高考化学知识点详解大全原电池化学电源
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高考化学原电池知识点归纳一、原电池的原理1.构成原电池的四个条件以铜锌原电池为例①活拨性不同的两个电极②电解质溶液③自发的氧化还原反应④形成闭合回路2.原电池正负极的确定①活拨性较强的金属作负极,活拨性弱的金属或非金属作正极。
②负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应③外电路由金属等导电。
在外电路中电子由负极流入正极④内电路由电解液导电。
在内电路中阳离子移向正极,阴离子会移向负极区。
Cu-Zn原电池:负极: Zn-2e=Zn2+ 正极:2H+ +2e=H2↑ 总反应:Zn +2H+=Zn2++H2↑氢氧燃料电池,分别以OH和H2SO4作电解质的电极反应如下:碱作电解质:负极:H2—2e-+2OH-=2 H2O 正极:O2+4e-+2 H2O=4OH-酸作电解质:负极:H2—2e-=2H+ 正极:O2+4e-+4H+=2 H2O总反应都是:2H2+ O2=2 H2O二、电解池的原理1.构成电解池的四个条件以NaCl的电解为例①构成闭合回路②电解质溶液③两个电极④直流电源2.电解池阴阳极的确定①与电源负极相连的一极为阴极,与电源正极相连的一极为阳极②电子由电源负极→ 导线→ 电解池的阴极→ 电解液中的被还原,电解池中阴离子被氧化→ 电解池的阳极→导线→电源正极③阳离子向负极移动;阴离子向阳极移动④阴极上发生阳离子得电子的还原反应,阳极上发生阴离子失电子的氧化反应。
注意:在惰性电极上,各种离子的放电顺序三.原电池与电解池的比较原电池电解池1定义化学能转变成电能的装置电能转变成化学能的装置2形成条件合适的电极、合适的电解质溶液、形成回路电极、电解质溶液或熔融的电解质、外接电源、形成回路3电极名称负极正极阳极阴极4反应类型氧化还原氧化还原5外电路电子流向负极流出、正极流入阳极流出、阴极流入四、在惰性电极上,各种离子的放电顺序:1、放电顺序:如果阳极是惰性电极Pt、Au、石墨,则应是电解质溶液中的离子放电,应根据离子的放电顺序进行书写书写电极反应式。
第2讲原电池化学电源复习目标知识建构1.理解原电池的构成、工作原理及应用,能书写电极反应式和总反应方程式。
2.了解常见化学电源的种类及其工作原理。
一、原电池1.概念和反应本质原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。
2.形成条件(1)能自发进行的氧化还原反应,一般是活泼性强的金属与电解质反应。
(2)电极,一般是活泼性不同的两电极。
(3)电解质溶液或熔融电解质。
(4)形成闭合回路。
3.工作原理(以铜锌原电池为例)。
(1)两种装置①装置Ⅰ中Zn与Cu2+直接接触,会有部分Zn与Cu2+直接反应,部分化学能转化为热能;②装置Ⅱ中不存在Zn与Cu2+的直接反应而造成能量损耗,电流稳定,且持续时间长。
(2)反应原理电极名称负极正极电极材料锌片铜片Cu2++2e-电极反应Zn-2e-===Zn2+===Cu 反应类型氧化反应还原反应盐桥中离盐桥含饱和KCl溶液,K+移向正极,Cl-移向负极子移向(3)带电粒子移动方向及闭合回路的形成(4)盐桥的组成和作用①盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
②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。
③盐桥中离子移向与电解液中离子流向保持一致。
4.原电池原理的应用(1)比较金属的活动性强弱:原电池中,负极一般是活动性较强的金属,正极一般是活动性较弱的金属(或非金属导体)。
(2)加快化学反应速率:氧化还原反应形成原电池时,反应速率加快。
(3)用于金属的防护:将需要保护的金属制品作原电池的正极而受到保护。
(4)设计制作化学电源。
【判一判】判断下列说法是否正确,正确的打“√”,错误的打“×”。
(1)NaOH溶液与稀硫酸的反应是自发进行的放热反应,此反应可以设计成原电池()(2)在原电池中,发生氧化反应的是正极()(3)Mg—Al形成的原电池,Mg一定作负极()(4)原电池工作时,电子从负极流出经导线流入正极,再通过电解质溶液流回负极()(5)原电池工作时,溶液中的阳离子向负极移动,盐桥中的阳离子向正极移动()(6)带有“盐桥”的原电池一般比不带“盐桥”的原电池效率高()答案(1)×(2)×(3)×(4) ×(5)×(6)√二、化学电源1.一次电池碱性锌锰电负极材料:Zn。
高二化学电源原电池知识点化学电源是指通过化学反应产生电流的装置,也被称为电池。
电池是现代社会中广泛应用的电能源,广泛应用于手机、电脑、手表等电子设备中。
在高中化学学习中,电源原电池是一个重要的知识点,本文将介绍与高二化学电源原电池相关的几个知识点。
1. 原电池的定义与组成原电池是由两种不同金属通过电解质连接而成的电池。
由于两种金属的化学性质不同,金属中的自由电子在电解质的影响下产生移动,形成电流。
原电池由金属片和电解质构成,其中金属片又分为原电极正极和原电极负极。
2. 原电池的工作原理原电池工作时,正极金属发生氧化反应,负极金属发生还原反应。
正极金属的电子被氧化成离子,并释放出电子。
这些电子通过外部电路流向负极金属,与负极金属中的离子发生还原反应。
整个过程中,金属通过电解质的传导使电子流动,从而产生电流。
3. 原电池的电动势和方向原电池的电动势是指原电池正极和负极之间的电势差,通常用E表示。
电动势决定了原电池的产生电流的能力,单位是伏特(V)。
电动势的方向与电流方向相同,即电流从正极流向负极。
4. 原电池的浓差电池和金属电池原电池可以分为浓差电池和金属电池两种类型。
浓差电池是利用电解质浓度差异产生电动势的电池,常见的浓差电池有酸浓差电池和氧化还原浓差电池。
金属电池是利用金属之间的氧化还原反应产生电动势的电池,例如铜锌电池和锂离子电池。
5. 原电池的电化学符号表示法为了简化原电池的表示,人们采用了电化学符号表示法。
以锌铜电池为例,锌作为负极金属被表示为Zn,铜作为正极金属表示为Cu,二者之间的电解质用“||”表示。
锌铜电池的符号表示为Zn | | Cu。
这种表示法能够清晰地表达原电池的组成和连接方式。
6. 原电池的电化学实验在化学实验中,可以通过原电池进行一些实验,例如测量电动势、观察金属溶解和析出等现象。
通过电化学实验可以验证原电池的工作原理和电动势的大小,进一步加深对原电池的理解。
7. 原电池的应用原电池是一种常见的电源装置,在日常生活和工业生产中都有广泛应用。
煌敦市安放阳光实验学校原电池化学电源考点1原电池原理1.原电池的反原理:自发的、放热的氧化还原反原电池的电路工作原理:(外电路)负极失去电子,电子经导线流向正极。
(内电路)溶液中阴阳离子发生向移动,向负极移动,向正极移动。
2.原电池的电极和电极反:正极:符号“+”,得到电子,发生负极:符号“-”,失去电子,发生以锌铜电池(电解液H2SO4溶液)为例:电子经导线流向正极氧化反还原反失电子 Zn Cu 得电子锌溶解 SO42-铜极不变Zn-2e-=Zn2+阴离子向负极移动;阳离子向正极移动 2H++2e-=H2↑3.原电池形成的一般条件:(1)两极:的金属(或一种是金属,另一种是非金属导体)。
(2)电解质溶液:电极必与电解质溶液接触。
(3)形成闭合回路:电极相互接触或连接。
特别提醒:原电池形成还有一个隐蔽条件:能发生自发的氧化还原反[例1]在下图所示的装置中,能够发生原电池反的是()[解析]A两个电极相同,所以不能发生原电池反;C中液体为非电解质乙醇,所以不能发生原电池反;F不能形成闭合电路,所以不能发生原电池反。
【答案】B、D、E。
[规律总结]掌握形成原电池的一般条件.考点2常用的化学电源和型化学电源1.实用电池的特点实用电池一般具有以下的特点:(1)能产生比较稳而且较高电压的电流;(2)安全、耐用且便于携带,易于维护;(3)能够适用于各种环境;(4)便于回收处理,不污染环境或对环境的污染影响较小;(5)能量转换率。
2.几种常见的电池和型电池分类及反原理简介化学电池分类:电池(如锌锰干电池、碱性锌锰电池)电池(又叫充电电池或蓄电池)(如铅蓄电池)电池(如氢氧燃料电池)(1)一次电池①碱性锌锰电池构成:负极是锌,正极是MnO2,正极是KOH工作原理:负极 Zn+2OH—-2e-=Zn(OH)2;正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-总反式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2特点:比能量较高,储存时间较长,可适用于大电流和连续放电。
高中化学电化学知识点总结一、原电池1、定义原电池是将化学能转化为电能的装置。
2、构成条件(1)两个不同的电极,其中一种电极能与电解质溶液发生自发的氧化还原反应。
(2)电解质溶液。
(3)形成闭合回路。
3、工作原理以铜锌原电池为例,在稀硫酸溶液中:锌片较活泼,失去电子,发生氧化反应:Zn 2e⁻= Zn²⁺电子通过导线流向铜片,铜片上氢离子得到电子,发生还原反应:2H⁺+ 2e⁻= H₂↑4、电极的判断(1)负极:较活泼的金属,发生氧化反应,电子流出的一极。
(2)正极:较不活泼的金属或能导电的非金属,发生还原反应,电子流入的一极。
5、原电池中的三个方向(1)电子方向:从负极流出,经导线流向正极。
(2)电流方向:从正极流向负极。
(3)离子移动方向:阳离子向正极移动,阴离子向负极移动。
6、原电池的应用(1)加快化学反应速率,例如在锌与稀硫酸反应时,加入铜片形成原电池,可以加快反应速率。
(2)比较金属活动性强弱。
(3)设计化学电源,如干电池、蓄电池等。
二、电解池1、定义电解池是将电能转化为化学能的装置。
2、构成条件(1)直流电源。
(2)两个电极。
(3)电解质溶液或熔融电解质。
(4)形成闭合回路。
3、工作原理以电解氯化铜溶液为例:阳极(与电源正极相连):氯离子失去电子,发生氧化反应:2Cl⁻2e⁻= Cl₂↑阴极(与电源负极相连):铜离子得到电子,发生还原反应:Cu²⁺+ 2e⁻= Cu4、电极的判断(1)阳极:与电源正极相连,发生氧化反应。
(2)阴极:与电源负极相连,发生还原反应。
5、电解池中离子的放电顺序(1)阳极:①活性电极(除金、铂以外的金属):电极本身失电子。
②惰性电极(石墨、铂):溶液中的阴离子失电子,放电顺序为:S²⁻> I⁻> Br⁻> Cl⁻> OH⁻>含氧酸根离子。
(2)阴极:溶液中的阳离子得电子,放电顺序为:Ag⁺> Hg²⁺> Fe³⁺> Cu²⁺> H⁺(酸)> Pb²⁺> Sn²⁺> Fe²⁺> Zn²⁺> H⁺(水)> Al³⁺> Mg²⁺> Na⁺> Ca²⁺> K⁺6、电解的应用(1)电解精炼铜:粗铜作阳极,纯铜作阴极,硫酸铜溶液作电解质溶液。
知识点高考化学之“电化学”知识点总结一、原电池:(一)概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
(二)组成条件:1. 两个活泼性不同的电极2. 电解质溶液3. 电极用导线相连并插入电解液构成闭合回路(三)电子流向:外电路:负极——导线——正极内电路:盐桥中阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中阳离子移向正极的电解质溶液。
(四)电极反应:以锌铜原电池为例:负极:氧化反应:Zn-2e=Zn2+(较活泼金属)正极:还原反应:2H++2e=H2↑(较不活泼金属)总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2↑(五)正、负极的判断:1. 从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。
2. 从电子的流动方向:负极流入正极3. 从电流方向:正极流入负极4. 根据电解质溶液内离子的移动方向:阳离子流向正极,阴离子流向负极5. 根据实验现象:(1)溶解的一极为负极(2)增重或有气泡一极为正极二、化学电池(一)电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池(二)化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置(三)化学电池的分类:一次电池、二次电池、燃料电池1. 一次电池常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等2. 二次电池(1)二次电池:放电后可以再充电使活性物质获得再生,可以多次重复使用,又叫充电电池或蓄电池。
(2)电极反应:铅蓄电池放电:负极(铅):Pb-2e-=PbSO4↓正极(氧化铅):PbO2+4H++2e-=PbSO4↓+2H2O充电:阴极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H+阳极:PbSO4+2e-=Pb两式可以写成一个可逆反应:PbO2+Pb+2H2SO4⇋ 2PbSO4↓+2H2O(3)目前已开发出新型蓄电池:银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、聚合物锂离子电池3. 燃料电池(1)燃料电池:是使燃料与氧化剂反应直接产生电流的一种原电池(2)电极反应:一般燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,可根据燃烧反应写出总的电池反应,但不注明反应的条件。
第九章电化学基础第一节原电池、化学电源一、原电池1、定义:把化学能转化为电能的装置2.实质:一个能自发进行的氧化还原反应。
3.原电池的形成条件构成前提:两个电极中至少有一个可以和电解质溶液自发地发生氧化还原反应(1)活动性不同的金属(其中一种可以为非金属,即作导体用)作电极。
(2)两电极插入电解质溶液中。
(3)形成闭合回路。
(两电极外线用导线连接,可以接用电器。
)4.原理:ⅠⅡ5.两种装置的比较装置Ⅰ中还原剂Zn与氧化剂Cu2+直接接触,易造成能量损耗;装置Ⅱ能避免能量损耗;装置Ⅱ中盐桥的作用是提供离子迁移通路,导电。
二、常见的化学电源1.一次电池(碱性锌锰干电池)[:]反应原理:负极: Zn Zn + 2OH- - 2e- ==== Zn(OH)2正极: MnO2 2MnO2+2H2O+2e-====2MnOOH+2OH-总反应式:Zn+ 2MnO2+2H2O==== 2MnOOH+ Zn(OH)22.二次电池(可充电电池)铅蓄电池为典型的可充电电池,其电极反应分为放电和充电两个过程(1)正负极材料正极:PbO2负极:Pb 电解质:H2SO4溶液(2)放电过程负极:Pb(s)+SO42- (aq)-2e-====PbSO4(s) 氧化反应正极:PbO 2(s)+4H +(aq)+SO 42- (aq)+2e -====PbSO 4(s)+2H 2O(l) 还原反应 放电过程总反应: Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4====2PbSO 4(s)+2H 2O (l )铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 (3)充电过程阴极:PbSO 4 (s) +2e - ====Pb(s) + SO 42-(aq)还原反应 接电源负极阳极: 2PbSO 4 (s)+2H 2O -2e - ==== PbO 2(s) + 4H ++ 2SO 42-(aq)接电源正极 氧化反应充电过程总反应:2PbSO 4(s)+2H 2O(l)====Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq)铅蓄电池的充放电过程:Pb+PbO 2+2H 2SO 4放电充电2PbSO 4+2H 2O3.燃料电池氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,可分为酸性和碱性两种。
知识清单18 原电池化学电源知识点01 原电池的工作原理及应用1.原电池的概念和实质(1)概念:将_______能转化为_______能的装置。
(2)实质:利用能______________的氧化还原反应把_______能转化为_______能。
2.原电池的工作原理(1)电极反应:负极:_______电子,发生_______反应正极:_______电子,发生_______反应(2)电子移动方向:从_______极流出沿导线流入_______极,电子_______通过电解质溶液。
(3)离子移动方向:①阴离子向_______极移动,阳离子向_______极移动。
②如果有盐桥:盐桥中的阴离子移向_______区,阳离子移向_______区。
(4)盐桥的作用:①离子通道,形成______________。
②避免_____________________直接反应,减少电流的衰减。
3.原电池的构成条件①形成______________;②两个_______不同的电极,相对较活泼的金属作_______极;③电解质溶液或熔融电解质;④_______的氧化还原反应(一般能对外界_______能量)。
【易错提醒】(1)构成原电池的两电极材料不一定都是金属,正极材料可以为导电的非金属,例如石墨。
两极材料可能参与反应,也可能不参与反应。
(2)两个活泼性不同的金属电极用导线连接,共同插入电解质溶液中不一定构成原电池,必须有一个能自发进行的氧化还原反应。
(3)在判断原电池正负极时,既要考虑金属活泼性的强弱,也要考虑电解质溶液性质。
如Mg-Al-HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg;但是Mg-Al-NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al,正极为Mg。
4.原电池原理的应用(1)设计制作化学电源①用双线桥分析氧化还原反应的电子转移方向和数目;②分别写出正、负极的电极反应式(半反应式);③根据电极反应式确定半电池的电极材料和电解质溶液:a.电极材料:一般______________作负极,______________(或_________导体)作正极;b.电解质溶液:负极电解液一般是负极金属对应的_________的溶液;正极电解液一般是氧化剂对应的电解质溶液。
课时28原电池、化学电源(含燃料电池)知识点一原电池的工作原理及应用【考必备·清单】1.原电池(1)概念:原电池是把化学能转化为电能的装置。
(2)构成条件电极两极为导体,且存在活动性差异溶液两极插入电解质溶液中回路形成闭合回路或两极直接接触本质看能否自发地发生氧化还原反应(3)工作原理(以锌、铜原电池为例)电极名称负极正极电极材料锌片铜片电极反应Zn-2e-===Zn2+Cu2++2e-===Cu 电极质量变化减小增大反应类型氧化反应还原反应电子流向由Zn沿导线流向Cu盐桥中离子移向盐桥含饱和KCl溶液,K+移向正极,Cl-移向负极a.连接内电路形成闭合回路。
盐桥作用b.维持两电极电势差(中和电荷),使电池能持续提供电流。
(4)负极与正极①负极:发生氧化反应或电子流出的电极。
②正极:发生还原反应或电子流入的电极。
(5)两个移动方向①电子定向移动方向和电流方向a.电子从负极流出经外电路流入正极;b.电流从正极流出经外电路流入负极;故电子定向移动方向与电流方向正好相反。
②离子移动方向阴离子向负极移动(如SO2-4),阳离子向正极移动(如Zn2+和H+,溶液中H+在正极上得电子形成氢气在铜片上冒出)。
[名师点拨]①自发发生的氧化还原反应并不一定是电极与电解质溶液反应,也可以是电极与溶解的O2等发生反应,如将铁与石墨相连插入食盐水中。
②无论是原电池还是电解池,电子均不能通过电解质溶液。
③双液铜、锌原电池(带盐桥)比单液原电池的最大优点是Zn与氧化剂(Cu2+)不直接接触,仅有化学能转化为电能,避免了能量损耗,故电流稳定,放电时间长。
2.原电池原理的四大应用(1)加快氧化还原反应的速率一个自发进行的氧化还原反应,形成原电池时会使反应速率加快。
例如,在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液置换出的Cu能与Zn形成原电池使产生H2的反应速率加快。
(2)比较金属活动性强弱如有两种金属A和B,用导线将A和B连接后,插入到稀硫酸中,一段时间后,若观察到A溶解,而B上有气体放出,则说明A作负极,B作正极,即可以断定金属活动性:A>B。
化学电源-原电池上————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:电化学——原电池、电解池(上)【知识内容】一、原电池原理1.原电池的反应原理:自发的、放热的氧化还原反应原电池的电路工作原理:(外电路)负极失去电子,电子经导线流向正极。
(内电路)溶液中阴阳离子发生定向移动,向负极移动,向正极移动。
2.原电池的电极和电极反应:以锌铜电池(电解液H2SO4溶液)为例,如右图:负极:锌电极,电子,发生反应,本身溶解;反应:Zn-2e-=Zn2+,阴离子向负极移动;正极:铜电极,电子,发生反应,本身无变化。
反应:阳离子向正极移动,2H++2e-=H2↑3.原电池形成的一般条件:(1)两极:的金属(或一种是金属,另一种是非金属导体)。
(2)电解质溶液:电极必与电解质溶液接触。
(3)形成闭合回路:电极相互接触或用连接,电解质溶液用连接。
特别提醒:原电池形成还有一个隐蔽条件:能发生自发的氧化还原反应【做题技巧】⑴.是否为原电池的判断先分析有无外接电源,有外接电源的为电解池,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”: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),看溶液——两极插入电解质溶液中,看回路——形成闭合回路或两极直接接触,看本质——有无氧化还原反应发生。
⑵.原电池正、负极的确定①由两极的相对活泼性确定。
②根据在两电极发生反应的物质的化合价的升降情况来判断。
③由电极变化情况确定。
④根据某些显色现象确定。
⑤根据外电路中自由电子的运动方向规定:在外电路中电子流出的电极叫负极,电子流入的电极叫正极。
⑥根据内电路中自由离子的运动方向规定:在内电路中阳离子移向的电极叫正极,阴离子移向的电极叫负极。
⑶.电极反应式的书写书写电极反应式是学习电化学的基本功,也是高考和竞赛所必须掌握的知识点。
高考化学专题复习:原电池专题一、知识讲解1、定义:化学能转化为电能的装置2、形成条件:①两极:两个活泼性不同的电极②一液:电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应)③一回路:形成闭合回路(可为导线连接两插入溶液中的电极,也可是两电极直接接触并插入溶液)④一反应:能自发进行的氧化还原反应惰性电极(C、Pt等):只起导电作用,不参与反应;活性电极(除Pt、Au外的其余金属):当作阳极时,除起导电作用外,还参与反应失去电子变成金属阳离子进入溶液中。
【例】在下图所示的装置中,能够发生原电池反应的是()3、原理讲解4、电源正负极的判断负极正极据电极材料判断活泼性强的金属(燃料电池除外)活泼性较弱的金属或导电的非金属据电极反应类型判断失去电子发生氧化反应的电极得到电子发生还原反应的电极据电极反应现象判断电极反应不断溶解的电极(燃料电池除外)质量增加或附近有气泡产生的电极【燃料(都不变)、铅蓄(都增)电池除外】据电池总反应式判断失去电子的一极得到电子的一极据燃料电池燃料氧气据电极附近pH变化判断电极附近的pH增大了金属—化合物电池金属化合物电子流出流入A B C D E F据三移电流流入流出离子阴离子移向阳离子移向【注意】:1.镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池,镁为负极,铝为正极;但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时,由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应,失去电子,因此铝为负极,镁为正极。
【例】1、在盛有稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是()A.正极附近的OH-离子浓度逐渐增大 B.电子通过导线由铜片流向锌片 C.正极有O2逸出D.铜片上有H2逸出 E.Zn是负极 F.电子由Zn经外电路流向CuG.溶液中H+向负极移动 H. SO42-向负极移动2、下列关于原电池的叙述正确的是()A.原电池是将化学能转变成电能的装置 B.在原电池中失去电子的一极是阴极C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成 D.原电池的负极发生的是还原反应3、从理论上分析,关于Fe—CuSO4溶液—Cu原电池的叙述正确的是A.铜极为负极 B.电子从铜沿导线转移到铁C.铁表面析出金属铜 D.总反应为Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu4、银锌纽扣电池放电时的反应为:Zn+Ag2O=ZnO+2Ag,下列有关说法中不正确的是A.该反应属于置换反应 B.Zn做负极C.Ag2O在正极上发生还原反应 D.可用稀硝酸做电解质溶液5、(2012福建∙9)将右图所示实验装置的K闭合,下列判断正确的是A.Cu电极上发生还原反应B.电子沿Zn→a→b→Cu路径流动C.片刻后甲池中c(SO42−)增大D.片刻后可观察到滤纸b点变红色答案:A6、(1993年全国,12)图14-4中X、Y分别是直流电源的两极,通电后发现a极极板质量增加,b极极板处有无色无臭气体放出,符合这一情况的是( )图14—47、(01年上海)铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,锌片是()A.阴极B.正极C.阳极D.负极5、原电池电极反应方程式书写负极(与电极材料有关)正极(与电极材料无关)(1)据电极材料及电解液书写①若为活泼电极:金属失去电子生成金属离子M-ne-=Mn+ 如:Zn-2e-=Zn2+(注意:Fe→Fe2+);若生成的阳离子与电解液成分反应,则参与反应的部分要写入电极反应式中:如溶液中的阳离子得电子阳离子得电子的能力顺序为:①Ag+> Hg 2+> Fe3+> Cu2+>H+(酸中)> Pb2+>Sn2+>Fe 2+>Zn2+>H+(水中)>Al3+>Mg2+>Na+ >Ca 2+ >K+a极板b极板X电极Z溶液A 锌石墨负极CuSO4B 石墨石墨负极NaOHC 银铁正极AgNO3D 铜石墨负极CuCl2铅蓄电池,Pb+SO42--2e-=PbSO4。
高考总复习原电池和化学电源【考纲要求】1.了解原电池的工作原理。
2.能写出原电池的电极反应式和反应的总方程式。
3.能根据氧化还原反应方程式设计简单的原电池。
4.能根据原电池原理进行简单计算。
5.熟悉常见的化学电源(一次电池、二次电池和燃料电池),能分析常见化学电池工作原理,了解废旧电池回收的意义。
【考点梳理】考点一、原电池的概念1.能量的转化原电池:将化学能转变为电能的装置。
电能是现代社会应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源,又称电力。
2.工作原理设计一种装置,使氧化还原反应所释放的能量直接转变为电能,即将氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行,并使电子转移经过导线,在一定条件下形成电流。
电子从负极(较活泼金属)流向正极(较不活泼金属或碳棒),负极发生氧化反应,正极发生还原反应。
以下是锌铜原电池装置示意图:3.原电池的组成条件(1)两个活泼性不同的电极(材料可以是金属或导电的非金属),分别发生氧化和还原反应。
原电池中两极活泼性相差越大,电池电动势就越高。
(2)电解质溶液,电解质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)导线将两电极连接,形成闭合回路。
(4)有能自发进行的氧化还原反应。
4.原电池的判断方法(1)先分析有无外接电池,有外接电源的为电解池,无外接电源的可能为原电池。
(2)多池相连,但无外电源时,两极活泼性差异最大的一池为原电池,其他各池可看做电解池。
5.原电池的正负极的判断方法氧化6.原电池中带电粒子的移动方向在原电池构成的闭合电路中,有带电粒子的定向移动。
在外电路上电子从负极经导线上流入正极;在内电路上即在电解质溶液中阴离子移向负极,阳离子移向正极。
具体情况见图:考点二、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H2SO4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例如:有两种金属a和b,用导线连接后插入到稀H2SO4中,观察到a极溶解,b极上有气泡产生。
第二讲 原电池 化学电源【真题速递】1.(2019.全国Ⅲ卷)为提升电池循环效率和稳定性,科学家近期利用三维多孔海绵状Zn (3D −Zn )可以高效沉积ZnO 的特点,设计了采用强碱性电解质的3D −Zn —NiOOH 二次电池,结构如下图所示。
电池反应为Zn(s)+2NiOOH(s)+H 2O(l)−−−→←−−−放充电电ZnO(s)+2Ni(OH)2(s)。
A. 三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积,所沉积的ZnO 分散度高B. 充电时阳极反应为Ni(OH)2(s)+OH −(aq)−e −NiOOH(s)+H 2O(l)C. 放电时负极反应为Zn(s)+2OH −(aq)−2e−ZnO(s)+H 2O(l)D. 放电过程中OH −通过隔膜从负极区移向正极区 【答案】D 【解析】A 、三维多孔海绵状Zn 具有较高的表面积,吸附能力强,所沉积的ZnO 分散度高,A 正确;B 、充电相当于是电解池,阳极发生失去电子的氧化反应,根据总反应式可知阳极是Ni(OH)2失去电子转化为NiOOH ,电极反应式为Ni(OH)2(s)+OH -(aq)-e -=NiOOH(s)+H 2O(l),B 正确;C 、放电时相当于是原电池,负极发生失去电子的氧化反应,根据总反应式可知负极反应式为Zn(s)+2OH -(aq)-2e -=ZnO(s)+H 2O(l),C 正确;D 、原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,则放电过程中OH -通过隔膜从正极区移向负极区,D 错误。
2.(2019.全国1卷)利用生物燃料电池原理研究室温下氨的合成,电池工作时MV 2+/MV +在电极与酶之间传递电子,示意图如下所示。
下列说法错误的是A. 相比现有工业合成氨,该方法条件温和,同时还可提供电能B. 阴极区,氢化酶作用下发生反应H 2+2MV 2+2H ++2MV +C. 正极区,固氮酶催化剂,N 2发生还原反应生成NH 3D. 电池工作时质子通过交换膜由负极区向正极区移动 【答案】B 【解析】由生物燃料电池的示意图可知,左室电极为燃料电池的负极,MV +在负极失电子发生氧化反应生成MV 2+,电极反应式为MV +—e —= MV 2+,放电生成的MV 2+在氢化酶的作用下与H 2反应生成H +和MV +,反应的方程式为H 2+2MV 2+=2H ++2MV +;右室电极为燃料电池的正极,MV 2+在正极得电子发生还原反应生成MV +,电极反应式为MV 2++e —= MV +,放电生成的MV +与N 2在固氮酶的作用下反应生成NH 3和MV 2+,反应的方程式为N 2+6H ++6MV +=6MV 2++NH 3,电池工作时,氢离子通过交换膜由负极向正极移动。
原电池化学电源考点1原电池原理1.原电池的反应原理:自发的、放热的氧化还原反应原电池的电路工作原理:(外电路)负极失去电子,电子经导线流向正极。
(内电路)溶液中阴阳离子发生定向移动,向负极移动,向正极移动。
2.原电池的电极和电极反应:正极:符号“+”,得到电子,发生负极:符号“-”,失去电子,发生以锌铜电池(电解液H2SO4溶液)为例:电子经导线流向正极氧化反应还原反应失电子 Zn Cu 得电子锌溶解 SO42-铜极不变Zn-2e-=Zn2+阴离子向负极移动;阳离子向正极移动 2H++2e-=H2↑3.原电池形成的一般条件:(1)两极:的金属(或一种是金属,另一种是非金属导体)。
(2)电解质溶液:电极必与电解质溶液接触。
(3)形成闭合回路:电极相互接触或连接。
特别提醒:原电池形成还有一个隐蔽条件:能发生自发的氧化还原反应[例1]在下图所示的装置中,能够发生原电池反应的是()[解析] A两个电极相同,所以不能发生原电池反应;C中液体为非电解质乙醇,所以不能发生原电池反应;F不能形成闭合电路,所以不能发生原电池反应。
【答案】B、D、E。
[规律总结]掌握形成原电池的一般条件.考点2常用的化学电源和新型化学电源1.实用电池的特点实用电池一般具有以下的特点:(1)能产生比较稳定而且较高电压的电流;(2)安全、耐用且便于携带,易于维护;(3)能够适用于各种环境;(4)便于回收处理,不污染环境或对环境的污染影响较小;(5)能量转换率。
2.几种常见的电池和新型电池分类及反应原理简介化学电池分类:电池(如锌锰干电池、碱性锌锰电池)A B C D E F电池(又叫充电电池或蓄电池)(如铅蓄电池)电池(如氢氧燃料电池)(1)一次电池①碱性锌锰电池构成:负极是锌,正极是MnO2,正极是KOH工作原理:负极 Zn+2OH—-2e-=Zn(OH)2;正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-总反应式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2特点:比能量较高,储存时间较长,可适用于大电流和连续放电。
②钮扣式电池(银锌电池)锌银电池的负极是Zn,正极是Ag20,电解质是KOH,总反应方程式:Zn+Ag20=2Ag+ZnO 特点:此种电池比能量大,电压稳定,储存时间长,适宜小电流连续放电。
③锂电池锂电池用金属锂作负极,石墨作正极,电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOC12)中组成。
锂电池的主要反应为:负极:8Li-8e—=8Li+;正极:3SOC12+8e—=SO32-+2S+6Cl—总反应式为:8Li+3SOC12=6LiCl+Li2SO3+2S特点:锂电池是一种高能电池,质量轻、电压稳定、工作效率高和贮存寿命长的优点。
(2)二次电池①铅蓄电池:(1)铅蓄电池放电原理的电极反应负极:Pb+S042—-2e—=PbSO4;正极:Pb02+4H++S042—+2e—=PbSO4+2H20总反应式:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbS04+2H2O(2)铅蓄电池充电原理的电极反应阳极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-;阴极:PbSO4+2e-=Pb+SO42-总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4②镍一镉碱性蓄电池构成:放电时镉(Cd)为负极,正极是NiO(OH),电解液是KOH工作原理:负极:Cd+2OH—-2e-=Cd(OH)2;正极:2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH—总反应式:特点:电压稳定、使用方便、安全可靠、使用寿命长,但一般体积大、废弃电池易污染环境。
(3)燃料电池①氢氧燃料电池当用碱性电解质时,电极反应为:负极:2H2+40H—-4e—=4H20;正极:02+2H20+4e—=40H—总反应:2H2+02=2H2O②甲烷燃料电池该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通甲烷和氧气;负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-总反应方程式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O③CH3OH燃料电池用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中,然后向两极分别通入CH3OH和O2,则发生了原电池反应。
负极:2CH3OH +16OH--12e-=2CO32-+12H2O;正极:3O2+6H2O+12e-=12OH-总反应方程式为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O3.正确书写电极反应式(1)列出正负电电极上的反应物质,在等式的两边分别写出反应物和生成物。
(2)在反应式的左边写出得失电子数,使得失电子。
(得失电子守恒)(3)使质量守恒。
电极反应式书写时注意: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;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。
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。
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。
[例2] (08江苏卷)镍镉(Ni-Cd)可充电电池在现代生活中有广泛应用。
已知某镍镉电池的电解质溶液为KOH溶液,其充、放电按下式进行:O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2Cd + 2NiOOH +2H有关该电池的说法正确的是()A.充电时阳极反应:Ni(OH)2-e—+ OH- == NiOOH + H2OB.充电过程是化学能转化为电能的过程C.放电时负极附近溶液的碱性不变D.放电时电解质溶液中的OH-向正极移动[解析]本题是考查常见的镍镉(Ni-Cd)可充电电池的工作原理。
由充电时方程式中的Cd 和Ni的化合价的变化可知,充电时Ni(OH)2作阳极,电解质溶液为KOH,所以电极反应式为:Ni(OH)2-e-+OH-===NiOOH+H2O;Cd(OH)2作阴极,Cd(OH)2+2e-===Cd+2OH-;充电的过程是将电能转化为化学能,放电时,Cd作负极,Cd-2e-+2OH-===Cd(OH)2,Cd周围的c(OH-)下降,OH-向负极移动。
【答案】A。
[方法技巧]: 二次电池首先需要判断什么情况下是原电池,什么情况下是电解池,二次电池充电时是电解池,放电时是原电池。
充电和放电是在两种不同的条件下发生的,充电是在外接电源条件下发生的非自发氧化还原反应, 放电是在无外接电源条件下发生的自发氧化还原反应。
考点3原电池PH值的变化和简单计算1.在原电池工作时,由于失去电子进入电解溶液,正极附近的阳离子得到电子从溶液中析出,可能会引起溶液PH值的变化。
(1)当负极产生的金属离子结合溶液中的OH-时,电极附近的溶液PH值。
当正极O2得电子时结合溶液中的水时,生成OH-使溶液中的PH值增大。
(2)电池工作时整个溶液PH 值的变化必须从总反应式来分析。
当电解液中酸被消耗时,溶液PH 值增大,当电解质溶液中碱被消耗时,溶液PH 值减小。
2.原电池的有关计算电子守恒法是依据氧化剂与还原剂 相等这一原则进行计算的。
电子守恒法是氧化还原计算的最基本的方法。
计算时可由电极反应式中的氧化剂(或还原剂)与失去的电子(或得电子)之间的关系进行计算。
[例3] (2007年高考理综宁夏卷,原电池)(14分)(1)将锌片和银片浸入稀硫酸中组成原电池,两电极间连接一个电流计。
锌片上发生的电极反应:______________________;银片上发生的电极反应:_______________________。
(2)若该电池中两电极的总质量为60 g ,工作一段时间后,取出锌片和银片洗净干燥后称重,总质量为47 g ,试计算:①产生氢气的体积(标准状况);②通过导线的电量。
(已知N A= 6.02×1023 /mol ,电子电荷为1.60×10-19 C)[解析] (1)根据金属活泼性分析得出锌片为负极,银片为正极,相应电极反应为:Zn -2e - = Zn 2+;2H ++2e - = H 2↑。
(2)①锌片与银片减轻,是因与酸反应:Zn +2H + = Zn 2++H 2↑ ~ 转移2e -g 47 g 60g 65- = )(H L 22.42V =Q C 101.60mol 1002.6mol 219123--⨯⨯⨯⨯ 得V (H 2) = 4.5 L ; Q = 3.8×104 C 。
【答案】(1)Zn -2e - = Zn 2+; 2H ++2e - = H 2↑(2)V (H 2) = 4.5 L ; Q = 3.8×104 C 。
[规律总结] 根据原电池基本原理分析写出其电极反应式或总方程式,然后根据方程式来计算。
参考答案考点1 原电池原理1. 阴离子、阳离子2. 还原反应、氧化反应3.活泼性不同,用导线、盐桥考点2 常用的化学电源和新型化学电源1.高2.一次、二次、燃料3.总数相等、电池反应的总方程式考点3 原电池PH 值的变化和简单计算1. 负极金属、降低2.得失电子数目练习:1、我国首创以铝─空气─海水电池为能源的新型海水标志灯。
该灯以海水为电解质溶液,靠空气中的氧气使铝不断氧化而产生电流。
只要把灯放入海水中数分钟,就会发出耀眼的白光,请回答:该电源负极材料是__________,正极材料可以用_________;正极反应:______________,负极反应:____________。
答案:铝;石墨;2H2O+O2+4e-=4OH-;Al-3e-=Al3+。
2、市场上出售的“热敷袋”其主要成分是铁屑、炭粉、木屑和少量氯化钠、水等。
“热敷袋”启用之前用塑料袋使其与空气隔绝;启用时,打开塑料袋轻轻揉搓就会放出热量。
使用完后,会发现有大量铁锈存在。
请回答下列问题:(1)“热敷袋”放出的热量是利用了铁放出的热量;(2)炭粉的主要作用是;(3)加入氯化钠的主要作用是;(4)试写出有关的电极反应式和化学方程式。
答案:(1)被氧化;(2)充当正极材料,与Fe构成原电池,加快Fe 的氧化作用;(3)导电,形成电解质溶液;(4)2Fe-4e—=2Fe2+、O2+2H2O+4e—=4OH—4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3、2Fe(OH)3=Fe2O3+3H2O3、有人将铂丝插入氢氧化钾溶液中作电极,又在两个极片上分别通入甲烷和氧气则形成电池,从而设计出一种燃料电池。
该电池中通甲烷的铂丝为___极,发生的电极反应为____________;该电池工作时(放电)的总化学方程式为____________;电池工作时溶液的pH值将_______。