原电池的形成条件
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原电池和电解池原电池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。
从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;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。
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。
2、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3、电极反应方程式的书写负极: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。
电化学原理1.原电池(1)原电池的装置特点:利用氧化还原反应将化学能转化为电能。
(2)原电池的形成的一般条件:①电极;②电解质溶液;③形成闭合回路。
(3)反应原理负极:失去电子,向外电路提供电子,发生氧化反应。
正极:得到电子,从外电路获得电子,发生还原反应。
电极反应与电子流向:以铜锌原电池为例:总反应:Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑(4)原电池正负极的判断判断原电池正负极最根本的方法是根据电极发生的氧化还原反应,即发生氧化反应的电极为负极,发生还原反应的电极为正极。
下列方法也可以作为一般的辅助判断方法。
原电池的正负极的判断: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。
一般活泼性较强的金属为负极;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在电池总反应中,元素化合价升高的物质所在电极为负极,化合价降低的物质所在电极为正极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。
例1某实验小组同学对电化学原理进行了一系列探究活动。
(1)如图为某实验小组依据氧化还原反应:(用离子方程式表示)________________________________。
设计的原电池装置,反应前,电极质量相等,一段时间后,两电极质量相差12 g,导线中通过______mol电子。
(2)其他条件不变,若将CuCl2溶液换为NH4Cl溶液,石墨电极反应式为________________________,这是由于NH4Cl溶液显______(填“酸性”、“碱性”或“中性”),用离子方程式表示溶液显此性的原因____________________________________,用吸管吸出铁片附近溶液少许置于试管中,向其中滴加少量新制饱和氯水,写出发生反应的离子方程式_________________________________,然后滴加几滴硫氰化钾溶液,溶液变红,继续滴加过量新制饱和氯水,颜色褪去,同学们对此做了多种假设,某同学的假设是:“溶液中的+3价铁被氧化为更高的价态。
原电池知识点总结原电池:形成条件①电极两种不同的导体相连②电解质溶液能与电极反应负极氧化反应较活泼的电极,正极还原反应不活泼的电极,电子流向:负极→正极电流:正极→负极电解池:形成条件①电源②电极惰性或非惰性③电解质水溶液或熔化态。
阳极连电源的正极氧化反应阴极连电源的负极还原反应应用:①电解食盐水氯碱工业②电镀镀铜③电冶冶炼Na、Mg、Al ④精炼精铜一原电池简介原电池正负极判断①反应②溶液中阴阳离子移动③电子电流的移动电极反应方程式的书写:负极: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。
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: Mg-Al-NaOHAl作负极。
负极Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O正极2H2O+2e-==H2↑+2OH- Cu-Al-HNO3 Cu作负极。
pH变化规律:①电极周围消耗OH则电极周围溶液的pH减小反应生成OH则电极周围溶液的pH增大②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。
二两类原电池吸氧腐蚀: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叫吸氧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析氢腐蚀: 在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气叫做析氢腐蚀。
构成原电池的三个条件
构成原电池的三个条件
电池是一种将化学能转化为电能的装置,它由正极、负极和电解质三
部分组成。
构成原电池的三个条件是:正负两极的金属活度差异、正
负两极之间的电解液、连接正负两极的导线。
一、金属活度差异
金属活度是指金属在某一温度下与溶液中离子交换反应发生程度的大小。
不同金属的活度不同,因此在不同金属之间可以形成不同电势差。
在原电池中,通过将两种不同活度的金属放入相同浓度的溶液中,利
用其自身产生的电势差使得自由电子从高位移动到低位,从而产生了
电流。
二、电解液
在原电池中,需要一个能够传递离子并保持稳定性的介质来连接正负
两极。
这个介质通常被称为“电解液”。
它可以是固态或液态,在液
态情况下通常是溶解在水或有机溶剂中。
当两种不同金属放入相同浓
度的溶液中时,会形成一个由离子组成的电解液,这个电解液可以传
递离子,并在正负两极之间形成电势差。
三、导线
导线是将正极和负极连接在一起的一个金属杆或线。
当两种不同金属通过导线连接在一起时,由于它们之间的活度差异,自由电子会从高位移动到低位,从而产生了电流。
这个电流可以用来驱动其他设备或充电。
总结
构成原电池的三个条件是:金属活度差异、电解液和导线。
当两种不同金属放入相同浓度的溶液中时,会形成一个由离子组成的电解液,这个电解液可以传递离子,并在正负两极之间形成电势差。
通过将正负两极连接起来,并将其与其他设备或充电器连接起来,就可以利用原电池产生的电流来驱动其他设备或充电了。
一、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。
(3)两个电极都不参与反应的类型:两极材料都是惰性电极,电极本身不参与反应,而是由引入到两极的物质发生反应,如:燃料电池,燃料电池的电解质溶液通常是强碱溶液。
化学原电池组成条件化学原电池的组成条件包括以下三个方面:电极、电解质和电化学反应。
首先是电极。
电极是化学原电池中发生氧化还原反应的地方,分为两种:阳极和阴极。
在电池中,电子从阳极流向阴极,因此氧化反应发生在阳极,并且阳极是负极。
阴极则是正极,还原反应发生在这里。
电极的选择取决于反应物的性质,必须确保电极能够在反应发生时失去或获得电子。
其次,是电解质。
电解质是在电池中所使用的溶液或固体材料,它能够在阳极和阴极之间传递离子使得电池得以工作。
电解质可以是酸或碱的溶液,也可以是一些有机或无机化合物。
在电解质中,正离子向阴极迁移,负离子向阳极迁移。
这种离子移动的过程是通过水解或化学反应来实现的。
最后是电化学反应。
电化学反应是化学原电池中最为重要的方面。
在化学原电池中,氧化和还原的反应必须同时发生。
这个化学反应需要产生电子,这些电子随后在电路中移动从而提供电流。
在电极中,反应物与电子作用产生被氧化或还原的产物。
在一个质子被氧化成氢气的反应中,质子是来自酸性溶液中的H+,而氢气则是产物。
在这里,质子是氧化剂,它能够被电接触的电极(即阳极)捕获电子,然后和电极上产生的氧结合成水。
总之,一台化学原电池需要符合这些条件:至少需要一个阴极和一个阳极;电极必须与电解质相结合,电解质可以是溶液或固体材料;电池中必须包括能够促进离子流动的物质(电解质);电化学反应需要同时具有氧化和还原两个方面。
在了解这些组成条件之后,人们就可以更好地设计、制造和使用化学原电池了。
第四章电化学基础第一节原电池原电池及其工作原理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.构成条件(1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液中。
3.工作原理(以铜—锌原电池为例)负极正极续表易错警示原电池工作原理中四个常见失分点的规避(1)只有放热的氧化还原反应才能设计成原电池,将化学能转化为电能。
(2)电解质溶液中阴、阳离子的定向移动,与导线中电子的定向移动共同组成了一个完整的闭合回路。
(3)无论在原电池还是在电解池中,电子均不能通过电解质溶液,溶液中的离子不能通过盐桥。
(4)原电池的负极失去电子的总数等于正极得到电子的总数。
原电池正负极的判断方法说明:(1)活泼性强的金属不一定作负极,但在负极的电极上一定发生氧化反应。
(2)溶液中的离子不能通过盐桥。
(3)负极本身不一定参加反应,如燃料电池中,作为负极的材料不参加反应,只起到了导电的作用。
原电池原理的四大应用1.比较金属活泼性强弱两种金属分别作原电池的两极时,一般作负极的金属比作正极的金属活泼。
2.加快氧化还原反应的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加快。
例如,在Zn与稀H2SO4反应时加入少量CuSO4溶液能使产生H2的反应速率加快。
3.设计制作化学电源(1)必须是能自发进行且放热的氧化还原反应。
(2)正、负极材料的选择:根据氧化还原关系找出正、负极材料,一般选择活泼性较强的金属作为负极;活泼性较弱的金属或可导电的非金属(如石墨等)作为正极。
(3)电解质溶液的选择:电解质溶液一般要能够与负极发生反应,或者电解质溶液中溶解的其他物质能与负极发生反应(如溶解于溶液中的空气)。
但如果氧化反应和还原反应分别在两个容器中进行(中间连接盐桥),则两个容器中的电解质溶液选择与电极材料相同的阳离子,这样可减少离子极化作用,便于电子和离子的移动,如在Cu-Zn构成的原电池中,负极Zn浸泡在含有Zn2+的电解质溶液中,而正极Cu浸泡在含有Cu2+的电解质溶液中。
1、对原电池原理的理解:
从理论上讲,我们可以把任何一个氧化还原反应都可设计成原电池。
因为氧化还原反应的本质是电子的转移。
我们想办法把氧化还原反应过程中的电子转移通过设计成特有的装置,使化学反应过程中的电子转移通过导体而导出,就可制成原电池,即原电池就是将化学能转变为电能的装置。
负极-------较活泼的金属---------------失去电子-------发生氧化反应。
正极-------较不活泼的金属-------------得到电子-------发生还原反应。
2、粒子流向:在外电路中,电子由负极流向正极;在电解质溶液中阳离子移向正极,阴离子移向负极。
3、组成原电池的条件。
①有两种活性不同的金属(也可是非金属导体或可导电的金属氧化物等)。
②电极材料均插入电解质溶液中。
③两电极相连或直接接触而形成闭合电路。
组成原电池的基本条件∙1、将两种活泼性不同的金属(或石墨)(Pt和石墨为惰性电极,即本身不会得失电子)(一种是活泼金属一种是不活泼金属)。
2、用导线连接后插入电解质溶液中,形成闭合回路。
3、要发生自发的氧化还原反应。
原电池工作原理∙原电池是将一个能自发进行的氧化还原反应的氧化反应和还原反应分别在原电池的负极和正极上发生,从而在外电路中产生电流。
原电池正负极判断方法∙原电池有两个电极,一个是正极,一个是负极,其判断的依据有:1.据组成原电池的两极材料判断当两种金属(或一种金属与一种非金属)作电极时,若有一金属能与电解质溶液(包括其中溶解的O2、CO2)自发进行氧化还原反应,则该金属无论强弱一定作为负极;若两金属都能与电解质溶液反应或都不反应,则相对较活泼的金属应作为原电池的负极失去电子。
一般情况下是较活泼的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
2.据电流方向或电子流动方向判断在外电路,电流总是由正极流向负极,电子总是由负极流向正极。
3.据电解质溶液里离子的定向移动方向判断在内电路的电解质溶液里,阳离子总是移向阴极(原电池的正极),阴离子总是移向阳极(原电池的负极)。
4.据两极发生的反应判断原电池的负极(即阳极)总是失去电子发生氧化反应,正极(即阴极)总是得到电子发生还原反应。
5.据电极质量的变化判断原电池工作一段时间后,若某电极的质量增加,说明溶液中的金属阳离子在该电极上放电,该电极活泼性较弱为正极。
反之,若某电极的质量减小,说明该极金属溶解,该电极活泼性较强为负极。
6.据电极上有气泡产生判断原电池工作时,若某电极上有气泡产生,是因为该电极上有H2析出,说明该极为正极,活泼性较弱。
7.据电极附近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,若某电极附近溶液的pH增大了,说明该电极活泼性较弱为正极。
8.据原电池反应方程式判断原电池反应均为可自发进行的氧化还原反应。
原电池的形成条件是利用两个电极之间金属性的不同,产生电势差,从而使电子的流动,产生电流.又称非蓄电池,是电化电池的一种,其电化反应不能逆转,即是只能将化学能转换为电能,简单说就即是不能重新储存电力,与蓄电池相对。
定义在高中阶段来说,原电池是将化学能直接转化为电能的一种装置。
其原理也是通过化学反应(在正负极发生不同的氧化还原反应)使闭合电路中产生电子流,从而产生电流的。
其中在正极发生还原反应,负极发生氧化反应。
概述原电池是将化学能转变成电能的装置。
所以,根据定义,普通的干电池、燃料电池都可以称为原电池。
组成原电池的基本条件:1.将两种活泼性不同的金属(或导电单质)(P t和石墨为惰性电极,即本身不会得失电子)(一种是相对较活泼金属一种是相对较不活泼金属)2.用导线连接后插入电解质溶液中,形成闭合回路。
3.要发生自发的氧化还原反应。
原电池工...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。
从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;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。
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一、原电池;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。
从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;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。
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》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。
原电池知识点归纳总结:1.原电池:(1)概念:化学能转化为电能的装置。
(2)组成原电池的条件:①具有不同的电极,较活泼的金属作负极。
②具有电解质溶液③有导线相连(或直接接触)组成闭合回路。
④有能自发进行的氧化还原反应。
注意:Ⅰ.不是任何情况下都是活泼金属作负极。
如Mg、Al电解质为NaOH溶液。
Ⅱ.原电池中,电极材料可能与电解质反应,也可能不与电解质反应。
Ⅲ.形成闭合回路的方式有很多,只要接触或者导线相连就可以。
2.原电池的工作原理:负极:失电子,化合价升高,发生还原反应(现象:不断溶解,质量减少)正极:得电子,化合价降低,发生氧化反应(现象:有气体或固体生成,质量增加) 盐桥的作用及优点:(1)组成:热的饱和KCl或NH4NO3琼脂溶液。
(2)作用:使两个半电池中的溶液连成一个通路。
(3)优点:使原电池中的氧化剂和还原剂几乎完全隔开,并在不同的区域之间实现了电子的定向移动,使原电池能持续、稳定的产生电流。
3.原电池中电荷移动方向:原电池是一个闭合回路,有两种电荷流动:内电路和外电路。
内电路是阴、阳离子的定向移动;外电路是电子的流动。
(注意:电流方向与电子移动方向相反)4.原电池的正负极判断:(1)由组成电极的两极材料判断:一般是活泼金属是负极。
(2)根据电流方向或电子移动方向判断:电流流向的是负极;电子流向的是正极。
(3)根据电解质溶液中阴、阳离子定向移动方向判断:阳离子流向正极、阴离子流向负极。
(4)根据电极发生反应判断:负极失电子,发生氧化反应;正极得电子,发生还原反应。
(5)X极增重或减轻:X极增重说明X极为正极;X极减轻说明X极为负极。
(6)X极有气泡生成:X极为正极。
5. 原电池电极方程式的书写:(1)分别找出氧化剂和还原剂:(2)结合电解质溶液判断氧化产物和还原产物:(3)写出电极方程式:结论:书写电极方程式需要充分注意电解质溶液:①中性溶液中,反应物中不存在H+和OH-②酸性溶液中,反应物、生成物中均不存在OH-③碱性溶液中,反应物、生成物中均不存在H+④水溶液中不能出现O2-注意:①正负极得失电子数相等②电极反应方程式一般用“=”,不用“→”6.原电池的设计:理论上,任何一个自发的氧化还原反应,都可以设计为原电池。
38原电池原理与应用一、原电池的工作本质:原电池本质为氧化还原反应,是将化学能转化为电能的装置。
二、原电池的形成条件:1、两个活动性不同的电极,其中必有一种是金属(失电子),另一种可以是金属,也可以是非金属(如石墨或金属氧化物)随着新型电池的出现,两电极也可以是相同的金属或非金属作导电物质,充入或附着氧化性与还原性的物质。
2、电解质溶液(可以是酸、碱或中性;可以参与反应,也可以仅作导电物质)。
3、两电极应与电解质溶液接触,同时两电极应该用导线相连或直接接触(形成闭合回路)。
三、原电池工作原理:1、以铜锌原电池为例,稀硫酸为电解质溶液: ①、在稀硫酸溶液中插入锌片,发生反应:Zn+2H + = Zn 2++ H 2↑ ②、向稀硫酸溶液中插入Cu片,无现象。
③、当用导线将Zn 片和Cu 片连接起来之后,Cu 片周围放出气体,该气体为H 2。
因为:当用导线将Zn 片和Cu 片连接起来之后,由于电子(e -)沿导线传递的速度远大于传给H +的速度,所以电子即沿着导线到达Cu 片,在Cu 板的表面聚集了一层带负电的电子,假设导线连有一电流计,会观察到电流计的指针发生偏移。
由于铜极表面带负电,必然吸引溶液中的阳离子(H)向Cu 极移动。
结果,H +在Cu 板的表面得电子变为H 2逸出,而Zn 片那么氧化成Zn 2+。
导线中有电子(即电流)通过,从而产生电能。
Ⅰ、电极反应:(-)Zn 片 Zn -2 e - = Zn 2+(氧化反应)(+) Cu 片 2H + + 2e - = H 2↑(还原反应)总反应: Zn+Cu 2+==Zn 2++CuⅡ、流动方向 导线:电子由负极流出,经过导线,到达原电池的正极。
溶液中:H +由溶液向正极移动,Zn 2+由负极向溶液扩散;SO 42―由溶液向负极移动。
2、假设电解质溶液为中性溶液,如H 2O 或NaCl 溶液,那么负极仍然是Zn 片(失电子),Cu 片仍然是正极,但是正极发生的反应有所不同,溶在水中的氧得电子发生还原反应:(-)Zn 片 Zn -2 e - = Zn 2+(氧化反应)(+) Cu 片2H 2O + O 2 + 4 e - = 4OH -(还原反应)四、原电池的种类:原电池的种类大致分为:干电池(Zn —C 干电池)、银锌电池、氢氧燃料电池、甲烷燃料电池等等。
1. 电池容量:电池的容量是衡量电池性能的一个关键参数,单位通常以安时(Ah)或者库仑(C)来表示。
2. 电压:电池的工作电压是决定其使用范围的一个重要参数。
一般情况下,原装电池都有标准化的工作电压。
3. 内阻:内阻是衡量原装电池性能好坏的一个关键参数。
较小的内阻意味着该原装电池在使用过程中会降低耗能、功耗、外形尺寸大小等方面都有所优化。
4. 抗干扰性:随着信号强度不断上升,如何保证原装电池在此情况下不出现问题也是必要考虑因素之一。
高考化学原电池知识点归纳原电池知识是化学考试常考内容,下面是小编为大家整理的关于高考化学原电池知识点归纳,希望对您有所帮助。
欢迎大家阅读参考学习!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。
原电池的形成条件是利用两个电极之间金属性的不同,产生电势差,从而使电子的流动,产生电流.又称非蓄电池,是电化电池的一种,其电化反应不能逆转,即是只能将化学能转换为电能,简单说就即是不能重新储存电力,与蓄电池相对。
定义在高中阶段来说,原电池是将化学能直接转化为电能的一种装置。
其原理也是通过化学反应(在正负极发生不同的氧化还原反应)使闭合电路中产生电子流,从而产生电流的。
其中在正极发生还原反应,负极发生氧化反应。
概述原电池是将化学能转变成电能的装置。
所以,根据定义,普通的干电池、燃料电池都可以称为原电池。
组成原电池的基本条件:1.将两种活泼性不同的金属(或导电单质)(Pt和石墨为惰性电极,即本身不会得失电子)(一种是相对较活泼金属一种是相对较不活泼金属)2.用导线连接后插入电解质溶液中,形成闭合回路。
3.要发生自发的氧化还原反应。
原电池工...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。
从能量转化角度看,原电池是将化学能转化为电能的装置;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。
通过播放橙子也能给iphone充电视频,提出问题为什么橙子能给iphone充电,设置悬念,引起学生探究的兴趣。
继而回顾上节课铜锌硫酸原电池的实验,学生分析实验现象,解说原电池原理的微观过程,教师通过分析铜锌硫酸原电池的组成部分,提出课题,并给出实验器材,学生通过对比铜锌硫酸原电池自主探究原电池的构成条件。
教师点评学生的实验,学生自己得出结论并解开橙子能给iphone充电之谜,教师要求学生利用原电池原理自主设计水果电池以巩电池的形成条件。
最后教师介绍化学电池在社会生活的各个方面的广泛应用,要求学生为荒岛上的灯塔设计电源,将所学的知识应用到生活,体会生活中处处有化学,进一步提高学习化学的兴趣。
本节课主要采用创设情境—实验探究—讨论归纳—应用巩固的教学模式,学生主要通过自主实验、小组讨论、归纳总结、得出结论、巩固应用解决实际问题的学习方法。
教学过程
知
巩
板书设计
第二节化学能与电能
——原电池的形成条件
一. 原电池原理: 氧化还原反应
二. 原电池的形成条件
1. 自发发生氧化还原反应(本质)
2. 活泼性不同的两种电极材料(一般情况)
3. 两极之间充入电解质溶液
4. 形成闭合回路。