高中化学原电池原理
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原电池和电解池1.原电池和电解池的比较:装置原电池电解池实例原理使氧化还原反应中电子作定向移动,从而形成电流。
这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。
使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叫做电解。
这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。
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。
①电源;②电极(惰性或非惰性);③电解质(水溶液或熔化态)。
反应类型自发的氧化还原反应非自发的氧化还原反应电极名称由电极本身性质决定:正极:材料性质较不活泼的电极;负极:材料性质较活泼的电极。
由外电源决定:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;电极反应负极:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应)正极:2H++2e-=H2↑(还原反应)阴极:Cu2+ +2e- = Cu (还原反应)阳极:2Cl--2e-=Cl2↑(氧化反应)电子流向负极→正极电源负极→阴极;阳极→电源正极电流方向正极→负极电源正极→阳极;阴极→电源负极能量转化化学能→电能电能→化学能应用①抗金属的电化腐蚀;②实用电池。
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)。
考点39原电池原理及应用1.复习重点1.原电池的电极名称及电极反应式,2.对几种化学电源的电极反应式的认识和书写,3.原电池原理的应用。
4.其中原电池原理及有关计算是高考的命题热点。
[复习提问]氧化还原反应的特征是什么?氧化还原反应的本质是什么?(答)元素化合价发生升降(答)电子的转移复习旧知识,引入新知识。
温故而知新[多媒体展示]原电池在当今生产、生活和科技发展中广泛的用途观看屏幕从教材中吸取信息,重视教材、阅读教材,培养学生紧扣教材的思想[讲述]尽管这些电池大小、用途、功效各有不同,但设计原理是相同的提出课题[多媒体动画模拟]原电池组成实验装置的改变:a、溶液相同,电极变化:b、电极相同,溶液变化:c、断路:思考:原电池装置构成必须具备哪些条件?培养学生类比,归纳、总结的自主学习的能力[板书]原电池组成条件:(-)较活泼的金属(a)电极(+)较不活泼的金属或非金属(b)电解质溶液(c)闭合回路培养学生分析问题的能力从以上讨论的原电池装置中我们来总结一下:原电池原理原电池原理:电子负极正极(导线)流出电子流入电子发生氧化反应发生还原反应培养学生分析、归纳能力[设问]那么电极上的反应如何写?书写时要注意什么?[讲述]以Zn-Cu原电池为例练电极反应式和电池总反应强调注意点,作业规范化。
原电池原理的应用高中化学
原电池原理是指利用化学反应中的能量转化产生电能的过程。
在电池中,化学反应产生的电子在外部电路中流动,形成电流。
高中化学中涉及的电池原理有以下几个重要应用:
1. 电解池:电解池是利用外部电源使电流通过电解质溶液或熔融电解质时,在阴阳极上同时发生氧化还原反应的装置。
在电解池中,正极发生氧化反应,负极发生还原反应,产生气体或析出金属等现象。
电解池广泛应用于电镀、电解制备金属以及电解水生成氢氧气等实验中。
2. 干电池:干电池是一种便携式电池,利用化学反应将化学能转化为电能。
干电池由正负电极、电解质、隔膜和外壳等部分组成。
电池内部的化学反应导致电解质发生酸性或碱性反应,形成电荷分离,产生电能。
干电池广泛应用于家用电器、计算器、闹钟等小型电子设备中。
3. 铅酸蓄电池:铅酸蓄电池是一种常见的二次电池,利用化学反应将化学能转化为电能,并可以反复充放电。
铅酸电池由正负极板、电解质和外壳等组成。
在充电过程中,电池内部的化学反应使铅酸电解质发生氧化还原反应,恢复电池的原始状态。
铅酸蓄电池广泛应用于汽车、UPS电源等领域中。
4. 锂离子电池:锂离子电池是一种重要的二次电池,利用锂离子在正负电极之间的迁移来实现充放电过程。
锂离子电池由锂离子正极、碳负极和电解质等组成。
在放电过程中,锂离子从正极解析出来,在负极嵌入,实现电能的转化和储存。
锂离子电池广泛应用于移动设备、电动汽车等领域中。
总的来说,电池原理在科技和生活中有着广泛的应用,为我们提供了便捷的电源和能源储存方式。
高中化学人教版选修四第41课《原电池》讲解稿一、引言本课我们将学习原电池的相关知识。
原电池是一种将化学能转化为电能的装置,广泛应用于我们的日常生活和工业生产中。
二、原电池的构成和工作原理原电池由两个半电池和电解质组成。
半电池分为阳极和阴极,电解质则负责传递离子。
当阳极和阴极通过电解质相连时,化学反应会导致电子在电路中流动,产生电流。
三、原电池的种类1. 干电池干电池是一种常见的原电池,它使用固态或半固态的电解质。
干电池具有体积小、重量轻、使用方便等特点,广泛应用于电子设备、玩具等领域。
2. 燃料电池燃料电池是一种利用化学能直接转化为电能的装置。
它使用可燃性物质(如氢气、甲醇等)作为燃料,通过与氧气发生反应产生电能。
燃料电池具有高能量转化效率、环保等优点,在汽车、航空航天等领域有着广泛的应用前景。
四、原电池的应用1. 电子设备原电池广泛应用于各种电子设备,如手持式电子产品、遥控器、闹钟等。
干电池由于便携性好且寿命较长,成为这些设备的常用电源。
2. 交通工具燃料电池作为一种新型的清洁能源装置,被广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具。
燃料电池车辆具有零排放、低噪音等特点,有望成为未来交通工具的主流。
五、总结原电池作为一种将化学能转化为电能的装置,在我们的生活和工业生产中扮演着重要角色。
通过学习本课,我们了解了原电池的构成和工作原理,以及干电池和燃料电池的种类和应用领域。
希望同学们能够将所学知识应用到实际生活中,进一步加深对原电池的理解。
谢谢!。
高中化学原电池知识点归纳原电池是指能够自行产生电能的电池,它的能量来自于化学反应。
在高中化学中,学生需要了解如何根据化学反应原理来设计和构造原电池,在实验中探究原电池的性质和应用。
1. 原电池的基本构造原电池主要由阳极、阴极和电解质三个部分构成。
阳极一般为金属,其在电化学反应中被氧化。
阴极一般为金属或还原剂,其在电化学反应中被还原。
电解质则是负责传递离子的介质,一般为电解质溶液或固体电解质。
2. 原电池的工作原理原电池的工作原理主要是通过化学反应将化学能转化为电能。
在阳极上进行氧化反应,产生电子并释放出阳离子;在阴极上进行还原反应,吸收电子并接受阴离子;电解质中的离子则负责在阳极和阴极之间传递电荷。
3. 原电池的电势差原电池电势差是指原电池输出电压的大小,其取决于原电池的反应物浓度、温度、压力、电极表面积和电极材质等因素。
一般来说,原电池的电势差越大,其输出电压越高,反应也越强烈。
4. 原电池的应用原电池广泛应用于各个领域,如电子产品、汽车、航空航天、医疗器械、农业、能源等。
其中,锂离子电池、铅酸电池、镍氢电池等原电池是目前应用最广泛的电池类型。
5. 原电池的分类原电池可以按照反应方式、工作方式和电解质状态等多种方式进行分类。
按照反应方式可以分为氧化还原电池、燃料电池、光电池等;按照工作方式可以分为干电池、湿电池、固体电池等;按照电解质状态可以分为液态电池、固态电池等。
6. 原电池的制备原电池的制备一般分为实验室制备和工业制备两种。
实验室制备一般采用简单的装置和操作步骤,通过控制反应条件来达到不同的反应效果。
工业制备则需要考虑生产效率、能源消耗、成本控制等因素,采用更加先进的设备和技术来提高制备效率和产品质量。
7. 原电池的环保问题原电池在使用过程中会产生一些有害物质,对环境造成一定的影响。
例如,铅酸电池会产生铅污染,锂离子电池会产生电池废弃物等。
因此,研究如何减少或处理电池废弃物是解决原电池环保问题的重要途径。
高中化学原电池知识点总结原电池知识点大全高中化学原电池学问点总结原电池学问点大全工作化学选修四是高中化学的重点部分,也是高中化学中最难的一部分学问。
其中原电池更是让许多同学学的是叫苦不迭,但是却又不得不学,现在我将工作化学原电池部分的学问点进行了总结,供大家学习和复习时使用。
高中化学原电池学问点一1、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,但区分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。
2、构成条件: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。
2两电极必需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。
3、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需能导电锌锰干电池,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。
原电池正负极推断: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,阴离子移向负极高中化学原电池学问点二1、原电池电极反应方程式的书写:1列出正、负电极上的反应物质,在等式的两边分别写出反应物和生成物。
高中化学重点第一节 原电池原电池的工作原理1我们的生活很难离开电力那么电是从哪里来的呢?火力发电核电站水力发电风力发电我们日常使用的电能主要来自火力发电。
2015年我国电力生产量构成图燃料燃烧蒸汽轮机发电机化学能热能机械能电能火力发电能量的转化效率并不是100%化学能热能机械能电能转化次数越多能量损失越多直接?火力发电将化学能经一系列能量转化为电能过程燃烧关键氧化还原反应本质氧化剂与还原剂之间发生电子的转移本质旧键断裂和新键形成、体系能量变化引起化学反应的能量能不能直接转变为电能呢?化学能直接转化为电能需要满足什么条件?【实验6-3】实验探究——化学能转化为电能(1) 将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中,观察现象。
(2) 用导线连接锌片和铜片,观察、比较导线连接前后的现象。
(3)如图6-6所示,用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表,观察电流表的指针是否偏转。
【实验6-3】实验探究——化学能转化为电能操作现象操作现象操作现象将锌片和铜片插入盛有稀硫酸的烧杯中锌片上有气泡冒出,铜片上无现象用导线连接锌片和铜片锌片逐渐溶解,铜片上有气泡冒出用导线在锌片和铜片之间串联一个电流表电流表指针发生偏转装置中有电流产生化学能转化为电能1.定义:原电池是将化学能转化为电能的装置。
2.本质:氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行。
3.电极:(1)负极:电子流出的一极________电子,发生________反应;(2)正极:电子流进入的一极________电子,发生________反应。
失去氧化得到还原CuZn---Zn 2+H +H +Zn -2e -=Zn 2+氧化反应还原反应负极正极阳离子阴离子SO 42-发生溶解产生气泡原电池总反应:Zn+2H +=Zn 2++H 2↑电子流向:负极 沿导线 正极电流方向:正极 沿导线 负极外电路:内电路:阴离子 负极阳离子 正极外电路内电路2H ++2e -=H 2↑ 负氧正还阳正阴负1.在锌铜原电池当中,稀硫酸的作用是什么?2.制作原电池的过程中,对电极材料的选择是否有要求?3.在原电池的制作中,电池有哪些不可或缺的部分?Zn稀硫酸ACCu稀硫酸CA构成原电池的前提:基于一个能自发进行的氧化还原反应Zn稀硫酸ACZn稀硫酸ZnAZn稀硫酸A玻璃结论:活泼性不同的两种金属(或金属与其他导电材料)做电极Zn稀硫酸ACuZn酒精CuA结论:有电解质溶液Zn稀硫酸ACu结论:构成闭合回路Zn稀硫酸ACu(1)自发进行的氧化还原反应;(2)两个活动性不同的电极;(3)电解质溶液(或熔融电解质);(4)形成闭合回路。
高中化学原电池1. 引言原电池是一种将化学能转化为电能的装置,它是化学电池的基本形式之一。
高中化学中,学生需要了解原电池的构成、工作原理以及其在生活中的应用。
本文将介绍高中化学原电池的基本概念、分类、工作原理以及实际应用。
2. 原电池的定义与基本概念原电池是一种利用直接的化学反应将化学能转化为电能的电池。
它由两种能与解离产生电荷的化学物质接触而形成,通过化学反应在两极之间产生电压差,并使电荷在回路中流动。
原电池也被称为非可逆电池,因为化学反应是不可逆的。
原电池的关键组件有两个极,一个是阳极(anode),另一个是阴极(cathode)。
阳极是电池的负极,负载引出的极,通常是发生氧化反应的地方;而阴极是电池的正极,电流从此地进入电池内,通常是发生还原反应的地方。
两个极之间通过电解质(electrolyte)连接。
3. 原电池的分类根据化学反应类型以及反应物的性质,原电池可以分为以下几类:3.1. 电解质原电池电解质原电池使用溶解在电解质中的金属或非金属离子进行反应。
例如,锌-铜原电池是一种常见的电解质原电池,其中锌离子在阳极处发生氧化反应,铜离子在阴极处发生还原反应。
3.2. 燃料电池燃料电池属于一种特殊类型的原电池,它使用燃料(如氢气)和氧气进行反应产生电力。
这种电池具有高效能、无污染、静音等特点,被视为未来能源的重要选择。
目前常见的燃料电池有燃料电池汽车中使用的质子交换膜燃料电池(PEMFC)和固体氧化物燃料电池(SOFC)等。
3.3. 二次电池二次电池,又称为可充电电池,是指可以在放电后通过外部电流逆向进行电解反应,使其恢复成原来的状态并继续使用的电池。
常见的二次电池包括铅酸电池、镍镉电池、锂离子电池等。
4. 原电池的工作原理在原电池中,化学反应会在两个极之间产生电势差。
这种电势差来自于化学反应的能量释放,可以通过电势差表达。
以锌-铜原电池为例,锌离子在阳极处发生氧化反应,产生电子并溶解成锌离子。
高中化学人教版选修四41《原电池》课
堂讲稿
导言
大家好,今天我们将学习高中化学选修四的第41课《原电池》。
原电池是一种常见的电池类型,它的工作原理和应用非常重要。
本课我们将深入了解原电池的构造、工作原理以及它在生活中
的应用。
一、原电池的构造
原电池由两个半电池组成,其中一个半电池是氧化半电池,另
一个是还原半电池。
氧化半电池中的金属棒浸泡在金属离子溶液中,而还原半电池中的金属棒则浸泡在该金属离子的酸性溶液中。
二、原电池的工作原理
原电池通过两个半电池之间的电子传递和离子传递来产生电流。
在氧化半电池中,金属棒失去电子,氧化成离子;而在还原半电池中,金属离子接受电子,还原成金属。
这种电子传递和离子传递的
过程产生了电势差,使电流从氧化半电池流向还原半电池,从而产
生了电能。
三、原电池的应用
原电池在生活中有广泛的应用。
最常见的应用就是在电子设备中使用,如手电筒、遥控器等。
原电池还可以用于供电,如给小型电子设备提供电能。
结束语
通过今天的学习,我们了解了高中化学选修四的第41课《原电池》的内容。
原电池的构造、工作原理以及应用都非常重要,我们需要掌握它们的基本知识。
希望大家通过今天的学习,对原电池有了更深入的理解。
谢谢大家!。
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。
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。
高中化学原电池的工作原理原电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由两种不同的金属电极和一个介质电解质组成。
在原电池中,化学反应发生在电极和电解质之间,产生电子流和离子流。
一、构成原电池由两个金属电极和一个电解质组成。
其中一个电极被称为阳极,另一个电极则被称为阴极。
这两个电极通常由不同的金属材料制成。
电解质是一个能够导电的溶液,其中包含着离子。
二、工作原理1. 氧化反应在原电池中,阳极发生氧化反应,即金属电极上的金属原子失去电子,转化为正离子。
这些正离子进入电解质溶液中,并与溶液中负离子结合。
这一过程释放出电子和化学能。
2. 还原反应阴极发生还原反应,即电解质溶液中的负离子接收电子并还原成原子或分子。
在还原反应中,释放出的电子从阴极流出,并形成电流。
这个电流可以直接在外部电路中使用,从而产生电能。
3. 电子流在原电池中,金属电极上发生的氧化反应和还原反应导致电子的流动。
电子从阳极流向阴极,形成电子流。
这个电子流在外部电路中产生了电流,用于驱动其他电子设备的工作。
4. 离子流由于在氧化反应中形成了正离子,在阴极发生还原反应时,这些离子会从电解质中移动到阴极。
这形成了离子流,维持了原电池的电荷平衡。
三、能量转化在原电池中,化学反应产生的化学能被转化为电能。
化学反应释放出的电子转化为电流,通过外部电路提供给其他电子设备使用。
这样,化学能转化为了电能,实现了能量的转化和利用。
四、应用和发展原电池是一种常见的化学能转化电能的装置,广泛应用于各个领域。
例如,它们常被用于计算器、手表以及各种小型电子设备中。
此外,原电池也被用于供电应急场合,如灯具、收音机等。
随着科学技术的不断发展,原电池也在不断进步和改进。
如今,人们研发出了更加高效、长寿命的电池,以满足不断增长的能源需求。
同时,人们还在不断探索新的电池技术,包括太阳能电池和燃料电池等,以实现更为环保和可持续的能源转化方式。
总结:原电池通过氧化反应、还原反应和电子流、离子流的产生,将化学能转化为电能。
原电池原理一.原电池1.能量转化:原电池是__________________________________________________的装置。
2.原电池构成条件:(1)金属活泼性不同的两个电极(2)电解质溶液(3)电极、电解质溶液构成闭合回路3.结构:内电路——电解质溶液、电极导电微粒:自由移动离子(阳离子往正极移动,阴离子往负极移动)外电路——电极(与导线)导电微粒:自由移动电子(电子由负极经过导线流向正极,电流由正极流向负极)电极:根据活泼性的不同,分为负极(金属活泼性强)正极(金属活泼性弱)。
正极:通常是活泼性较弱的金属或非金属导体,电子流____(填“出”或“入”)的一极,电极上发生________(填“氧化”或“还原”反应)。
负极:通常是活泼性较强的金属,电子流_____(填“出”或“入”)的一极,电极被________(填“氧化”或“还原”),电极发生________(填“氧化”或“还原”反应)。
4.反应特点:自发的氧化还原反应5.工作原理:负极失电子经导线流向正极形成电流,内电路自由移动的离子定向运动传递电荷【例题】下列关于原电池的叙述中正确的是()A.原电池能将化学能转变为电能B.原电池负极发生的电极反应是还原反应C.原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极D.原电池的电极只能由两种不同的金属构成【练习题1】在如图所示的装置中,a的金属性比氢要强,b为碳棒,关于此装置的各种叙述不正确的是()A.碳棒上有气体放出,溶液pH变大B.a是正极,b是负极C.导线中有电子流动,电子流从a极到b极D.a极上发生了氧化反应【练习题2】人造地球卫星用到的一种高能电池——银锌蓄电池,它在放电时的电极反应为:Zn + 2OH––2e–=ZnO + H2O Ag2O + H2O + 2e–=2Ag + 2OH–据此判断氧化银是()A.负极,并被氧化B.正极,并被还原C.负极,并被还原D.正极,并被氧化二.原电池的形成条件(1)活泼性不同的电极材料(金属与金属或金属与非金属导体)(2)电解质溶液。
电解质溶液中离子定向移动,传递电荷,接通内电路。
(3)构成闭合电路(用导线连接或直接接触)【例题】下列装置属于原电池的是()【练习题】下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4,在Cu电极上产生大量气泡的是()例如:Fe——C(NaCl溶液)电极反应为:(-)Fe—2e—=Fe2+(+)O2+2H2O+4e—=4OH—电池总反应式:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2在这里Fe并没有和溶液中溶质NaCl发生反应,而是和O2发生氧化还原反应。
可见在原电池中只要有能释放能量的氧化还原反应发生,就可以产生电流。
三、原电池的工作原理活泼金属(负极)——失电子——氧化反应——电子流出不活泼金属(或石墨)(正极)——得电子——还原反应——电子流入在这里要求熟练书写电极反应和电池反应式,能由电极反应写出电池反应式,能由电池反应式写出电极反应,会判断电极符号、溶液pH及浓度的变化等。
例如:电子表所用钮扣电池的两极材料为Zn和Ag2O,电解质溶液为KOH。
放电时锌极上的电极反应式为:Zn+2OH——2e—=Zn(OH)2Ag2O电极上发生的反应为:Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH—下列说法正确的是()A.锌是负极,Ag2O是正极B.锌发生还原反应,Ag2O发生氧化反应C.溶液中OH—向正极移动,K+、H+向负极移动D.随着电极反应的不断进行,电解质溶液的pH保持不变四.原电池原理的应用(一)做电源要了解常见的一些电池,由所给条件判断两极符号、电极反应、电池反应、电解质溶液浓度、pH变化等。
常见的化学电源1.普通锌锰电池——干电池负极(锌筒):Zn-2e- = Zn2+ 正极(石墨):2NH4+ + 2e-= 2NH3 + H2电池总反应式为:Zn + 2NH4+ = Zn2+ + 2NH3 + H22.铅蓄电池(可充电电池)负极:Pb + SO42--2e -====== PbSO4正极:PbO2 + 4H+ + SO42-+ 2e- ====== PbSO4 + 2H2O放电充电电池总反应式为:Pb + PbO2 + 2H2SO4 2PbSO4 + 2H2O3.银锌电池(钮扣电池)负极:Zn+2OH--2e- =ZnO+H2O 正极:Ag2O+H2O+2e_ =2Ag+2OH-电池总反应式为:Ag2O + Zn = 2Ag + ZnO4.锂电池(有多种)5.海水电池1991年,我国首创以铝-空气-海水为材料组成的新型电池,用作航海标志灯。
负极:4Al-12e-= 4Al3+正极:3O2 + 6H2O+12e-=12OH-电池总反应式为:4Al+3O2 + 6H2O= 4Al(OH)36.燃料电池(如氢氧燃料电池)电池总反应式为:2H2 + O2 = 2H2O(二)金属的腐蚀和防护1.金属腐蚀的本质是:金属单质失电子被氧化成金属阳离子的过程,M—ne—=M n+2. 金属的防护(1)加保护层:刷漆、电镀等。
(2)改变结构:制成合金。
(3)电化学方法①牺牲负极保护法:Fe与Zn相连,牺牲Zn保护Fe。
②阴极保护法:将被保护的金属连在直流电源的负极(阴极),电源负极提供电子,阻止了金属失电子。
(三)加快反应速率例如:纯锌与稀H2SO4反应速率较慢,当加入CuSO4溶液以后,反应速率加快,因为Zn+Cu2+=Cu+Zn2+析出的Cu与Zn 接触,在稀H2SO4中形成原电池,加快反应速率。
(四)判断金属活动性根据活泼金属为负极,不活泼金属为正极,可通过组成原电池判断金属活动性。
经典例题【例1】下列叙述中正确的是()A.构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属。
B.由铜、锌作电极与硫酸铜溶液组成的原电池中铜是负极。
C.马口铁(镀锡铁)破损时与电解质溶液接触锡先被腐蚀。
D.铜锌原电池工作时,若有13克锌被溶解,电路中就有0.4mol电子通过。
【例2】把A、B、C、D四块金属泡在稀H2SO4中,用导线两两相连可以组成各种原电池。
若A、B相连时,A为负极;C、D相连,D上有气泡逸出;A、C相连时A极减轻;B、D相连,B为正极。
则四种金属的活泼性顺序由大到小排列为()A.A>B>C>D B.A>C>B>D C.A>C>D>B D.B>D>C>A【例3】电子计算机所用钮扣电池的两极材料为锌和氧化银,电解质溶液为KOH溶液,其电极反应是:Zn + 2 OH- -2e=ZnO + H2O Ag2O +H2O + 2e=2Ag +2 OH-下列判断正确的是()A.锌为正极,Ag2O为负极。
B.锌为负极,Ag2O为正极。
C.原电池工作时,负极区溶液PH减小。
D.原电池工作时,负极区溶液PH增大。
【巩固练习】一、选择题1.下列装置中,电流计G中有电流通过的是()2.生物体中细胞膜内的葡萄糖,细胞膜外的富氧液体及细胞膜构成微型的生物原电池,下列有关判断正确的是()A.正极的电极反应可能是:O2+2H2O+4e—=4OH—B.负极的电极反应可能是:O2+2H2O+4e—=4OH—C.负极的反应主要是C6H12O6(葡萄糖)生成CO2或HCO3—D.正极的反应主要是C6H12O6(葡萄糖)生成CO2或HCO3—3.如图:电流计的指针会偏转,M极变粗,N极变细符合这种情况的是()A.M是铜,N是锌,R是硫酸溶液B.M是锌,N是铜,R是硫酸铜溶液C.M是银,N是锌,R是硝酸银溶液D.M是铁,N是铜,R是硝酸铜溶液4.电子表中电源常用银—锌微型电池,其电极分别为Ag2O和Zn,电解质溶液为KOH溶液,电极反应分别为Zn+2OH——2e—=ZnO+H2O,Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH—,总反应式:Ag2O+Zn=2Ag+ZnO,根据上述变化,下列判断正确的是()A.Zn为正极,Ag2O为负极B.工作时电池负极区溶液的pH增大C.工作时电子由Ag2O极经外电路流向Zn极D.Zn为负极,Ag2O为正极6.把铁棒和锌棒用导线连接插入硫酸铜溶液中,当电路中有0.2mol电子通过时,负极的质量变化是()A.增加6.5克B.减少6.5克C.减少5.6克D.增加6.4克7.某原电池反应的离子方程式为:Fe+2H+=Fe2++H2↑,下列说法正确的是()A.HNO3为电解质溶液B.锌为该原电池的负极C.铁极质量不变D.铜为该原电池的正极8.下列说法正确的是()A.钢铁因含杂质而容易发生电化腐蚀,所以合金都不耐腐蚀B.原电池反应是导致金属腐蚀的主要原因,故不能用来减缓金属的腐蚀C.钢铁电化学腐蚀的两种类型主要区别在于水膜的pH不同,引起负极反应不同D.无论哪种类型的腐蚀,其实质都是金属被氧化9.根据下列实验事实:(1)X+Y2+=X2++Y(2)Z+2H2O Z(OH)2+H2↑(3)Z2+离子的氧化性比X2+弱(4)由Y、W作电极组成的原电池反应为:Y—2e—=Y2+由此可知,X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序是()A.X>Y>Z>W B.Y>X>W>Z C.Z>X>Y>W D.Z>Y>X>W10.阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池,其电池反应式为:2H2+O2=2H2O,电解质溶液为KOH溶液,反应保持在一定温度下,使生成H2O蒸发,下列叙述正确的是()A.H2为正极,O2为负极B.电极反应(正极):O2+2H2O+4e—=4OH—电极反应(负极):2H2+4OH——4e—=4H2OC.负极发生氧化反应,正极发生还原反应D.工作中电解质溶液pH值不断增大11.燃料电池是利用燃料(如H2、CO、CH4等)跟氧气或空气反应,将化学能转化为电能的装置。
电解质溶液是强碱溶液。
下列关于甲烷的燃料电池说法中正确的为()A.负极反应:O2+2H2O+4e—=4OH—B.负极反应:CH4+10OH——8e—=CO32—+7H2OC.随着放电进行,溶液的pH值增大D.放电时溶液中的阴离子向正极移动13.将金属A和金属B分别放入稀H2SO4中有氢气生成。
若将金属A和金属B相连后投入稀H2SO4中发现A被腐蚀,B未被腐蚀。
关于A、B的叙述是()A.金属活动性A>B B.还原性B>AC.在后者装置中金属A发生还原反应,金属B发生氧化反应D.金属B的表面有明显气泡产生,金属A表面无明显现象14.把铁钉和碳棒用铜线连接后,浸入0.1mol/L的NaCl溶液中,可能发生的现象为()A.碳棒上放出氯气B.碳棒附近产生OH—C.碳棒上放出O2D.铁钉上放出H215.下列事实与电化腐蚀无关的是()A.埋在地下的铁管比在地面上的更易被腐蚀B.为保护海船的螺旋浆和船壳,往往在螺旋浆和船壳上镶入锌块C.在空气中金属银的表面生成一层黑色物质D.镀银的铁制品,镀层部分受损后,露出的铁表面暴露在潮湿空气中更易腐蚀16.某原电池总反应的离子方程式为:2Fe3++Fe=3Fe2+,不能实现该反应的原电池是( )A.正极为Cu,负极为Fe,电解质溶液为FeCl3B.正极为C,负极为Fe,电解质溶液为Fe(NO3)3C.正极为Fe,负极为Zn,电解质溶液为Fe2(SO4)3D.正极为Ag,负极为Fe,电解质溶液为CuSO4二、填空题18.铅蓄电池是化学电池,其电极材料是Pb和PbO2,电解质溶液为稀硫酸,工作时该电池的总反应为PbO2+Pb+2H2SO4=2PbSO4+2H2O,根据上述情况判断:(1)蓄电池的负极是_________,其电极反应式为____ _____;(2)蓄电池的正极是_________,其电极反应式为_____ ____。