经用电器流向铝片,电子由铝片经用电器流向镁片。
②在内电路:OH-〔参与溶液反响〕向铝片移动遇到Al3+发生反响产生AlO2,Na+〔运载电荷〕向正极移第3页共9页动。
8、氢气和氧气细菌燃料电池〔电解质溶液是磷酸〕〔1〕氧化复原反响的化学方程式:2H2+O2=2H2O〔2〕电极反响式及其意义①正极〔惰性材料〕:O2+4e-=2O2-〔复原反响〕;修正为:O2+4H++4e-=2H2O②负极〔惰性材料〕:2H2-4e-=4H+〔氧化反响〕;意义:在标准状况下,正极每消耗升氧气,负极同时消耗克氢气,电解质溶液增加克水。
9、氢气和氧气燃料电池〔电解质溶液是氢氧化钾溶液〕〔1〕氧化复原反响的化学方程式:2H2+O2=2H2O〔2〕电极反响式及其意义①正极〔惰性材料〕:O2+4e-=2O2-〔复原反响〕;修正为:O2+2H2O+4e-=4OH-②负极〔惰性材料〕:2H2-4e-=4H+〔氧化反响〕;修正为:2H2+4OH--4e-=4H2O意义:在标准状况下,正极每消耗升氧气,负极同时消耗克氢气,电解质溶液增加克水10、甲烷和氧气燃料电池〔电解质溶液是氢氧化钾溶液〕〔1〕氧化复原反响的化学方程式:CH4+2O2=CO2+2H2O 。
在强碱性条件下修正为:CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O;CH4+2O2+2OH-=CO32+3H2O〔2〕电极反响式及其意义①正极〔惰性材料〕:2O2+8e-=4O2-〔复原反响〕;在强碱性条件下修正为:2O2+4H2O+8e-=8OH-②负极〔惰性材料〕:CH4--2-+7H2O -8e→CO2〔氧化反响〕;修正为:CH4–8e+10OH=CO3意义:在标准状况下,正极每消耗升氧气,负极同时消耗升甲烷。
11、丙烷和氧气燃料电池〔电解质溶液是氢氧化钾溶液〕〔1〕氧化复原反响的化学方程式:C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
在强碱性条件下修正离子方程式为:C3H8+5O2+6OH-=3CO32+7H2O〔2〕电极反响式及其意义①正极〔惰性材料〕:5O2+20e-=10O2-〔复原反响〕;在强碱性条件下修正为:5O2+10H2O+20e-=20OH-②负极〔惰性材料〕:C3H8–20e-→3CO2〔氧化反响〕;修正为:C3H8–20e-+26OH-=3CO32+17H2O意义:在标准状况下,正极每消耗升氧气,负极同时消耗升丙烷。
强调八点:①书写电极反响式要注意酸碱性环境对产物存在形式的影响。
②在酸性环境中,氢元素的存在形式有:H+、H2O、H2三种形式,不会出现OH-形式。
③在碱性环境中,氢元素的存在形式为:OH-、H2O、H2三种形式,不会出现H+形式。
④在酸性环境中,氧元素的存在形式有:H2O一种形式,不会出现OH-、O2-两种形式。
⑤在碱性环境中,氧元素的存在形式为:OH-2O2-形式。