高三化学原电池原理.
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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。
电化学反应原理
1.原电池,就是两端电极之间氧化性的强弱导致了电子的移动,氧化性强的,迫使氧化性弱的电子流向氧化性强的那边,然后溶液中的离子也定向移动,就形成了闭合回路,这就是原电池的工作原理。
因为之后就没有电势差,所以化学能在不断的减小,转化成了电能。
2.如果是电解池的话,负极就会接阴极,正极就会接阳极,也就是说,电源相当于一个原电池,但是呢,它正极和负极之间并不是直接的导线相连,而是中间插入了一个电解池,这个电解池就相当于在这个导线中间增加了一个障碍,使电子无法直接的由负极由流动向正极,他需要从电解池中发生电子的替换。
当负极失去电子时,它的电子就来到了阴极。
此时阴极被重重的电子围住,由于溶液无法传导电子,正极无法从负极直接得到电子,它需要从阳极获得电子,如果阳极是活泼的金属的话,也就是金属活动性顺序表银之前的,它就会直接失去电子,如果阳极不是活泼金属的话,它就会从溶液中得到电子,所以说发生了电子的替换。
3.此处附上阴阳离子的放电顺序。
阳离子得电子能力:银离子大于铜离子,大于酸中氢,大于铅离子,大于锡离子,大于亚铁离子,大于锌离子,大于水氢,大于氯离子,大于镁离子,大于钠离子。
阴离子失电子能力:硫离子大于亚硫酸根离子大于碘离子大于溴离子大于氯离子大于氢氧根离子大于含氧酸根离子。
谢谢收看。
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。
原电池的原理原电池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。
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。
原电池工作原理原电原电池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。
原电池的电极的判断:负极:电子流出的一极;化合价升高的一极;发生氧化反应的一极;活泼性相对较强金属的一极。
正极:电子流入的一极;化合价降低的一极;发生还原反应的一极;相对不活泼的金属或其它导体的一极。
在原电池中,外电路为电子导电,电解质溶液中为离子导电。
原电池的判定:(1)先分析有无外接电路,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——两极为金属或导电单质且存在活泼性差异(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。
(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,其他各池可看做电解池。
原电池应用(1)制造各类电池原电原电池池,一种将活性物质中化学能通过氧化还原反应直接转换成电能输出的装置。
又称化学电池。
由于各种型号的原电池氧化还原反应的可逆性很差,放完电后,不能重复使用,故又称一次电池。
它通常由正电极、负电极、电解质、隔离物和壳体构成,可制成各种形状和不同尺寸,使用方便。
广泛用于工农业、国防工业和通信、照明、医疗等部门,并成为日常生活中收音机、录音机、照相机、计算器、电子表、玩具、助听器等常用电器的电源。
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。
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。
原电池工作原理一、概述原电池是一种能够将化学能直接转化为电能的装置。
它由两个电极和介质电解质组成,通过电极和电解质之间的化学反应,产生电子流动,从而产生电能。
本文将详细介绍原电池的工作原理。
二、原电池的构成原电池由两个电极和介质电解质组成。
其中,一个电极称为阳极,另一个电极称为阴极。
电解质是一种能够导电的溶液或者固体物质。
三、原电池的工作原理1. 化学反应原电池的工作原理基于电化学反应。
在原电池中,阳极和阴极之间发生一种化学反应。
这种化学反应会导致电子从阴极流向阳极,产生电流。
2. 电子流动当化学反应发生时,阴极释放出电子,这些电子通过外部电路流向阳极。
这个过程称为电子流动。
电子流动的方向是从阴极到阳极。
3. 离子挪移在化学反应中,阳极和阴极之间的电解质中的离子会挪移。
具体来说,正离子会从阴极挪移到阳极,而负离子则会从阳极挪移到阴极。
这个过程称为离子挪移。
4. 电解质的作用电解质在原电池中起到两个重要的作用。
首先,它提供了导电的介质,使得离子能够在阳极和阴极之间挪移。
其次,它参预到化学反应中,使得原电池能够持续地产生电能。
5. 电势差原电池的工作原理还涉及到电势差的产生。
电势差是指阳极和阴极之间的电压差。
这个电压差是由化学反应的能量转化而来的。
电势差越大,原电池产生的电能就越多。
四、原电池的应用原电池具有广泛的应用领域。
以下是一些常见的应用示例:1. 电子设备:原电池被广泛应用于各种电子设备,如手持电子产品、遥控器、手表等。
这些设备通常使用原电池作为电源。
2. 交通工具:原电池也被应用于交通工具,如电动汽车、电动自行车等。
原电池作为动力源,为交通工具提供电能。
3. 储能系统:原电池可以用于储能系统,用于储存太阳能和风能等可再生能源。
这些储能系统可以在需要时释放电能。
4. 医疗设备:原电池在医疗领域也有广泛的应用。
例如,心脏起搏器和人工心脏等医疗设备需要使用原电池作为能源。
5. 照明设备:一些照明设备,如手电筒和应急灯,也使用原电池作为电源。
原电池原理感悟高考镍镉(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:Cd + 2NiOOH + 2H2O Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2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 考试说明:1、理解原电池的工作原理。
2、能写出常见的简单电极反应和电池反应方程式。
问题探究:1、什么是原电池?2、原电池的工作原理?(电子的流向、电流的流向、离子的流向、形成条件、电极的判断)1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是( )A.MgB.FeC.AlD.Cu2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的 pH( ) A.不变 B 先变大后变小 C 逐渐变大 D.逐渐变小4、原电池的形成条件(4)形成闭合回路。
(两电极用导线连接,或接触。
)(1)能自发地发生的氧化还原反应:电极和电解质溶液(2)电解质溶液:参与电极反应或构成内电路(3)两导体作电极:①活动性不同的金属(或一种金属和一种非金属导体石墨),与电解质溶液反应的活泼金属为负极。
②两不活泼的导体-石墨或Pt 等。
(燃料电池电极)下列关于原电池的叙述正确的是 ( ) A 、构成原电池的正极和负极必须是两种不同的金属 B 、原电池是将化学能转变为电能的装置C 、原电池中电子流出的一极是负极,该极被还原D 、原电池放电时,电流的方向是从负极到正极E 、在原电池的电解质溶液中带正电荷离子向负极方向移动。
原电池正荷移向正极,负电荷移向负极(2)盐桥的作用是什么?可提供定向移动的阴阳离子,使由它连接的两溶液保持电中性,盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移,使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行6、双液原电池的工作原理(有关概念)(1)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:(1)形成闭合回路。
(2)平衡电荷。
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。
(3)双液原电池的优点:能产生持续、稳定的电流。
请将氧化还原反应Cu+2Ag += Cu 2++2Ag设计成一个能产生持续、稳定电流的原电池装置CuCuSO 4AgAgNO 3•方法一:根据电极材料的性质确定。
• 1.对于金属—金属电极,•活泼金属是负极,不活泼金属是正极;• 2.对于金属—非金属电极,•金属是负极,非金属是正极,如干电池等;• 3.对于金属—化合物电极,•金属是负极,化合物是正极。
•方法二:根据电极反应的本身确定。
•失电子的反应→氧化反应→负极;•得电子的反应→还原反应→正极。
考点三:电极的判断及电极反应式的书写宇宙飞船上使用的氢氧燃料电池,其电池反应为2H2+O2=2H2O,电解质溶液为KOH,反应保持在高温下,使H2O蒸发,正确叙述不正确的是:()A.H2为正极,O2为负极B.电极反应(正极):O2+2H2O+4e- =4OH-C.电极反应(负极):2H2+4OH-=4H2O-4e-D.负极发生氧化反应,正极发生还原反应原电池的应用(1)考试说明:1、了解常见的化学电源,认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用。
2、认识金属腐蚀的危害,理解金属发生电化学腐蚀的原因,能选用恰当的措施防止铁、铝等金属腐蚀。
3、了解提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料和研制新型化学电源的重要性。
4、认识化学在解决能源危机中的重要作用。
感悟高考:1.一种燃料电池中发生的化学反应为:在酸性溶液中甲醇与氧作用生成水和二氧化碳。
该电池负极发生的反应是()A.CH3OH(g)+O2(g)=H2O(1)+CO2(g)+2H+(aq)+2e-B.O2(g)+4H+(aq)+4e-=2H2O(1)C.CH3OH(g)+H2O(1)=CO2(g)+6H+(aq)+6e-D.O2(g)+2H2O(1)+4e-=4OH-2.电池是人类生产和生活中重要的能量来源。
各式各样电池的发明是化学对人类的一项重大贡献。
下列有关电池的叙述正确的是()A.锌锰干电池工作一段时间后碳棒变细B.氢氧燃料电池可将热能直接转变为电能C.氢氧燃料电池工作时氢气在负极被氧化D.太阳能电池的主要材料是高纯度的二氧化硅Zn+2OH --2e -=Zn(OH)22MnO 2+2H 2O+2e -=2MnO(OH)+2OH -干电池(NH4Cl 糊状物为电解质)负极(锌筒):Zn-2e-=Zn2+,正极(石墨):2NH4++2MnO2 + 2e-=2NH3↑+Mn2O3+H2O 总反应:Zn+2NH4++2MnO2= Zn2++2NH3↑+Mn2O3+H2O负极正极总反应:Zn + 2MnO 2+2H 2O= Zn(OH)2+ 2MnO(OH)1、碱性锌锰电池一、化学电源及其电极反应式“嫦娥一号”的成功发射,标志着我国航天技术已达到了一个新的领域。
在航天技术上使用的氢氧燃料电池具有高能、轻便、无污染的优点。
氢氧燃料电池有酸式和碱式两种,它们放电时的总反应都可以表示为2H2+O2=2H2O ,酸式电池中电解质是酸,其负极反应可表示为2H2-4e-=4H+ ,则其正极反应式为______________ _。
碱式电池的电解质是碱,其正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,则其负极反应可表示为____ ________。
4、甲烷燃料电池(电解质为KOH )负极:CH4 + 10OH- - 8e- = CO32- + 7H2O 正极:2O2 + 4H2O +8e- = 8OH-总反应:CH4 + 2O2 + 2OH- = CO32- + 3H2O 5、锂电池(非水有机溶剂电解液)负极:2Li - 2e- = 2Li+,正极:I2 + 2e- = 2I-,总反应:2Li + I2 = 2LiI跟相同质量的其它金属作负极相比,使用寿命延长,高能、质轻、电压高、工作效率高、储存寿命长。
6、银锌电池(电解质为KOH)负极:Zn + 2OH- -2e- = Zn(OH)2正极:Ag2O + H2O + 2e- = 2Ag + 2OH-总反应:Zn + Ag2O + H2O = Zn(OH)2 + 2Ag7、海水电池(电解质溶液为海水)负极:4Al - 12e- = 4Al3+,正极:3O2+ 6H2O + 12e- = 12OH-总反应:4Al + 3O2 + 6H2O = 4Al(OH)31、熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物做电解质,CO为阳极燃气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:阳极反应式:2CO+2CO32- →4CO2+4e-阴极反应式:总电池反应:2、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。
氢镍电池的总反应式是:1/2H2+NiO(OH) =Ni(OH)2根据此反应判断,下列叙述中正确的是()A、电池放电时,负极周围溶液的pH不断增大B、电池放电时,镍元素被氧化C、电池充电时,氢元素被还原D、电池放电时,H2是负极3、有人设计出利用CH4和O2的反应,用铂电极在KOH溶液中构成原电池。
电池的总反应类似于CH4在O2中燃烧,则下列说法正确的是( )①每消耗1molCH4可以向外电路提供8mole-②负极上CH4失去电子,电极反应式:CH4 + 10 OH- -8e- = CO32- + 7 H2O③负极上是O2获得电子,电极反应式为:O2 + 2 H2O + 4 e- = 4 OH-④电池放电后,溶液pH不断升高A.①②B.①③C.①④D.③④二、原电池的应用1.金属的腐蚀:金属或合金跟周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程。
其本质是金属原子失去电子被氧化的过程。
(1)化学腐蚀与电化腐蚀请你根据原电池原理,写出钢铁吸氧腐蚀的电极反应式及电池反应方程式。
2、金属防护的几种重要方法①改变金属内部的组成结构,将金属制成合金,增强抗腐蚀能力。
②在金属表面覆盖保护层,使金属和周围物质隔离开来。
③电化学保护法:利用电解池反应将需要保护的金属作为电解池的阴极而受到保护或者利用原电池反应将需要保护的金属作为电池的正极而受到保护。
④还可以利用电化学反应使金属钝化而受到保护。
3、金属腐蚀速率大小电解池阳极>原电池负极>化学腐蚀下列各情况下,其中Fe 片腐蚀由快到慢的顺序是。
在同一电解质溶液中,金属腐蚀的快慢规律如下:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀>化学腐蚀>有防腐措施的腐蚀 将锌片和铜片用导线连接置于稀硫酸溶液中,下列各叙述正确性的是( ) A.锌片做负极,锌发生还原反应 B.铜片做正极,铜得电子 C.溶液中的PH 值增大D.锌片、铜片同时有气泡冒出,说明锌片不纯把a 、b 、c 三种金属片浸泡在稀H2SO4中。
若a 、b 相连时,a 为负极;b 、c 相连时,c 为负极;a 、c 相连时,c 上有气泡冒出。
则这三种金属的活动性顺序( ) A. a>b>c; B. a>c>bC. c>a>b;D.b>a>ca 今有2H2+O2=2H2O 反应,KOH 为电解质溶液构成燃料电池,则负极应通入___气,正极通入___气,电极反应为:负极_______________ 正极_____________b 如把KOH 改为H2SO4作导电物质则电极反应:负极____________正极____________a 和b 的电池液不同,反应进行后溶液的PH 值各有何变化_________________ c.如把H2改CH4 , KOH 作导电物质则电极反应为:负极_______________ 正极____________总反应式______________电解池原理考试说明: 1、理解电解池的工作原理。
2、能写出常见的电极反应和电池反应方程式。
1)定义:①两个电极(活性或惰性)②电解质溶液③直流电源将电能转化为化学能的装置,它是一个非自发的氧化还原反应。
2)构成条件一、电解的基础知识1、电解:使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而在阴阳两极发生氧化—还原反应的过程。
2、电解池1)定义:①两个电极(活性或惰性)②电解质溶液③直流电源将电能转化为化学能的装置,它是一个非自发的氧化还原反应。
2)构成条件一、电解的基础知识1、电解:使电流通过电解质溶液(或熔化的电解质)而在阴阳两极发生氧化—还原反应的过程。