原电池知识点
高三化学原电池知识点

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。
2023年电化学知识点原电池和电解池

电化学知识点——---原电池和电解池一. 原电池和电解池的相关知识点原电池和电解池装置比较:将化学能转化为电能的装置叫做原电池 把电能转化为化学能的装置叫电解池e -e -e -I还原反应(失电子)氧化反应(得电子)原电池e eII氧化反应(得电子)还原反应(失电子)阴极阳极电解池2. 原电池和电解池的比较表:装置 原电池电解池实例原理使氧化还原反映中电子作定向移动, 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映的过程叫做电解。
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: 能与电极反映。
②电解质溶液:能与电极反映。
①电源; ②电极(惰性或非惰性); ③电解质(水溶液或熔化态)。
反映类型 自发的氧化还原反映 非自发的氧化还原反映 电极名称由电极自身性质决定: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。
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; 阴极:连电源的负极;电极反映 负极: Zn-2e-=Zn2+ (氧化反映) 正极: 2H++2e-=H2↑(还原反映) 正极:2H ++2e -=H 2↑(还原反映) 阴极: Cu2+ +2e- = Cu (还原反映) 阳极: 2Cl--2e-=Cl2↑ (氧化反映) 阳极:2Cl --2e -=Cl 2↑ (氧化反映) 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)。
原电池的本质: 氧化还原反映中电子作定向的移动过程电解本质:电解质溶液的导电过程, 就是电解质溶液的电解过程6. 电镀铜、精炼铜比较说明、原电池正、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。
原电池的所有知识点

原电池的所有知识点原电池是一种将化学能转化为电能的装置,广泛应用于各个领域,如电子产品、交通工具、能源储备等。
下面将从电池的类型、工作原理、构造、使用注意事项和环境影响等方面进行详细介绍。
一、电池的类型1.原电池按照化学反应方式可分为原电池和蓄电池。
原电池是一次性使用的,无法进行充电,如碱性电池、锌碳电池等;蓄电池则可以通过反向化学反应进行充电和放电,如铅酸蓄电池、锂离子电池等。
2.原电池按照电化学反应类型可分为干电池和湿电池。
干电池是指电解质以固体形式存在于电池中,如碱性电池;湿电池是指电解质以液体形式存在于电池中,如铅酸蓄电池。
二、电池的工作原理电池的工作原理是利用化学反应将化学能转化为电能。
在电池中,正极和负极之间存在差异的电势,通过连接导线和外部电路,电子在负极和正极之间流动,从而产生电流。
化学反应中的氧化物和还原物在电解质中发生氧化还原反应,产生电子和离子,从而维持电池的电荷平衡。
三、电池的构造1.原电池通常由正极、负极、电解质和外壳组成。
正极是电池的正极电极,负极是电池的负极电极,电解质是正负极之间的介质,外壳则用来保护电池内部结构。
2.蓄电池的构造比较复杂,包含正极、负极、电解质、隔膜、电解液和外壳等部分。
正极和负极分别由活性材料和电极支撑材料构成,电解质用于离子传递,隔膜用于阻止正负极直接接触,电解液则是导电介质。
四、电池的使用注意事项1.不同类型的电池具有不同的电压和容量,使用时应根据设备要求选择合适的电池。
2.电池在长时间不使用时,应储存在干燥、通风的地方,避免高温和湿度。
3.在更换电池时,应注意正负极的正确安装,避免反装导致电池短路或损坏。
五、电池的环境影响1.电池的生产和回收过程会产生一定的环境污染,如废水、废气和废渣等。
2.部分电池中含有有害物质,如重金属铅、汞等,如果处理不当,会对环境和人体健康造成潜在风险。
3.因此,应该加强电池的回收利用,推广绿色环保的电池技术,减少对环境的影响。
原电池知识点

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。
高考化学原电池必背知识点

高考化学原电池必背知识点1. 电池的基本概念:电池是一种能够将化学能直接转化为电能的装置。
它由正极、负极和电解质构成。
在正极发生氧化反应产生电子,电子通过外部电路流向负极,在负极发生还原反应,与离子结合形成化合物。
这种电子的流动产生了电流,实现了能量的转化。
2. 电池的分类:根据正负极材料的性质,电池可分为原电池和储能电池。
原电池是一次性使用的,电池内的化学反应一旦停止,就无法再产生电流。
储能电池则可以通过充电和放电的循环来反复使用。
3. 原电池的基本原理:原电池是一种将金属与非金属之间的氧化还原反应转化为电能的装置。
它由两种电极(正极和负极)和电解质组成。
正极是一个易被氧化的物质,负极是一个易被还原的物质。
在电解质溶液中,正极发生氧化反应,产生电子并释放金属离子,负极接收电子,并与离子结合形成金属。
这样电池内就形成了一个电势差,电子会从正极流向负极,从而产生电流。
4. 原电池的电势差:原电池的电势差可以用标准电极电势来表示。
标准电极电势是指在标准条件下,某种物质在电解质溶液中发生氧化或还原反应时所释放或吸收的电能。
标准电极电势可以根据氧化还原反应的方程式计算得出,正极的标准电极电势减去负极的标准电极电势就是原电池的标准电动势。
5. 原电池的使用注意事项:(1) 为了保证原电池能够正常工作,应避免电池短路或过载。
(2) 储存和使用电池时,要避免受热或受潮,以免损坏电池。
(3) 在电池使用完后,应进行分类回收,以保护环境。
6. 常见的原电池:(1) 干电池:干电池是一种常见的原电池,它内部使用固体或半固体的电解质。
干电池常用于电子设备、遥控器等日常用品中。
(2) 锂离子电池:锂离子电池是一种高效、长寿命的原电池,因其高能量密度和较低自放电率而被广泛使用。
它常用于手机、电脑等电子设备中。
(3) 镍氢电池:镍氢电池是一种环保、经济的原电池,具有较长的使用寿命和较低的自放电率。
它常用于数码相机、电动工具等设备中。
原电池相关知识点总结

原电池相关知识点总结一、原电池1. 原电池(1) 概念:将化学能转化为电能的装置。
(2) 实质:自发进行氧化还原反应,把化学能转化为电能。
2.原电池工作原理(以锌铜原电池为例)3.原电池形成的条件(1) 两个活泼性不同的电极。
(2) 电解质溶液或熔融电解质,形成闭合回路(或两极直接接触)。
(3) 能自发地发生氧化还原反应。
4. 电子流向负极→ 正极(电子不能通过溶液)5.电极反应负极:一般是活泼性较强的金属,发生氧化反应。
正极:一般是活泼性较弱的金属(或导电非金属),发生还原反应。
6. 盐桥的组成和作用⑴ 盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
⑵ 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。
【总结提升】1.工作原理示意图(以铜锌原电池为例)2.原电池电极的判断3. 原电池的负极一般,在原电池反应中活泼金属作负极包含两层含义:(1) “活泼”是指相对活泼而不是绝对活泼。
(2) 在大部分原电池反应中,金属活动性较强的一极作负极,另一电极作正极。
但在某些特殊条件下例外,例如:①冷的浓硝酸作电解质溶液,金属铁或铝与金属铜作电极时,铁或铝在冷的浓硝酸中钝化,金属活动性弱的铜与浓硝酸发生氧化反应作负极。
② NaOH溶液作电解质溶液,金属镁与金属铝作电极时,因铝能与NaOH溶液反应,作负极,而金属活动性强的镁只能作正极。
4. 原电池的设计从理论上讲,能自发进行的氧化还原反应均可以设计成原电池,实际设计时应注意以下几点:⑴负极(还原性较强的物质);⑵正极是活动性较差的金属或能导电的非金属;⑶电解质溶液:两电极浸入电解质溶液中,阴离子移向负极,阳离子移向正极。
二、原电池原理的应用1.加快氧化还原反应的速率例如:在锌与稀硫酸反应时加入少量CuSO4溶液,能使产生H2的速率加快。
2.比较金属活动性强弱3.设计化学电池例如:以Fe+CuCl2===FeCl2+Cu为依据,设计一个原电池。
原电池原理知识点总结
原电池原理知识点总结电池是一种能够将化学能转化为电能的装置,它由正极、负极和电解质组成。
电池通过将化学反应的产物在电极上进行离子传递,从而实现正负极之间的电子流动,使得外部负载上产生电流。
电池广泛应用于各种电子设备中,如手机、电脑、手表等。
一、电池的基本构造及工作原理1. 电池的基本构造电池由正极、负极和电解质组成,正极和负极之间由电解质隔开。
正极通常由锂、锌等金属材料制成,负极则通常由碱金属或镍、铁等制成。
电解质是连接正负极并传递离子的介质,一般使用液态或固态电解质。
2. 电池的工作原理电池内部发生的是化学反应过程。
在正极,金属原子被氧化成离子,同时放出电子;在负极,离子还原成金属原子,接受外部电子。
这一过程会导致电荷的不平衡,因此外部连接电路会产生电流,从而完成电能的转化。
二、电池的分类及特点1. 电池的分类按照不同的电解质形式和工作原理,电池可以分为干电池、锂电池、镍氢电池等多种类型。
2. 电池的特点不同类型的电池具有不同的特点,如干电池体积小、存储时间长;锂电池能量密度高,重量轻;镍氢电池环保,循环寿命长等。
三、电池的充放电过程及特点1. 电池的充电过程在充电过程中,外部电源施加电压,迫使电池中的正负极发生反向的化学反应,将消耗的电子重新输送给正极,使得电池内部离子重新分布。
2. 电池的放电过程在放电过程中,电池的正负极发生化学反应,导致电池内部电子流向外部电路,形成电流。
3. 电池的特点不同类型的电池在充放电过程中具有不同的特点,如锂电池具有高效率、长循环寿命;镍氢电池放电平稳,不易产生极化等。
四、电池的应用及发展趋势1. 电池的应用电池广泛应用于各种电子设备中,如手机、电脑、手表等;同时也用于电动汽车、储能设备等领域。
2. 电池的发展趋势随着科技的不断发展,电池也在不断更新换代,趋向高能量密度、长循环寿命、低成本、环境友好等方向。
五、电池的环境影响及解决方法1. 电池的环境影响由于电池内部使用了多种化学物质,在处理废弃电池时会产生环境污染,如重金属污染、土壤污染等。
原电池知识点归纳总结
原电池知识点归纳总结一、电池的基本原理1. 电池的定义:电池是一种将化学能转化为电能的装置,它通过化学反应产生电流,从而驱动电子器件工作。
2. 电池的组成:电池由正极、负极和电解质组成。
正极和负极之间通过电解质连接,构成电池内部的电化学反应环境。
3. 电池的工作原理:当电池两极之间连接电路时,电解质中的离子会在正负极之间移动,产生电流。
这是一种化学能转化为电能的过程。
二、电池的分类1. 按用途分类:主要有家用电池、工业电池、车载电池等。
2. 按电化学原理分类:主要有原电池(非可充电电池)和蓄电池(可充电电池)两种类型。
三、原电池的原理及种类1. 原电池的原理:原电池是一种将化学能转化为电能的装置,但不能通过外部电流再将其转化为化学能的装置。
2. 原电池的分类:原电池主要包括干电池、碱性锰电池、铅酸电池、锌碳电池等。
四、干电池1. 干电池的结构:干电池由正极(锌罐)、负极(碳棒)、电解质(NH4Cl和锌氧化物)、电容器、外壳等组成。
2. 干电池的工作原理:干电池通过在阳极反应产生电子,然后这些电子被负极吸收,正负极之间的电流就被接通。
五、碱性锰电池1. 碱性锰电池的结构:碱性锰电池由锰二氧化物正极、氢氧化钠电解质、锌负极和电容器等组成。
2. 碱性锰电池的工作原理:碱性锰电池是单用原电池,通过化学反应产生电流。
3. 碱性锰电池的特点:碱性锰电池有较高的容量,适用于需要稳定电压输出的设备。
六、铅酸电池1. 铅酸电池的结构:铅酸电池由正极(铅二氧化物)、负极(纯铅)、电解液(硫酸)和隔膜等组成。
2. 铅酸电池的工作原理:铅酸电池在放电时,正极的铅二氧化物和负极的纯铅通过化学反应产生电流。
3. 铅酸电池的特点:铅酸电池是一种常用的蓄电池,具有较高的储能密度和较长的寿命。
七、锌碳电池1. 锌碳电池的结构:锌碳电池由碳杆、锌罐、电解质、隔膜、外壳等组成。
2. 锌碳电池的工作原理:锌碳电池是一种干电池,通过在阳极反应产生电子,然后这些电子被负极吸收,正负极之间的电流就被接通。
原电池知识点
1、定义:将化学能直接转变成电能的装置。
2、构成原电池的条件:①电解质溶液②两个导体做电极③形成闭合回路(或在溶液中接触)④有能自发进行的氧化还原反应3、原理本质:氧化还原反应4、原电池电极的判断(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的变化判断哪极的pH增大了,说明该电极为正极,金属活动性较弱。
5、盐桥盐桥的作用仅仅是导电【相当于导线的作用】,将两个烧杯形成闭合回路,否则就相当于断开,而盐桥的导电是利用了其中的阴阳离子的定向移动。
锌铜电池,电解质溶液锌端硫酸锌,铜端硫酸铜,即两端不一样,所以产生电势差,于是,电子从负极Zn失去,沿着导线移向正极而,即外面的导线中,电子即负电荷从Zn到Cu,中间有盐桥连接,即盐桥中的负电荷即阴离子应该从CuSO4的一端沿着盐桥移向ZnSO4的一端,或者说,盐桥中的正电荷即阳离子就从 ZnSO4的一端沿着盐桥移向CuSO4的一端,总之,要保证两端烧杯中的正负电荷要守恒。
《原电池》知识点及练习题
《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。
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1、定义:将化学能直接转变成电能的装置。
2、构成原电池的条件:①电解质溶液②两个导体做电极③形成闭合回路(或在溶液中接触) ④有能自发进行的氧化还原反应3、原理本质:氧化还原反应4、原电池电极的判断(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的变化判断哪极的pH增大了,说明该电极为正极,金属活动性较弱。
5、盐桥盐桥的作用仅仅是导电【相当于导线的作用】,将两个烧杯形成闭合回路,否则就相当于断开,而盐桥的导电是利用了其中的阴阳离子的定向移动。
锌铜电池,电解质溶液锌端硫酸锌,铜端硫酸铜,即两端不一样,所以产生电势差,于是,电子从负极Zn失去,沿着导线移向正极Cu,即外面的导线中,电子即负电荷从Zn到Cu,中间有盐桥连接,即盐桥中的负电荷即阴离子应该从CuSO4的一端沿着盐桥移向ZnSO4的一端,或者说,盐桥中的正电荷即阳离子就从ZnSO4的一端沿着盐桥移向CuSO4的一端,总之,要保证两端烧杯中的正负电荷要守恒。
6、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。
上述判断正负极的方法是一般方法,但不是绝对的,例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中,由于铝片表明的钝化,这时铜失去电子,是负极,其电极反应为:负极:Cu -2e-= Cu2+正极:NO3- + 4H + + 2e-= 2H2O + 2NO2↑再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中,虽然镁比铝活泼,但由于镁不与氢氧化钠反应,而铝却反应,失去电子,是负极,其电极反应为:负极:2Al + 8OH--2×3e-=2AlO2- + 2H2O正极:6H2O + 6e-= 6OH- + 3H2↑(2)要注意电解质溶液的酸碱性。
在正负极上发生的电极反应不是孤立的,它往往与电解质溶液紧密联系,如氢氧燃料电池有酸式和碱式,在酸溶液中,电极反应式中不能出现OH-,在碱溶液中,电极反应式中不能出现H+,像CH4、CH3OH等燃料电池,在碱溶液中碳(C)元素以CO32-离子形式存在,而不是放出CO2气体。
(3)要考虑电子的转移数目在同一个原电池中,负极失去电子数必然等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应时,一定要考虑电荷守恒。
防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误,同时也可避免在有关计算中产生误差。
(4)要利用总的反应方程式从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池,而两个电极反应相加即得总反应方程式。
所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应,便可以写出另一个电极反应方程式。
8、常见的原电池(1)一次电池①碱性锌锰电池构成:负极是锌,正极是MnO2,正极是KOH工作原理:负极 Zn+2OH—-2e-=Zn(OH)2;正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-总反应式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2特点:比能量较高,储存时间较长,可适用于大电流和连续放电。
②钮扣式电池(银锌电池)锌银电池的负极是Zn,正极是Ag20,电解质是KOH,总反应方程式:Zn+Ag20=2Ag+ZnO 特点:此种电池比能量大,电压稳定,储存时间长,适宜小电流连续放电。
③锂电池锂电池用金属锂作负极,石墨作正极,电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰氯(SOC12)中组成。
锂电池的主要反应为:负极:8Li-8e—=8Li+;正极:3SOC12+8e—=SO32-+2S+6Cl—总反应式为:8Li+3SOC12=6LiCl+Li2SO3+2S特点:锂电池是一种高能电池,质量轻、电压稳定、工作效率高和贮存寿命长的优点。
(2)二次电池①铅蓄电池:(1)铅蓄电池放电原理的电极反应负极:Pb+S042—-2e—=PbSO4;正极:Pb02+4H++S042—+2e—=PbSO4+2H20总反应式:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbS04+2H2O(2)铅蓄电池充电原理的电极反应阳极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-;阴极:PbSO4+2e-=Pb+SO42-总反应:2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4②镍一镉碱性蓄电池构成:放电时镉(Cd)为负极,正极是NiO(OH),电解液是KOH工作原理:负极:Cd+2OH—-2e-=Cd(OH)2;正极:2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH—总反应式:特点:电压稳定、使用方便、安全可靠、使用寿命长,但一般体积大、废弃电池易污染环境。
(3)燃料电池①氢氧燃料电池当用碱性电解质时,电极反应为:负极:2H2+40H—-4e—=4H20;正极:02+2H20+4e—=40H—总反应:2H2+02=2H2O②甲烷燃料电池该电池用金属铂片插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通甲烷和氧气;负极:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-总反应方程式为:CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O③CH3OH燃料电池用导线相连的两个铂电极插入KOH溶液中,然后向两极分别通入CH3OH和O2,则发生了原电池反应。
负极:2CH3OH +16OH--12e-=2CO32-+12H2O;正极:3O2+6H2O+12e-=12OH-总反应方程式为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O9、原电池的应用1)制作干电池、蓄电池、高能电池;(2)比较金属腐蚀的快慢(负极金属先被腐蚀);(3)防护金属腐蚀(被保护的金属作正极);(4)比较反应速率(如粗锌与稀硫酸反应比纯锌快);(5)比较金属活动性强弱(被溶解的负极金属较活泼);(6)判断溶液pH变化(如发生吸氧腐蚀时,因有正极反应O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-,使溶液pH值升高,正极附近溶液能使酚酞变红)。
(7) 根据电池反应判断新的化学电源的变化,(方法是先分析电池反应中有关物质化合价变化,确定原电池正极和负极,然后根据两极变化分析判断其它指定性质的变化)。
10、金属的腐蚀和防护1)、腐蚀①金属腐蚀的类型:化学腐蚀和电化学腐蚀。
②电化学腐蚀的类型:吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
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学腐蚀,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,其电极反应如下: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.析氢腐蚀金属在酸性较强的溶液中发生电化学腐蚀时放出氢气的腐蚀叫做析氢腐蚀。
在钢铁制品中一般都含有碳。
在潮湿空气中,钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。
水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液,使水里的H+增多。
于是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。
这些原电池里发生的氧化还原反应是:负极(铁):铁被氧化Fe-2e=Fe2+;正极(碳):溶液中的H+被还原2H++2e=H2↑这样就形成无数的微小原电池。
最后氢气在碳的表面放出,铁被腐蚀,所以叫析氢腐蚀。
2)、金属的防护方法(1)改变金属的内部结构:如制成不锈钢。
(2)覆盖保护层:涂漆、电镀、搪瓷、涂沥青、塑料、沥青等。
(3)电化学保护法:①牺牲阳极保护法:如轮船的船底四周镶嵌锌块。
②外加电流阴极保护法(又叫阴极电保护法):将被保护的金属制品(如水库闸门、合成氨塔等)与直流电源的负极相连接,做电解池的阴极,受到保护。
1.X、Y、Z、M、N代表五种金属。
有如下化学反应,(1)水溶液中:X+Y2+=X2++Y 电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性较强正极反应O2 + 4e- + 2H2O == 4OH-2H+ + 2e-==H2↑负极反应Fe -2e-==Fe2+Fe -2e-==Fe2+腐蚀作用是主要的腐蚀类型,具有广泛性发生在某些局部区域内(2)Z+2H2O(冷)=Z(OH)2+H2↑(3)M、N为电极,与N的盐酸溶液组成原电池,发生的电极反应为:M-2e—=M2+(4)Y可以溶于稀H2SO4中,M不被稀H2SO4氧化。
则金属性强弱顺序正确的是( )A. M<N<Y<X<ZB. N<M<X<Y<ZC. N<M<Y<X<ZD. X<Z<N<M<Y2.把a、b、c、d四块金属浸入稀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溶解;c、d相连时c为负极;a、c相连时,c极上产生大量气泡;b、d相连时,b为正极,则四种金属活动性顺序由强到弱为( ) A.a>b>c>d B.a>c>d>b C.c>a>b>d D.b>d>c>a3.下列各个装置中铁棒被腐蚀由易到难的顺序是正确的是()①②③④A.③①②④ B.④①③② C.①③②④D.②④①③4.在盛有稀H2SO4的烧杯中放入导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是()A.正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大 B.电子通过导线由铜片流向锌片C.正极有O2逸出 D.铜片上有H2逸出5.下列反应中,在原理上可以设计成原电池的是A.Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl的反应 B.铝片与浓硫酸的反应C.甲烷与氧气的反应 D.石灰石的分解反应6.某金属能跟稀盐酸作用放出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是A.铁 B.铜 C.铝 D.镁7.对铜—锌—稀硫酸组成的原电池装置中,当导线中有1mol电子通过时,理论上的两极变化是()①锌片溶解了32.5克②锌片增重了32.5克③铜片上析出1克氢气④铜片上析出1mol氢气A.①③B.①④C.②③D.②④8.把一小块镁铝合金放入6 mol·L-1的氢氧化钠溶液中,可以形成微型电池,则该电池负极的电极反应A.Mg Mg2++2e-B.2Al+8OH-2-2AlO+4H2O+6e-C.4OH-2H2O+O2↑+4e- D.2H2O+2e-2OH-+H2↑9.若某电能与化学能的转化装置(电解池或原电池)中发生的总反应的离子方程式是:Cu+2H+====Cu2++H2↑,则下列关于该装置的有关说法正确的是( )A.该装置可能是原电池,也可能是电解池B.该装置只能是原电池,且电解质溶液为硝酸C.该装置只能是电解池,且金属铜为该电解池的阳极D.该装置只能是原电池,电解质溶液不可能是盐酸10.某金属与稀盐酸作用无氢气产生,该金属与铜能组成原电池,此金属是()A.Mg B.Fe C.Ag D.Cu 11.下列叙述是小明做完铜、锌原电池的实验后得出的结论和认识,你认为正确的是( )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.电子沿外导线由锌流向铜,通过硫酸溶液被氢离子得到而放出氢气D.铜锌原电池工作时,若有13 g锌被溶解,电路中就有0.4 mol电子通过12.对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池,下列有关说法中,不正确的是A.Zn是负极 B.电子由Zn经外电路流向CuC.溶液中H+向负极移动 D.Zn电极反应:Zn -2e-==Zn2+13.下列关于原电池的叙述正确的是()A.原电池是将化学能转变成电能的装置 B.在原电池中失去电子的一极是阴极C.原电池的两极一定是由活动性不同的两种金属组成D.原电池的负极发生的是还原反应14.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中,构成原电池,电子经导线由锌片流向铜片。