高中化学选修四第四章原电池知识点
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选修四 第四章 电化学基础
第一节 原电池
1.定义:把化学能转变成电能的装置
2.实质:一个能自觉进行的氧化还原反应。
3.构成条件:
( 1)两个活性不同样的金属(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)自觉地发生氧化还原反应
※ 4.原理:
Ⅰ
Ⅱ 电极名称
负极 正极 电极资料
Zn Cu 电极反应
Zn — 2e - =Zn 2+ Cu 2++2e - =Cu 反应种类
氧化反应 还原反应 电子方向:电子从负极流出经外电路流入正极;
三个方向 电流方向:电流从正极流出经外电路流入负极。
离子方向:阴离子
? 负极 阳离子 ? 正极 两种装置的比较:
装置Ⅰ中还原剂 Zn 与氧化剂 Cu 2+直接接触,易造成能量耗费;装置Ⅱ能防备能量耗费;装置Ⅱ中盐桥的作用是供应离子迁移通路,导电。
5. 盐桥:含有琼胶的 KCl 饱和溶液
盐桥作用:连接两个溶液,并保持两个溶液呈电中性。
+ - ? 负极
K ? 正极, Cl。
人教版高二化学必修四第四章、电化学基础期末基础知识复习及训练(含答案)基础知识点整理一、原电池基本概念理解。
1、原电池的概念:把化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。
2、化学电池的分类:常见的原电池可以分为三类:(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: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;(3)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。
3、原电池的电极反应: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↑4、常见原电池的电极反应总结。
⑴干电池(属于一次电池)①结构:锌筒、填满MnO2的石墨、溶有NH4Cl的糊状物。
②电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+正极:2NH4++2e-=2NH3+H2NH3和H2被Zn2+、MnO2吸收:MnO2+H2=MnO+H2O,Zn2++4NH3=Zn(NH3)42+⑵铅蓄电池(属于二次电池、可充电电池)①结构:铅板、填满PbO2的铅板、稀H2SO4。
②A.放电反应负极: Pb-2e-+ SO42- = PbSO4正极: PbO2 +2e-+4H+ + SO42- = PbSO4 + 2H2OB.充电反应:阴极:PbSO4 +2e-= Pb+ SO42-阳极:PbSO4 -2e- + 2H2O = PbO2 +4H+ + SO42-===总反应式:Pb + PbO 2 + 2H2SO4放电充电2PbSO4 + 2H2O5、典型例题分析。
例题1、原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关。
下列说法中正确的是( )A.(1)(2)中Mg作负极,(3)(4)中Fe作负极B.(2)中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-===6OH-+3H2↑C.(3)中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-===Fe2+D.(4)中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-===H2↑答案:B解析:(1)中Mg作负极;(2)中Al作负极;(3)中铜作负极;(4)是铁的吸氧腐蚀,Fe作负极。
第四章电化学根底一、原电池课标要求1、把握原电池的工作原理2、娴熟书写电极反响式和电池反响方程式要点精讲1、原电池的工作原理(1)原电池概念:化学能转化为电能的装置,叫做原电池。
假设化学反响的过程中有电子转移,我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动,即形成电流。
只有氧化复原反响中的能量变化才能被转化成电能;非氧化复原反响的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用,但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。
(2)原电池装置的构成①有两种活动性不同的金属〔或一种是非金属导体〕作电极。
②电极材料均插入电解质溶液中。
③两极相连形成闭合电路。
(3)原电池的工作原理原电池是将一个能自发进展的氧化复原反响的氧化反响和复原反响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。
负极发生氧化反响,正极发生复原反响,简易记法:负失氧,正得还。
2、原电池原理的应用〔1〕依据原电池原理比较金属活动性强弱①电子由负极流向正极,由活泼金属流向不活泼金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。
②在原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反响;不活泼金属作正极,发生复原反响。
③原电池的正极通常有气体生成,或质量增加;负极通常不断溶解,质量削减。
〔2〕原电池中离子移动的方向①构成原电池后,原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动,溶液中的阴离子向原电池的负极移动;②原电池的外电路电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。
注:外电路:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极;内电路:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
H 3、原电池正、 负极的推断方法:(1) 由组成原电池的两极材料推断一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2) 依据电流方向或电子流淌方向推断。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3) 依据原电池里电解质溶液内离子的流淌方向推断在原电池的电解质溶液内,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
第四章电化学葙础一、原电池:1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
2、组成条件:①两个活泼性不M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3、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,故桥屮阳离子移向正极的电解质溶液。
4、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:还原反皮:2H++2C=H2 t (较不'活汲余属)总反应式:Zn+2H+=Zn2++H2 t5、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了的移动方昀:阳离了•流昀正极,阴离了•流14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1、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池2、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置3、化学屯池的分类:一次屯池、二次电池、燃料屯池(一)一次电池1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、鯉电池等(二)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,可以多次重复使川,乂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 I正极(氧化铅):PbO2+4H++2e- =PbSO4 1 +2H2O充电:叨极:PbSO4+2H2O-2e- =PbO2+4H+阳极:PbSO4+2e- =Pb两式川•以写成一个川•逆反应:PbO2+Pb+2H2SO4 2PbSO4 I +2H2O3、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(三)燃料电池1、燃料电池:是使燃料与氧化剂反应且接产生电流的•-•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M,可根据燃烧反戍写出总的电池反疢,但不注明反皮的条件。
安徽省安庆市第九中学高二化学《原电池》知识点总结 新人教版选修4原电池:1、概念: 化学能转化为电能的装置叫做原电池_______2、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3、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。
4、电极反应:以锌铜原电池为例:负极: 氧化 反应: Zn -2e =Zn 2+ (较活泼金属)正极: 还原 反应: 2H ++2e =H 2↑ (较不活泼金属) 总反应式: Zn+2H +=Zn 2++H 2↑5、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6、电池的分类:化学电池、太阳能电池、原子能电池7、化学电池:借助于化学能直接转变为电能的装置8、化学电池的分类: 一次电池 、 二次电池 、 燃料电池一、一次电池1、常见一次电池:碱性锌锰电池、锌银电池、锂电池等二、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 +SO 42--2e -=PbSO 4↓ 正极(氧化铅): PbO 2+4H ++SO 42-+2e -=PbSO 4↓+2H 2O 充电:阴极: PbSO 4+2H 2O -2e - =PbO 2+4H ++SO 42- 阳极: PbSO 4+2e -=Pb +SO 42- 两式可以写成一个可逆反应: PbO 2+Pb +2H 2SO 4 2PbSO 4↓+2H 2O 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、聚合物锂离子电池三、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放电充电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。
第一节 原电池装置特点:化学能转化为电能。
①、两个活泼性不同的电极;形成条件:②、电解质溶液(一般与活泼性强的电极发生氧化还原反应); 原 ③、形成闭合回路(或在溶液中接触)电负极:用还原性较强的物质作负极,负极向外电路提供电子;发生氧化反应。
池 基本概念: 正极:用氧化性较强的物质正极,正极从外电路得到电子,发生还原反应。
原 电极反应方程式:电极反应、总反应。
理氧化反应 铜锌原电池 还原反应反应原理:Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑电极反应: 负极(锌筒)Zn-2e -=Zn 2+正极(石墨)2NH 4++2e -=2NH 3+H 2↑①、普通锌——锰干电池 总反应:Zn+2NH 4+=Zn 2++2NH 3+H 2↑干电池: 电解质溶液:糊状的NH 4Cl特点:电量小,放电过程易发生气涨和溶液②、碱性锌——锰干电池 电极:负极由锌改锌粉(反应面积增大,放电电流增加);电解液:由中性变为碱性(离子导电性好)。
总反应:Zn+2H 2O+2MnO 2=2MnO(OH)+Zn(OH)2正极(PbO 2) PbO 2+SO 42-+4H ++2e -=PbSO 4+2H 2O 负极(Pb ) Pb+SO 42--2e -=PbSO 4铅蓄电池:总反应:PbO 2+Pb+2H 2SO 4 2PbSO 4+2H 2O电解液:1.25g/cm 3~1.28g/cm 3的H 2SO 4 溶液蓄电池 特点:电压稳定。
Ⅰ、镍——镉(Ni ——Cd )可充电电池; Cd+2NiO(OH)+2H 2 Cd(OH)2+2Ni(OH)2 其它蓄电池失e -,沿导线传递,有电流产生溶解不断移向阳离子化学电源简介放电放电Ⅱ、银锌蓄电池 负极:Zn +2OH --2e -=Zn (OH )2 正极:Ag 2O +H 2O +2e - =2Ag +2OH -总反应式:Zn +Ag 2O +H 2 Zn (OH )2+2Ag锂电池 ①、燃料电池与普通电池的区别不是把还原剂、氧化剂物质全部贮藏在电池内,而是工作时不断从外界输入,同时电极反应产物不断排出电池。
高中化学选修4电化学知识点总结1、原电池原电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由两个活泼性不同的电极、电解质溶液和导线组成闭合回路。
在外电路中,电子从负极流向正极;在内电路中,盐桥中的阴离子移向负极的电解质溶液,盐桥中的阳离子移向正极的电解质溶液。
以锌铜原电池为例,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,总反应式为Zn+2H+=Zn2++H2.二、化学电池化学电池是利用化学能直接转变为电能的装置。
它包括一次电池、二次电池和燃料电池。
一次电池是指不能重复使用的电池,如碱性锌锰电池、锌银电池和锂电池等。
二次电池可以放电后再充电,使活性物质获得再生,例如铅蓄电池。
铅蓄电池在放电时,负极(铅)发生氧化反应,正极(氧化铅)发生还原反应;在充电时,阴极(PbSO4)发生还原反应,阳极(PbSO4)发生氧化反应。
除了铅蓄电池外,还有银锌电池、镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池和聚合物锂离子电池等新型蓄电池。
燃料电池是一种原电池,它通过使燃料与氧化剂反应直接产生电流。
燃料电池发生的电化学反应的最终产物与燃烧产物相同,但不注明反应的条件。
负极发生氧化反应,正极发生还原反应,一般电解质溶液要参与电极反应。
以氢氧燃料电池为例,铂为正、负极,介质分为酸性、碱性和中性。
在酸性电解质溶液中,负极为2H2-4e-=4H+,正极为O2+4e-+4H+=2H2.当电解质溶液呈碱性时,负极反应式为2H2+4OH--4e-=4H2O,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-。
另一种燃料电池使用金属铂片作电极,通入甲烷和氧气作为燃料和氧化剂。
负极反应式为CH4+10OH-8e-=CO32-+7H2O,正极反应式为4H2O+2O2+8e-=8OH-。
总反应式为CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O。
燃料电池的优点是能量转换率高,废弃物少,运行噪音低。
废弃电池应该进行回收利用。
电解池是把电能转化为化学能的装置,也称为电解槽。
电解是指电流通过电解质溶液而在阴阳两极引起氧化还原反应的过程。
第四章电化学基础一、原电池课标要求1、掌握原电池的工作原理2、熟练书写电极反应式和电池反应方程式要点精讲1、原电池的工作原理(1)原电池概念:化学能转化为电能的装置,叫做原电池。
若化学反应的过程中有电子转移,我们就可以把这个过程中的电子转移设计成定向的移动,即形成电流。
只有氧化还原反应中的能量变化才能被转化成电能;非氧化还原反应的能量变化不能设计成电池的形式被人类利用,但可以以光能、热能等其他形式的能量被人类应用。
(2)原电池装置的构成①有两种活动性不同的金属(或一种是非金属导体)作电极。
②电极材料均插入电解质溶液中。
③两极相连形成闭合电路。
(3)原电池的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。
负极发生氧化反应,正极发生还原反应,简易记法:负失氧,正得还。
2、原电池原理的应用(1)依据原电池原理比较金属活动性强弱①电子由负极流向正极,由活泼金属流向不活泼金属,而电流方向是由正极流向负极,二者是相反的。
②在原电池中,活泼金属作负极,发生氧化反应;不活泼金属作正极,发生还原反应。
③原电池的正极通常有气体生成,或质量增加;负极通常不断溶解,质量减少。
(2)原电池中离子移动的方向①构成原电池后,原电池溶液中的阳离子向原电池的正极移动,溶液中的阴离子向原电池的负极移动;②原电池的外电路电子从负极流向正极,电流从正极流向负极。
注:外电路:电子由负极流向正极,电流由正极流向负极;内电路:阳离子移向正极,阴离子移向负极。
3、原电池正、负极的判断方法:(1)由组成原电池的两极材料判断一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
(2)根据电流方向或电子流动方向判断。
电流由正极流向负极;电子由负极流向正极。
(3)根据原电池里电解质溶液内离子的流动方向判断在原电池的电解质溶液内,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变化来判断原电池的负极失电子发生氧化反应,其正极得电子发生还原反应。
电化学基础知识归纳(含部分扩展内容)(珍藏版)特点:电池总反应一般为自发的氧化还原反应,且为放热反应(△H<0);原电池可将化学能转化为电能电极负极:一般相对活泼的金属溶解(还原剂失电子,发生氧化反应)正极:电极本身不参加反应,一般是电解质中的离子得电子(也可能是氧气等氧化剂),发生还原反应原电池原理电子流向:负极经导线到正极电流方向:外电路中,正极到负极;内电路中,负极到正极电解质中离子走向:阴离子移向负极,阳离子移向正极原电池原理的应用:制成化学电源(实用原电池);金属防腐(被保护金属作正极);提高化学反应速率;判断金属活性强弱一次电池负极:还原剂失电子生成氧化产物(失电子的氧化反应)正极:氧化剂得电子生成还原产物(得电子的还原反应)放电:与一次电池相同二次电池规则:正极接外接电源正极,作阳极;负极接外接电源负极,作阴极(正接正,负接负)充电阳极:原来的正极反应式反向书写(失电子的氧化反应)原电池阴极:原来的负极反应式反向书写(得电子的还原反应)化学电源电极本身不参与反应(一般用多孔电极吸附反应物),总反应相当于燃烧反应负极:可燃物(如氢气、甲烷、甲醇等)失电子被氧化(注意电解质的酸碱性)电极反应正极:O2得电子被还原,具体按电解质不同通常可分为4种燃料电池碱性介质:O2 + 4+ 2H2O 4酸性介质:O2 + 4+ 4 2H2O电解质不同时氧气参与的正极反应固体或熔融氧化物(传导氧离子):O2+ 4 2O2-质子交换膜(传导氢离子):O2 + 4+ 4 2H2O特殊原电池: 镁、铝、氢氧化钠,铝作负极 ;铜、铝、浓硝酸,铜作负极 ; 铜、铁、浓硝酸,铜作负极,等特点:电解总反应一般为不能自发的氧化还原反应;可将电能转化为化学能活性电极:阳极溶解(优先),金属生成金属阳离子阳极惰性电极一般为阴离子放电,失电子被氧化,发生氧化反应(接电源正极)(石墨、铂等)常用放电顺序是:>>高价态含氧酸根(还原性顺序),发生氧化反应,相应产生氯气、氧气电解原理电极反应阴极电极本身一般不参加反应,阳离子放电,得电子被还原,发生还原反应(接电源负极)常用放电顺序是:>2+>>活泼金属阳离子(氧化性顺序),相应产生银、铜、氢气电流方向:正极到阳极再到阴极最后到负极电子流向:负极到阴极,阳极到正极(电解质溶液中无电子流动,是阴阳离子在定向移动)离子流向:阴离子移向阳极(阴离子放电),阳离子移向阴极(阳离子放电)常见电极反应式阳极: 2- 22↑ , 4- 4 O2↑+ 2H2O或2H24 O2↑+4(来自水时适用)电解池阴极:+ , 2+ + 2 , 2 + 2 H2↑或2H222↑+2(来自水时适用)电解水型:强碱、含氧强酸、活泼金属的含氧酸盐,如:、、 H24、3、24溶液等电解溶质型:无氧酸、不活泼金属的含氧酸盐,如:、2溶液等常见电解类型电解溶质+水(放氢生碱型):活泼金属的无氧酸盐,如:、、2溶液等电解溶质+水(放氧生酸盐):不活泼金属的含氧酸盐,如:4、3溶液等氯碱工业的基础:电解饱和食盐水制取氯气、氢气和氢氧化钠铜的电解精炼:粗铜作阳极,纯铜作阴极,硫酸铜溶液作电解质溶液电解原理的应用电镀(铜):纯铜作阳极,待镀件作阴极,硫酸铜溶液作电解质溶液(电镀液)冶炼金属,如钠(电解熔融氯化钠)、镁(电解熔融氯化镁)、铝(电解熔融氧化铝)金属的电化学防腐(外接电源的阴极保护法)金属的腐蚀:分为化学腐蚀和电化学腐蚀,其中,后者是主要方式,且速率更大(因为电化学腐蚀时形成了大量微小原电池),电化学腐蚀包括吸氧腐蚀(中性、碱性环境等)以及析氢腐蚀(酸性较强时),吸氧腐蚀是主要形式,钢铁可以最终均形成红棕色的铁锈(2O3·2O)。
高二化学选修4 原电池的知识梳理原电池的知识梳理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。
第一节原电池一、工作原理1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
(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)2、形成条件: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○4发生的反应是自发的氧化还原反应3、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。
4、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)根据实验现象溶解的一极为负极增重或有气泡一极为正极5、常见电极:○1活泼性不同的金属:如锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;○2金属和非金属(非金属必须能导电):如锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极;○3金属与化合物如:铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;○4惰性电极如:氢氧燃料电池,电极均为铂。
【习题一】(2018•曲靖一模)下列有关电池的说法不正确的是()A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.锌锰干电池中,锌电极是负极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.铜锌原电池电子沿外电路从铜电极流向锌电极【考点】原电池和电解池的工作原理.【专题】电化学专题.【分析】A.锂离子电池能充放电,属于二次电池;B.锌锰干电池中,锌作负极、二氧化锰作正极;C.甲醇燃料电池属于原电池;D.铜锌原电池中,电子从负极沿导线流向正极.【解答】解:A.锂离子电池能充放电,属于二次电池,放电时是将化学能转化为电能,充电时是将电能转化为化学能,故A正确;B.锌锰干电池中,锌易失电子发生氧化反应而作负极、二氧化锰得电子发生还原反应而作正极,故B正确;C.甲醇燃料电池属于原电池,是将化学能转化为电能的装置,故C正确;D.铜锌原电池中,锌作负极、Cu作极,电子从负极锌沿导线流向正极铜,故D 错误;故选:D。
高中化学选修4第四章知识归纳一、图解原电池正、负极的判断方法原电池中电极的判断角度如下所示:特别提示判断一个原电池中的正、负极,最根本的方法是失电子(发生氧化反应)的一极是负极,得电子(发生还原反应)的一极是正极。
如果给出一个化学方程式判断正、负极,可以直接根据化合价的升降来判断,化合价升高、发生氧化反应的一极为负极,化合价降低、发生还原反应的一极为正极。
二、原电池电极反应式的书写规律和方法1.根据装置书写电极反应式(1)先分析题目给定的图示装置,确定原电池正、负极上的反应物,并标出相同数目电子的得失。
(2)负极反应式的书写(3)正极反应式的书写①首先判断在正极发生反应的物质:当负极材料与电解质溶液能自发的发生化学反应时,在正极上发生电极反应的物质是电解质溶液中的某种微粒;当负极材料与电解质溶液不能自发的发生化学反应时,在正极上发生反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。
②然后再根据具体情况写出正极反应式,在书写时也要考虑正极反应产物是否与电解质溶液反应的问题,若参与反应也要书写叠加式。
③燃料电池的正极反应式电解质是碱性或中性溶液:O2+2H2O+4e-===4OH-,电解质是酸性溶液:O2+4H++4e-===2H2O。
(4)正、负电极反应式相加得到电池反应的总反应方程式。
2.根据总反应式书写电极反应式:如果题目给定的是总反应式,可分析此反应中的氧化反应或还原反应(即分析有关元素的化合价变化情况),再选择一个简单变化情况写电极反应式,另一极的电极反应式可直接写或将各反应式看作数学中的代数式,用总反应式减去已写出的电极反应式即得结果。
以2H2+O2===2H2O为例,当电解质溶液为KOH溶液时的电极反应式的书写步骤如下:(1)根据总反应方程式分析有关元素化合价的变化情况,确定2 mol H2失掉4 mol电子,初步确定负极反应式为2H2-4e-===4H+。
(2)根据电解质溶液为碱性,与H+不能大量共存,反应生成水,推出OH-应写入负极反应式中,故负极反应式为2H2+4OH--4e-===4H2O。
第一节原电池第二节长郡中学史李东一、工作原理1、概念:化学能转化为电能的装置叫做原电池。
(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)2、形成条件: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○4发生的反应是自发的氧化还原反应3、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。
4、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)根据实验现象溶解的一极为负极增重或有气泡一极为正极5、常见电极:○1活泼性不同的金属:如锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;○2金属和非金属(非金属必须能导电):如锌锰干电池,锌作负极,石墨作正极;○3金属与化合物如:铅蓄电池,铅板作负极,二氧化铅作正极;○4惰性电极如:氢氧燃料电池,电极均为铂。
【习题一】(2018•曲靖一模)下列有关电池的说法不正确的是()A.手机上用的锂离子电池属于二次电池B.锌锰干电池中,锌电极是负极C.甲醇燃料电池可把化学能转化为电能D.铜锌原电池电子沿外电路从铜电极流向锌电极【考点】原电池和电解池的工作原理.【专题】电化学专题.【分析】A.锂离子电池能充放电,属于二次电池;B.锌锰干电池中,锌作负极、二氧化锰作正极;C.甲醇燃料电池属于原电池;D.铜锌原电池中,电子从负极沿导线流向正极.【解答】解:A.锂离子电池能充放电,属于二次电池,放电时是将化学能转化为电能,充电时是将电能转化为化学能,故A正确;B.锌锰干电池中,锌易失电子发生氧化反应而作负极、二氧化锰得电子发生还原反应而作正极,故B正确;C.甲醇燃料电池属于原电池,是将化学能转化为电能的装置,故C正确;D.铜锌原电池中锌作负极、Cu作极,电子从负极锌沿导线流向正极铜,故D 错误;故选:D。
【习题二】(2018•嘉定区二模)某课外小组利用废旧金属器件制作一个简易的铜锌原电池,为确保实验安全设计了如图装置,则下列说法正确的是()A.该装置将电能转化为化学能B.电子从电极X转移到电极 YC.X为阳极,表面产生大量气泡D.Y为负极,电极反应为Zn-2e→Zn2【考点】原电池和电解池的工作原理.【专题】电化学专题.【分析】该装置中,为确保实验安全,则旧金属器件不可作负极被腐蚀导致硫酸泄漏,所以废旧金属器件Y为铜作正极,X为锌易失电子作负极,负极上失电子发生氧化反应,正极上得电子发生还原反应,电子从负极沿导线流向正极,据此分析解答.【解答】解:A.该装置为原电池,将化学能转化成了电能,故A错误;B.电子从负极X锌沿导线流向正极Y铜,故B正确;C.X为锌易失电子作负极,失电子发生氧化反应,故C错误;D.Y为铜作正极,电极反应为2H+2e=H2,故D错误;故选:B。
二、电极反应和电池反应方程式1、负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电液中大量存。
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,负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O,但CO2不能与OH-共存,要进一步反应生成碳酸根。
)2、正极:①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得子。
例:铜原电池中,解液为Cl,正极H+得电子生成H2。
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-。
3、注意:○1特殊情况:Mg-Al-NaOH。
负极:Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O;正极:2H2O2e==H2↑+2OH-Cu-Al-HNO3,Cu作负极○2Fe作负极时,氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+;○3无论是总反应,还是电极反应,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。
4、pH变化规律○1电极周围:消耗OH-(H+),则电极周围溶液的pH减小(增大);反应生成OH-(H+),则电极周围溶液的pH增大(减小)。
切记,电极周围只要消耗OH-,PH就减小,不会受“原电池中OH-(阴离子)向负极移动”的影响。
○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OH-(H+)的物质的量相等,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。
5、电极反应式的书写(1)若知道电池总反应,根据总反应是两电极反应之和,若能写出某一极反应或已知某一极反应,由总反应减一极反应可得另一极反应。
(2)若电极反应产物是难溶性碱或盐时,负极上一般有阴离子参加反应,若为可逆电池,则正极上有同样的阴离子生成,电解液的浓度基本不变。
阳离子一般参与正极反应。
参加电极非氧化还原反应的阴、阳离子可依据电解液类型或反应产物确定。
(3)同时书写同一电池两极反应时,应注意两极电子得失数目相等。
(4)电极半反应一般为离子反应,书写电极半反应和书写离子方程式有相似的地方,应考虑反应产物与电解液中的离子能否共存。
若不能共存,则按实际产物书写。
(5)电池半反应中,存在质量守恒和电荷守恒,书写时应据此配平半反应。
(6)一般电解液中有水,电极反应是在水溶液中进行,配平半反应时,根据需要,水可作反应物也可作产物。
【习题三】(2018春•东安区校级期中)原电池的电极名称不仅与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有关.下列说法中正确的是()A.由Fe、Cu、FeCl3溶液组成原电池,负极反应式为:Cu-2e-=Cu2+B.由Al、Cu、稀硫酸组成原电池,负极反应式为:Cu-2e-=Cu2+C.由Al、Mg、NaOH溶液组成原电池,负极反应式为:Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2OD.由Al、Cu、浓硝酸组成的原电池中,负极反应式为:Al-3e-=Al3+【考点】原电池和电解池的工作原理;【专题】电化学专题.【分析】A.该装置中,铁易失电子作负极、Cu作正极,负极上铁失电子、正极上铁离子得电子;B.该原电池中,Al易失电子作负极、Cu作正极,负极上铝失电子、正极上氢离子得电子;C.该原电池中,Al易失电子作负极、Mg作正极,负极上Al失电子、正极上水得电子;D.该原电池中,铜易失电子作负极、Al作正极,负极上铜失电子、正极上硝酸根离子得电子.【解答】解:A.该装置中,铁易失电子作负极、Cu作正极,负极上铁失电子、正极上铁离子得电子,负极反应式为:Fe-2e-=Fe2+,故A错误;B.该原电池中,Al易失电子作负极、Cu作正极,负极上铝失电子、正极上氢离子得电子,负极反应式为:Al-3e-=Al3+,故B错误;C.该原电池中,Al易失电子作负极、Mg作正极,负极上Al失电子、正极上水得电子,负极上电极反应式为Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O,故C正确;D.该原电池中,铜易失电子作负极、Al作正极,负极上铜失电子、正极上硝酸根离子得电子,负极电极反应式为Cu-2e-=Cu2+,故D错误;故选:C。
【习题四】(2016秋•双峰县校级期末)下列用来表示物质变化的化学用语中,正确的是()A.钢铁发生吸氧腐蚀的正极反应式:Fe-2e-=Fe2+B.碱性氢氧燃料电池的正极反应式:O2+2H2O+4e-=4OH-C.粗铜精炼时,与电源正极相连的是纯铜,电极反应式为:Cu-2e-=Cu2+D.用惰性电极电解饱和食盐水时,阴极的电极反应式为:2Cl--2e-=Cl2↑【考点】电极反应和电池反应方程式.【专题】电化学专题.【分析】A.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上氧气得电子发生还原反应,负极上Fe失电子发生氧化反应;B.碱性氢氧燃料电池中,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水;C.精炼粗铜时,粗铜与电源正极相连、纯铜与电源负极相连,阳极上Cu失电子、阴极上铜离子得电子;D.用惰性电极电解饱和食盐水时,阴极上氢离子放电生成氢气,阳极上氯离子放电生成氯气.【解答】解:A.钢铁发生吸氧腐蚀时,正极上氧气得电子发生还原反应,负极上Fe失电子发生氧化反应,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,负极反应式为Fe-2e-=Fe2+,故A错误;B.碱性氢氧燃料电池中,正极上氧气得电子和水反应生成氢氧根离子,负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,负极反应式为2OH-+H2-2e-=2H2O,正极反应式为O2+2H2O+4e-=4OH-,故B正确;C.精炼粗铜时,粗铜与电源正极相连、纯铜与电源负极相连,阳极上Cu失电子、阴极上铜离子得电子,阴极反应式为Cu2++2e-=Cu、阳极反应式为Cu-2e-=Cu2+,故C错误;D.用惰性电极电解饱和食盐水时,阴极上氢离子放电生成氢气,阳极上氯离子放电生成氯气2H++2e-=H2↑,阴极反应式、阳极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,故D错误;故选:B。
【习题五】(2016春•淇县校级期中)写出下列电池的电极反应方程式(1)铜-锌原电池,电解质溶液为硫酸铜.正极;(2)镁-铝原电池,电解质溶液为氢氧化钠.正极;(3)铜-铁原电池,电解质溶液为浓硝酸.正极;(4)氢氧燃料电池,电解质溶液为硫酸.负极;(5)氢氧燃料电池,电解质溶液为氢氧化钠.负极;【考点】电极反应和电池反应方程式.【专题】电化学专题.【分析】(1)铜-锌原电池,电解质溶液为硫酸铜,Zn易失电子作负极、Cu作正极,正极上铜离子得电子发生还原反应;(2)Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中,Al易失电子作负极、Mg作正极,正极上得电子发生还原反应;(3)Cu、Fe和浓硝酸构成的原电池中,Cu易失电子作负极、Fe作正极,正极上硝酸根离子得电子发生还原反应;(4)氢氧燃料酸性电池中,氢气失电子,则通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,负极上氢气失电子生成氢离子;(5)氢氧燃料碱性电池中,氢气失电子,则通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水.【解答】解:(1)铜-锌原电池,电解质溶液为硫酸铜,Zn易失电子作负极、Cu作正极,正极上铜离子得电子发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu,故答案为:Cu2++2e-=Cu;(2)Mg、Al和NaOH溶液构成的原电池中,Al易失电子作负极、Mg作正极,正极上得电子发生还原反应,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+H2↑,故答案为:2H2O+2e-=2OH-+H2↑;(3)Cu、Fe和浓硝酸构成的原电池中,Cu易失电子作负极、Fe作正极,正极上硝酸根离子得电子发生还原反应,电极反应式为2NO3-+2e-+4H+=2NO2↑+2H2O,故答案为:2NO3-+2e-+4H+=2NO2↑+2H2O;(4)氢氧燃料酸性电池中,氢气失电子,则通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,负极上氢气失电子生成氢离子,电极反应式为H2-2e-=2H+,故答案为:H2-2e-=2H+;(5)氢氧燃料碱性电池中,氢气失电子,则通入氢气的电极是负极,通入氧气的电极是正极,负极上氢气失电子和氢氧根离子反应生成水,电极反应式为H2-2e-+2OH-═2H2O,故答案为:H2-2e-+2OH-═2H2O.【素材积累】1、一个房产经纪人死后和上帝的对话一个房产经纪人死后,和上帝喝茶。