高三一轮复习原电池的工作原理
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高三化学原电池知识点原电池是一种基于化学反应转化化学能为电能的装置。
它的原理是通过两种不同金属中的电子传递来产生电流。
在高三化学中,了解原电池的构造和工作原理是非常关键的。
下面将介绍原电池的相关知识点。
1. 基本概念原电池是由一个或多个电池元件组成的电化学装置。
它由正极、负极和电解质三部分组成。
正极是提供电子的极板,负极是接受电子的极板,电解质是电流载体。
2. 原电池的构成材料常见的原电池材料有锌、铜、铅、银、铁等金属。
其中,锌通常作为负极,而铜则作为正极。
电解质常采用硫酸、盐酸、氢氧化钠等溶液。
3. 原电池的工作原理原电池中发生的化学反应导致正负电极之间产生电位差。
以锌铜原电池为例,锌在电解质中转化为锌离子,同时释放出电子;电子通过外部电路从负极流向正极;在正极,铜离子在电解质中还原为铜原子,同时接受电子。
整个过程形成了一条电子流,产生了电流。
4. 原电池的电势差原电池的电势差由正负电极之间的电子传递引起。
电势差与正负电极的电极电势差有关。
电极电势差是指电解质中两种金属溶解产生的离子与电解质中其他离子之间的电位差。
5. 原电池的标准电极电势原电池的标准电极电势是指在标准状态下,正负电极之间的电子传递引起的电势差。
标准电极电势可以通过将电池连接到一个参比电极来测量。
6. 原电池的电解质浓度对电势差的影响原电池中的电势差与电解质浓度有关。
一般情况下,电解质浓度越高,电势差越大。
这是因为溶液中离子的浓度越高,电势差就越大。
7. 原电池的内阻原电池中存在内阻,它取决于电极和电解质的性质以及电池的结构。
内阻会降低电路中的电流强度,并消耗电能。
8. 原电池的用途原电池广泛应用于生活中的各个领域,如遥控器、手电筒、闹钟等。
原电池还可以作为其他电化学装置的电源,如电解槽和电镀槽。
总结:高三化学中的原电池知识点包括原电池的基本概念、构成材料、工作原理、电势差、标准电极电势、电解质浓度对电势差的影响、内阻和用途等方面。
高三化学一轮复习精品教辅第25讲:原电池原理及其应用【考纲要求】1.掌握判断某装置是否是原电池的方法。
2.会书写原电池电极反应式及总的化学反应方程式。
3. 会判断原电池工作时电解质溶液pH 的变化。
4. 会对新型原电池工作原理的分析。
5.了解金属的腐蚀和防护。
6. 掌声原电池的有关计算。
教与学方案一、原电池的工作原理1.定义:将化学能转化为电能的装置称为原电池2.形成条件(1)具有活动性不同的电极(2)具有电解质溶液(3)能与电解质发生氧化-还原反应 (4)具有(导线相连组成)闭合回路。
3.电极判断负极:失电子的电极(较活泼的金属)正极:得电子的电极(较不活泼的金属或非金属)4.电极反应负极:失电子——氧化反应 正极:得电子——还原反应5.能量转化:化学能转化为电能 (提供电流)外电路 电子移动方向:负极→正极; 电流方向:正极→负极二、化学电池1.锌锰干电池负极Zn +2OH - → Zn (OH )2 +2e -正极2MnO 2(S )+ H 2O (l )+ 2e -→ Mn 2O 3 + 2OH -电池反应为: Zn +2MnO 2 +H 2O == Zn (OH )2 + Mn 2O 32.铅蓄电池负极:Pb-2e - +-24SO = PbSO 4正极: PbO 2 + 4H + + -24SO + 2e- = PbSO 4 + 2H 2O电池反应PbO 2 + Pb + 2H 2SO 4 2PbSO 4 + 2H 2O3.氢氧燃料电池(以KOH 为电解质溶液)负极2H 2 + 4OH - → 4H 2O + 4e -正极 O 2 + 2H 2O + 4e - → 4OH -电池反应 2H 2 + O 2 == 2H 2O三、金属的腐蚀与防腐化学腐蚀:腐蚀过程中无电流产生 电化学腐蚀:腐蚀过程中有电流产生2.钢铁腐蚀的电化学原理(1)析氢腐蚀(酸性较强环境中)负极:Fe → Fe 2+ + 2e -正极:2H + + 2e - → H 2↑电池反应为 Fe + 2H + == Fe 2+ + H 2↑(2)吸氧腐蚀(中性或酸性很弱环境中)放电 充电 1.金属腐蚀分类负极: Fe → Fe2+ + 2e-正极:2H2O + O2 + 4e—→ 4OH-电池反应为 2Fe+ O2 + 2H2O == Fe(OH)23.金属的保护(1)在金属表面覆盖保护层(如油漆、搪瓷、陶瓷、沥青、塑料、橡胶、电镀、钝化等)(2)电化学保护法(3)改变金属的内部组织结构四、方法突破(一)原电池的判定1.先分析有无外接电源,有外接电源的是电解池,无外接电源的可能为原电池;然后依据原电池的形成条件分析判断,主要是四看:(1)看电极——两极为导体且存在活泼性差异(燃料电池的电极一般为惰性电极)(2)看溶液——两极插在溶液中(3)看回路——形成闭合回路或两极直接接触(4)看本质——有无氧化还原发生2.多池相连,但无外接电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看作电解池(二)原电池正、负极的确定1.由两极的相对活泼性确定:相对活泼性较强的金属为负极,一般地,负极材料与电解质溶液要能发生反应。
考点五十三原电池工作原理聚焦与凝萃1.依据氧化还原反应规律,把握原电池的设计原理和电极、电解质溶液的选择规律;2.了解由盐桥连接的原电池的结构和机理,分析比较该电池与一般锌铜原电池的异同。
解读与打通常规考点一、原电池(1)定义:化学能转变为电能的装置(2)形成条件:①两个活泼性不同的电极(金属与金属或金属与石墨、PbO2或其他非金属);②电解质溶液;③电极与电解质溶液形成闭合回路。
④能自发地发生氧化还原反应(3)工作原理:①负极:一般较活泼金属作负极,负极本身失电子发生氧化反应,宏观上负极渐渐溶解(或被腐蚀),生成离子进入电解质溶液;留意。
负极关键是要有能失去电子的反应发生,可向外输出电子。
②正极:较不活泼的导体作正极,正极与电解质溶液间发生还原反应,即溶液中的阳离子(或氧气)移向正极并在正极上不断得到电子。
③电子流方向:在外电路,电子由负极沿导线流向正极;在原电池内,阴、阳离子定向移动,从而形成闭合回路产生电流,电流的方向与电子流的方向相反。
Zn-Cu原电池(电解质溶液是稀硫酸)装置及工作原理见下图:(4)电极材料构成负极:还原性较强的物质,如较活泼的金属。
正极:氧化性较强的物质,如较不活泼的金属、金属氧化物、非金属单质(如石墨)。
二、盐桥电池1.盐桥:将饱和的KCl或NH4NO3(正、负离子迁移数几乎相等)溶液装在倒置的U形管中,跨接于两电解质溶液之间,代替两溶液的直接接触,就构成了盐桥。
(见下图)2.盐桥的作用(1)连接内电路,形成闭合回路;(2)平衡电荷,使原电池不断产生电流。
3.单池原电池和盐桥原电池的对比相同点:正负极、电极反应、总反应、反应现象相同。
负极:Zn-2e-===Zn2+正极:Cu2++2e-===Cu总反应:Zn+Cu2+===Cu+Zn2+不同点:图1中Zn在CuSO4溶液中直接接触Cu2+,会有一部分Zn与Cu2+直接反应,该装置中既有化学能和电能的转化,又有一部分化学能转化成了热能,装置的温度会上升。