1氧化还原反应2原电池实用电池4有关电解的几个问题
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氧化还原反应的电极反应与电池氧化还原反应(Redox Reaction)是化学中一种重要的反应类型,其涉及原子或离子的电荷转移。
在氧化还原反应中,存在两个关键要素,即电极反应和电池。
一、电极反应电极反应指的是氧化还原反应发生在电极上的过程。
在氧化还原反应中,通常涉及两种类型的电极反应,即氧化反应和还原反应。
1. 氧化反应氧化反应是指物质失去电子,电荷数增加的过程。
在氧化反应中,物质被氧化剂氧化,并失去电子。
典型的氧化反应示例如下:Cu → Cu2+ + 2e-在上述反应中,铜原子(Cu)失去了两个电子,并形成了Cu2+离子。
2. 还原反应还原反应是指物质获得电子,电荷数减少的过程。
在还原反应中,物质被还原剂还原,并接受电子。
典型的还原反应示例如下:2H+ + 2e- → H2在上述反应中,两个氢离子(H+)接受了两个电子,并生成了氢气(H2)。
二、电池电池是将氧化还原反应产生的电能转化为化学能或其它形式能量的装置。
电池可以分为两类,即原电池和电解池。
1. 原电池原电池是指各种电化学反应可以自发进行的电池。
典型的原电池示例是闪光灯电池。
闪光灯电池中,氧化反应和还原反应在两个半电池中进行,通过连接线和负载(如灯丝)将电流引出。
闪光灯电池的反应示例如下:半电池1:Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-半电池2:2MnO2(s) + Zn2+(aq) + 2H2O(l) → 2MnO(OH)(s) +2Zn(OH)2(aq)2. 电解池电解池是指需要外部电源提供电能才能使氧化还原反应进行的电池。
典型的电解池示例是电解水制氢。
在电解水制氢中,水分子在电解池中被分解为氢气和氧气。
电解水制氢的反应示例如下:电解反应:2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)三、应用举例氧化还原反应和电池在生活和工业中有广泛的应用。
以下以几个应用举例:1. 镀金在镀金过程中,氧化还原反应被用来将金属镀层沉积在物体表面。
【干货】关于氧化还原反应的几个问题1.生活中常见的氧化还原反应有哪些?燃烧、食物的腐蚀、切开的苹果放置一段时间后颜色变暗、金属的腐蚀、动植物的呼吸等都属于氧化还原反应。
2.怎样判断一个反应是否为氧化还原反应?最直观的方法是看方程式中反应前后元素的化合价有没有发生变化,如果发生变化,则为氧化还原反应,如果没有发生变化,则为非氧化还原反应。
如反应2Na+2H2O=2Na OH+H2↑,在反应前后钠元素的化合价由0价变为+1价,氢元素的化合价从+1价变为0价,为氧化还原反应。
此反应CaCl2+Na2CO3=CaCO3↓+2NaCl,反应前后各元素的化合价都没有发生变化,为非氧化还原反应。
氧化还原反应和基本反应类型的关系是这样的:即置换反应一定是氧化还原反应;复分解反应一定是非氧化还原反应;化合反应、分解反应,可能是氧化还原反应,也可能是非氧化还原反应。
3. 氧化还原反应的本质是什么?本质是发生了电子的转移,比如钠在氯气中燃烧这个反应2Na+Cl2=(点燃)2NaCl,反应前,钠的核外电子为281,氯的核外电子为287,它们两个有一个共同的的梦想:达到最外层为8个电子。
钠最外层1个电子,很容易失去;氯最外层7个电子,很容易得到一个电子。
把它们俩放在一起一定会发生点什么事情的!是的!一个原意舍,一个愿意得,谁都能从中受益:钠原子拿出一个电子给了氯原子,它们都完成了各自的梦想,达到最外层8个电子的稳定结构,形成了稳定的NaCl,想要把它们分开可就难喽,据说得用到电,才能把它们分开。
图片当然,也可以是电子的偏移,比如H2+Cl2=(点燃)2HCl,氢就不像钠妹妹那么大方给氯电子了,而是与氯共用电子,都达到了稳定结构。
但是氯哥哥块头大,显然更强壮一些,吸引电子的能力也比氢原子强一些,电子要偏向氯哥哥一些。
所以,氧化还原反应的本质是发生了电子的转移,或电子对偏移。
4.什么是氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物、被氧化、被还原?首先得记住六字口诀哦:升失氧,降得还!解释:5.用什么方法能清晰的表明氧化还原反应电子得失情况?双线桥法:单线桥法:6.常见的氧化剂、还原剂有哪些?常见的氧化剂(处于高价态的元素的单质或化合物):(1)活泼的非金属单质(F2、O2、Cl2、Br2、I2、O3等) (2)元素处于高价时的含氧酸(硝酸、浓硫酸)(3)元素处于高价时的盐:(KClO3、KMnO4、FeCl3) (4)过氧化物(H2O2、Na2O2)(5)其它(HClO)常见的还原剂(处于低价态的元素的单质或化合物):(1)活泼的金属单质:K、Na、Mg等;(2)非金属单质:H2、C、Si等;(3)低价态的化合物:CO、H2S、HI、Fe2+、NH3等。
化学电池的工作原理化学电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
它由两个电极和一个电解质组成,通过化学反应使得电子在电极之间流动,从而产生电流。
化学电池的工作原理可以通过以下几个方面来解释。
1. 氧化还原反应化学电池的核心是氧化还原反应,即电极上发生的氧化反应和还原反应。
氧化反应是指物质失去电子,而还原反应是指物质获得电子。
在电池中,一个电极上发生氧化反应,释放出电子;而另一个电极上发生还原反应,接收这些电子。
这样就形成了电子从一个电极流向另一个电极的电流,从而产生了电能。
2. 电解质电解质在化学电池中起着重要的作用。
它是一种能够在溶液中电离产生离子的物质。
当电解质溶液中存在电场时,正离子会向负极移动,负离子会向正极移动。
这种离子的移动形成了电流,促进了氧化还原反应的进行。
常见的电解质包括盐、酸和碱等。
3. 电极材料电极材料对化学电池的性能有着重要影响。
在电池中,通常使用金属作为电极材料。
金属能够提供电子,方便氧化反应的发生。
同时,选择不同的金属作为电极材料,可以调整电子的释放速度和还原速度,进一步控制电池的性能特点。
4. 电池类型化学电池可以分为很多不同类型,其中最常见的是原电池和可充电电池。
原电池是一次性使用的,化学反应一旦完成,电池就不能再继续工作。
可充电电池则可以通过反向充电恢复化学反应,使电池重复使用。
不同类型的电池有着不同的化学反应和构造,因此具有不同的工作原理和性能特点。
化学电池的工作原理可以通过以上几个方面来理解。
通过氧化还原反应、电解质的作用、电极材料的选择和电池类型的区分,化学电池能够将化学能转化为电能,并提供给我们各种日常生活和科技应用中的电子设备使用。
随着科技的不断进步,人们对于化学电池的研究和应用也在不断深化,相信未来会有更多创新和突破,使化学电池在能源转化领域发挥更重要的作用。
一、构成原电池的条件构成原电池的条件有:(1)电极材料。
两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性(非金属或某些氧化物等);(2)两电极必须浸没在电解质溶液中;(3)两电极之间要用导线连接,形成闭合回路。
说明:①一般来说,能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。
②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极,如K、Na、Ca等。
二、原电池正负极的判断(1)由组成原电池的两极材料判断:一般来说,较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
但具体情况还要看电解质溶液,如镁、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。
(2)根据外电路电流的方向或电子的流向判断:在原电池的外电路,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。
(3)根据内电路离子的移动方向判断:在原电池电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的化学反应判断:原电池中,负极总是发生氧化反应,正极总是发生还原反应。
因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。
(5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,若某一极质量增加,说明溶液中的阳离子在该电极得电子,该电极为正极,活泼性较弱;如果某一电极质量减轻,说明该电极溶解,电极为负极,活泼性较强。
(6)根据电极上产生的气体判断:原电池工作后,如果一电极上产生气体,通常是因为该电极发生了析出氢的反应,说明该电极为正极,活动性较弱。
(7)根据某电极附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而原电池工作后,该电极附近的pH增大了,说明该电极为正极,金属活动性较弱。
三、电极反应式的书写(1)准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键如果原电池的正负极判断失误,电极反应式的书写一定错误。
氧化还原反应和电化学问题探究氧化还原反应,简称氧化反应和还原反应,是化学反应中最重要的两种类型之一。
它们在自然界和人类生活中起着重要的作用。
同时,电化学问题涉及到电解和电池等方面的内容,是与氧化还原反应密切相关的领域。
本文将探究氧化还原反应和电化学问题,分析其原理、应用和研究现状。
一、氧化还原反应的原理与应用1. 氧化还原反应的基本概念与定义氧化还原反应是指化学物质中发生电子转移的过程。
其中,氧化是指物质丧失电子,还原是指物质获得电子。
在氧化还原反应中,氧化剂接受电子,并发生还原,而还原剂失去电子,发生氧化。
这种电子的转移过程导致了化学物质的结构和性质的改变。
2. 氧化还原反应的应用氧化还原反应广泛应用于多个领域。
在生产中,氧化还原反应被用于金属的提炼、燃料的燃烧以及化学品的合成等过程。
在环境保护中,氧化还原反应被用于废水处理、空气净化和土壤修复等方面。
此外,氧化还原反应也在电化学、生物化学和药物研发等领域中发挥着重要的作用。
二、电化学问题的性质与应用1. 电解的基本原理与应用电解是指通过外加电源,使电解质溶液中的化学物质发生氧化还原反应的过程。
在电解中,阴极发生还原反应,阳极发生氧化反应。
通过电解,可以制备纯度较高的金属、分离和提纯化学物质以及进行电镀等应用。
2. 电池的基本原理与应用电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由正极、负极和电解质组成。
在电池中,正极发生氧化反应,负极发生还原反应。
通过电子在外部电路中的流动,产生电流。
电池的种类有很多,包括原电池、干电池和蓄电池等。
电池广泛应用于电子产品、交通工具、能源储备等方面。
三、氧化还原反应与电化学问题的研究现状1. 氧化还原反应的研究现状氧化还原反应是化学研究的重要方向之一。
目前,研究人员对氧化还原反应进行了深入的探索。
他们研究氧化还原反应的机制、动力学和热力学等方面的问题,以期进一步揭示其规律和应用价值。
2. 电化学问题的研究现状电化学问题的研究也取得了显著进展。
一、思考题1.什么叫原电池?它由哪几部分组成?如何用符号表示一个原电池?答案:电池由两个电极和电极之间的电解质构成,因而电化学的研究内容应包括两个方面:一是电解质的研究,即电解质学,其中包括电解质的导电性质、离子的传输性质、参与反应离子的平衡性质等;另一方面是电极的研究,即电极学,其中包括电极的平衡性质和通电后的极化性质,也就是电极和电解质界面上的电化学行为。
利用化学反应产生电能的装置,也称为化学电池;但不是所有的电池都属于此类化学电池。
构成原电池的条件:电极材料:是由活性物质与导电极板所构成,所谓活性物质是指在电极上可进行氧化还原的物质。
两电极材料活性不同,在负极上发生氧化反应;正极上发生还原反应。
电解液:含电解质的溶液。
构成回路2.原电池和电解池在结构和原理上各有何特点?3.离子-电子法配平氧化还原反应方程式的原则是什么?有什么步骤?答案:两个半反应得失电子数相等。
配平步骤:①用离子式写出主要反应物和产物(气体、纯液体、固体和弱电解质则写分子式)。
②分别写出氧化剂被还原和还原剂被氧化的半反应。
③分别配平两个半反应方程式,等号两边的各种元素的原子总数各自相等且电荷数相等。
④确定两半反应方程式得、失电子数目的最小公倍数。
将两个半反应方程式中各项分别乘以相应的系数,使得、失电子数目相同。
然后,将两者合并,就得到了配平的氧化还原反应的离子方程式。
有时根据需要可将其改为分子方程式。
4.用离子-电子法完成并配平下列方程式(必要时添加反应介质):(1)K2MnO4 + K2SO3 + H2SO4 K2SO4 + MnSO4 + H2O(2)NaBiO3 (s) + MnSO4 + HNO3 HMnO4 + Bi(NO3)3 + Na2SO4 + NaNO3 + H2O(3)Cr2O72—+ H2O2 + H+(4)MnO2 + S + H+Mn2+ + H2SO3 + H2O(5)Zn + NO3-+ H+Zn2+ + NH4+ + H2O(6) Ag + NO 3-+ H +Ag + + NO + H 2O(7) Al + NO 3-+ OH -+ H 2O [Al(OH)4]-+ NH 35. 如何用图示表示原电池? 答案:原电池符号(电池图示):书写原电池符号的规则:①负极“-”在左边,正极“+”在右边,盐桥用“‖”表示。
化学能转化为电能---电池知识要点一、原电池的工作原理1、原电池:借助氧化还原反应,将化学能转化为电能的装置称为原电池。
2、构成原电池的条件(1)有活动性不等的两个电极(2)电极要与电解质溶液接触(3)要形成闭合回路(4) 自发的氧化还原反应构成原电池后,一般说来化学反应速率要加快。
实验室不用纯锌与稀硫酸反应制氢气而要用粗锌与稀硫酸反应制氢气,就是利用原电池的原理。
在原电池中,电极并不一定要与电解质溶液直接反应。
当电极不与电解质溶液直接反应时,正极上得电子的物质一般为溶解在水溶液中的氧气,正极上的电极反应式为:O2+2H2O+4e- = 4OH-。
3、原电池的工作原理(1)相对活泼的金属作负极,负极上一定发生氧化反应;相对不活泼的金属(或非金属)作正极,正极上一定发生还原反应。
(2)电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。
(3)溶液中的阴离子移向负极,阳离子移向正极。
但是,有一些特例:将镁和铝插到NaOH溶液中,用导线连接后构成原电池,铝是负极,镁是正极。
负极:2Al+8OH- -6e- = 2AlO2- +4H2O 正极:6H2O+6e- = 3H2↑+6OH-总反应:2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑还有,将铁和铜插到浓硝酸中,用导线连接构成原电池,由于铁在浓硝酸中钝化不能继续反应,而铜可与浓硝酸反应,所以,铜时负极,铁是正极。
负极:Cu-2e- = Cu2+正极:2NO3- +4H+ + 2e- = 2NO2↑+2H2O由此可见,并不一定是活泼性强的金属作负极。
金属作负极还是作正极,要看电解质溶液而定。
4、电极反应式的书写(1)书写电极反应式的方法是--------叠加法。
即将两个电极反应叠加一定得到电池总反应。
在推写电极反应时,一般先写出电池总反应,然后再写出负极反应式或正极反应式,将总反应减去负极反应式或正极反应式就可得到正极反应式或负极反应式。
(2)在推写电极反应式还必须注意到介质(环境)的种类。