原电池原理,电极反应式
高中化学之原电池电极反应式的书写
高中化学之原电池电极反应式的书写一、首先判断原电池的正负极(1)负极:一般来说,较活泼的金属失去电子,为原电池的负极,这时负极材料本身被氧化,其电极反应式有两种情况:①负极金属失去电子后生成的金属阳离子不与电解质溶液的成分反应,此时的电极反应式可表示为:M-ne-=Mn+;②负极金属失去电子后生成的金属阳离子与电解质溶液的成分反应,此时的电极反应要将金属失去电子后的反应、金属阳离子与电解质溶液的反应叠加在一起,如铅蓄电池的负极反应为:Pb + SO42--2e-=PbSO4。
还有一种情况是负极材料本身不反应,如燃料电池,在书写负极反应式时,要将燃料失电子的反应极其产物与电解质溶液中的反应叠加在一起书写,如:H2-O2(KOH溶液)电池的负极反应为:H2 + 2OH--2e-=2H2O。
(2)正极:先判断在正极发生反应的物质,其电极反应式有两种情况:①当负极材料与电解质溶液能发生自发的化学反应时,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;②当负极材料与电解质溶液不能发生自发的化学反应时,在正极上发生电极反应的物质是溶解在电解质溶液中的O2。
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,若反应也要书写叠加后的反应式。
二、根据原电池反应书写电极反应式(1)找出发生氧化反应和还原反应的物质,确定正负极产物。
(2)利用电荷守恒分别写出电极反应式。
(3)验证:两个电极反应式相加所得式子和原化学方程式相同,则书写正确。
三、需要注意的问题(1)在正极上,若是电解质溶液中的某种离子被还原,无论该离子是强电解质提供的,还是弱电解质提供的,一律写成离子符号;而在原电池反应式中,要遵循离子方程式的书写规则,只有易溶的强电解质才用离子符号来表示。
(2)根据金属的活泼性判断原电池的正负极不是绝对的,还要看电解质溶液,如镁片和铝片插入氢氧化钠溶液中组成的原电池虽然镁比铝活泼,但由于铝和氢氧化钠溶液反应失去电子被氧化,因而铝是负极,此时的电极反应为:负极:2Al-6e-=== 2Al 3+正极:6H2O +6e-=== 6OH-+3H2↑或2Al3+ +2H2O +6e-+ 2OH-=== 2AlO2-+ 3H2↑再如,将铜片和铝片同时插入浓硝酸中组成原电池时,由于铝在浓硝酸中发生了钝化,铜却失去电子是原电池的负极被氧化,此时的电极反应为:负极:Cu-2e-=== Cu2+正极:2NO3-+ 4H+ +2e-=== 2NO2↑+2H2O(3)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。
原电池电极反应式的书写技巧
原电池电极反应式的书写技巧对于原电池的初学者,电极反应式的书写是一大难点,如何较轻松的解决这一难点,关键是掌握书写电极反应式的书写技巧。
根据原电池原理可得:负极:失电子发生氧化反应(一般通式:M M n+ + ne-)正极:得电子发生还原反应(一般通式:N + me-N m-)要把电极反应式准确写出,最关键的是把握准总反应,我们可以通过总反应进一步写出电极反应式,即通总反应判断出发生氧化和还原的物质(原电池的条件之一就是自发的发生氧化还原反应),将氧化与还原反应分开,结合反应环境,便可得到两极反应。
一、原电池电极反应式书写技巧1、凡有金属参与的原电池反应一般较活泼金属做负极:如:⑴Mg、Al在酸性(非氧化性酸)环境中构成原电池活泼金属做负极解析:在酸性环境中Mg 比 Al活泼,其反应实质为Mg的析氢蚀:∴负极:Mg → Mg2++2e-正极:2H++2e-→ H2↑总反应式:Mg+2H+=Mg2+H2↑铜锌原电池就是这样的原理。
(2)较活泼金属不一定做负极,要看哪种金属自发发生反应:如:Mg、Al在碱性环境中构成的原电池,相对不活泼的Al做负极解析:在碱性环境中Al 比 Mg活泼,其反实质为Al与碱溶液的反应:2Al+2OH-+6H2O=2AlO2-+3H2↑+4H2O∴负极:2Al + 8OH- →2[Al(OH)4]- +6e-正极:6H2O+6e-→ 3H2↑+6OH-注意:Al-3e-=Al3+,此时Al3+在碱性环境不能稳定存在,会与OH-(过量)结合转化为[Al(OH)4]-。
再如:Fe、Cu常温下在浓H2SO4、HNO3溶液中构成的原电池也是如此。
2、燃料电池:(1)关键是负极的电极反应式书写,因为我们知道,一般的燃料电池大多是可燃性物质与氧气及电解质溶液共同组成的原电池,虽然可燃性物质与氧气在不同的电极反应,但其总反应方程式应该是可燃物在氧气中燃烧。
当然由于涉及电解质溶液,所以燃烧产物可能还要与电解质溶液反应,再写出燃烧产物与电解质溶液反应的方程式,从而得到总反应方程式。
原电池电极反应式书写技巧规则
原电池电极反应式书写技巧规则原电池电极反应式的书写不仅是电化学教学的重点和难点,更是高考考查的重点和热点之一,现就如何正确书写电极反应式小结如下:一、原电池工作原理原电池反应属于氧化还原反应,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形成电流,使两个电极反应不断进行,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,原电池是氧化反应、还原反应分别在两个电极上进行.二、原电池构成条件(1)反应为自发的氧化还原反应,这是原电池形成的前提.(2)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.(3)两电极必须浸泡在一定的电解质溶液中.(4)两电极之间形成闭合回路.只要具备以上四个条件就可构成原电池.可以提供持续而稳定的电流.1.电极材料构成: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.2.电解质选择:电解质溶液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应.3.正负极判断:①.还原剂作负极.负极材料或还原剂在负极材料上失去电子,发生氧化反应;②.氧化剂作正极.正极材料或氧化剂在正极材料上得到电子,发生还原反应.注意电极材料与氧化剂还原剂的关系:电极材料可能是氧化剂和还原剂,也可能是仅起导电作用的材料.电子由负极流出,经外电路流向正极,电流由正极出发经外电路流向负极. 溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极.注意:原电池负极的判断应根据其本质进行判断:较易与电解质溶液反应的电极是原电池的负极,不能一味根据金属的活泼性进行判断.三、原电池电极反应方程式书写规则1.从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应都可以设计成为一个原电池.其中还原剂失电子作电池的负极,氧化剂得电子作电池的正极.2.转移电子数目.根据所含元素在反应前后化合价变化情况而定:负极所含元素化合价升高了几价,一个原子就失去几个电子;正极所含元素化合价降低了几价,一个原子就得到几个电子.3.注意原子得失电子后所产生的新粒子在电解质溶液中存在形式的变化规律.①H+:在中性、酸性溶液中,仍为H+;在碱性溶液中,H+结合OH-生成H2O;②O2-:在酸性溶液中,O2-结合H+生成H2O,O2-+2H+H2O;在中性、碱性溶液中,O2-结合H2O 生成OH-,O2-+H2O2OH-;③CO2:在中性、酸性溶液中,仍为CO2 ;在碱性溶液中,CO2结合OH-生成CO2-3,CO2+2OH-CO2-3+H2O.④金属阳离子:可能会结合电解质溶液中的某些阴离子生成其它离子或难溶性物质.4.原电池的总反应式是正极反应式和负极反应式的叠加和.遵循电子守恒:负极反应失去的电子总数等于正极反应得到的电子总数.5.原电池的总反应式、电极反应式,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒.例1甲烷燃料电池,碱溶液为电解质溶液.解析自发的氧化还原反应为CH4与O2反应.O2为氧化剂得电子参与正极反应,在强碱性溶液中,O2得4e-产生的O2-与H2O结合生成OH-,故正极反应式为:O2+4e-+2H2O4OH-.CH4为还原剂失电子参与负极反应,碳元素化合价由-4价变为+4价,1 mol CH4失去8 mol电子,C转化成CO2在碱性条件下以CO2-3形式存在,产生的H+在碱性条件下结合OH-生成H2O.再根据碳原子守恒(配平CO2-3化学计量数)、电荷守恒(配平OH-化学计量数)、氢原子守恒配平,即可得到负极反应式.或者可用总反应式减去正极反应式(遵循电子守恒)得负极反应式:CH4-8e-+10OH-CO2-3+7H2O.总反应式为为:CH4+2O2+2OH-CO2-3+3H2O.例2铅蓄电池(放电)解析自发的氧化还原反应为Pb和PbO2反应.Pb为还原剂失电子做负极,Pb由0价变为+2价,Pb失去2个电子生成Pb2+,Pb2+结合溶液中的SO2-4生成PbSO4.负极电极反应式为:Pb-2e-+SO2-4PbSO4;PbO2为氧化剂做正极,铅元素化合价由+4价变为+2价,得2e-变为Pb2+,Pb2+结合溶液中的SO2-4生成PbSO4,产生的O2-在酸性溶液中结合H+生成H2O.所以正极电极反应式为:PbO2+2e-+SO2-4+4H+PbSO4+2H2O.总反应式:Pb+PbO2+4H++2SO2-42PbSO4+2H2O.练习1有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源.它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作,试写出该电池的电极反应式.练习2甲醇燃料电池,碱或酸作为电解质,试写出其电极反应式.就打造高三化学高效复习课堂的一点设想。
常见原电池电极反应式
常见原电池电极反应式一、一次电池1、伏打电池:(负极—Zn,正极—Cu,电解液—H2SO4)负极:正极:总反应离子方程式 Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池(析氢腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——酸性)负极:正极:总反应离子方程式 Fe+2H+==H2↑+Fe2+3、铁碳电池(吸氧腐蚀):(负极—Fe,正极—C,电解液——中性或碱性)负极:正极:总反应化学方程式:2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2; (铁锈生成过程) 4.铝镍电池:(负极—Al,正极—Ni,电解液——NaCl溶液)负极:正极:总反应化学方程式: 4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3 (海洋灯标电池)5、普通锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液——NH4Cl糊状物)负极:正极:总反应化学方程式:Zn+2NH4Cl+2MnO2=ZnCl2+Mn2O3+2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池:(负极——Zn,正极——碳棒,电解液KOH糊状物)负极:正极:总反应化学方程式:Zn +2MnO2 +2H2O == Zn(OH)2 + MnO(OH)7、银锌电池:(负极——Zn,正极--Ag2O,电解液NaOH )负极:正极:总反应化学方程式: Zn + Ag2O == ZnO + 2Ag8、镁铝电池:(负极--Al,正极--Mg,电解液KOH)负极(Al):正极(Mg):总反应化学方程式: 2Al + 2OH-+ 2H2O = 2AlO2-+ 3H2↑9、高铁电池(负极--Zn,正极--碳,电解液KOH和K2FeO4)正极:总反应化学方程式:3Zn + 2K2FeO4 + 8H210、镁/H2O2酸性燃料电池正极:负极:总反应化学方程式:Mg+ H2SO4+H2O2=MgSO4+2H2O二、充电电池1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO2 电解液—稀硫酸)负极:正极:总化学方程式 Pb+PbO2 + 2H2SO4==2PbSO4+2H2O2、镍镉电池(负极--Cd 、正极—NiOOH、电解液: KOH溶液)放电时负极:正极:总化学方程式 Cd + 2NiOOH + 2H2O===Cd(OH)2 + 2Ni(OH)2三、燃料电池1、氢氧燃料电池:总反应方程式:2H2 + O2 === 2H2O(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:正极:(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:正极:(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:正极:2、甲醇燃料电池(注:乙醇燃料电池与甲醇相似)(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:负极:总反应化学方程式:2CH3OH + 3O2 + 4KOH=== 2K2CO3 + 6H2O(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应式 2CH3OH + 3O2 === 2CO2 + 4H2O3、CO燃料电池(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应方程式为: 2CO + O2 = 2CO24、甲烷燃料电池(1)碱性电解质(铂为两极、电解液KOH溶液)正极:负极:总反应方程式: CH4 + 2KOH+ 2O2 === K2CO3 + 3H2O(2)酸性电解质(铂为两极、电解液H2SO4溶液)正极:负极:总反应方程式 CH4 + 2O2 === CO2 + 2H2O5、肼(N2H4)燃料电池(电解质溶液是20%~30%的KOH溶液)正极:负极:总反应方程式: N2H4+ O2 === N2 +2H2O四、非水电池1、氢氧电池:一极为H2,另一极为空气与CO2的混合气,电解质为熔融K2CO3(盐)负极:正极:总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O2、CO电池(一极为CO,另一极为空气与CO2混合气,Li2CO3和Na2CO3的熔融盐作电解质)正极:负极:3、一次性锂电池:(负极--金属锂,正极--石墨,电解液:LiAlCl4-SOCl2)负极:正极:总反应化学方程式 8Li+ 3SOCl2 === Li2SO3 + 6LiCl + 2S4、Li-Al/FeS电池(一级是Li-Al合金,一极是粘有FeS石墨,电解质是Li2CO3熔融盐)正极:负极:总反应方程式:2Li+FeS=Li2S+Fe5、镁电池(一极是Mg,一极是粘有Mo3S4的石墨,电解质是MgSO4熔融盐)正极:负极:总反应方程式:x Mg+Mo3S4=Mg x Mo3S46、新型燃料电池(一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体)正极:负极:总反应方程式:2C4H10+13O2=8CO2+10H2O7、固体酸燃料电池(一极通入空气,另一极通入H2;电解质是CsHSO4固体传递H+)负极:正极:总反应方程式 2H2 + O2 === 2H2O常见原电池电极反应式答案一、一次电池1、伏打电池:负极: Zn–2e-==Zn2+正极: 2H++2e-==H2↑2、铁碳电池(析氢腐蚀):负极: Fe–2e-==Fe2+正极:2H++2e-==H2↑3、铁碳电池(吸氧腐蚀):负极: 2Fe–4e-==2Fe2+OH正极:O2+2H2O+4e-==4-4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 ;2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O4.铝镍电池:负极: 4Al–12e-==4Al3+OH正极:3O2+6H2O+12e-==12-5、普通锌锰干电池:负极:Zn–2e-==Zn2+正极:2MnO2+2NH4++2e-==Mn2O3 +2NH3+H2O6、碱性锌锰干电池:负极:Zn + 2OH– 2e-== Zn(OH)2正极:2MnO2 + 2H2O + 2e-==2MnO(OH) +2OH-7、银锌电池:负极:Zn+2OH-–2e-== ZnO+H2O正极:Ag2O + H2O + 2e-== 2Ag + 2OH-8、镁铝电池:负极(Al): 2Al + 8OH-+6e-= 2AlO2-+4H2O正极(Mg): 6H2O + 6e-= 3H2↑+6OH–9、高铁电池正极:2FeO42- + 8H2O +6e-==2Fe(OH)3 + 4OH–负极: 3Zn + 6OH– 6e-== 3Zn(OH)210、镁/H2O2酸性燃料电池正极:2H++H2O2=2H2O负极:Mg–2e-== Mg 2+二、二次电池(蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:放电时:负极: Pb-2e-+SO42-==PbSO4正极: PbO2+2e-+4H++SO42-==PbSO4+2H2O2、镍镉电池放电时负极: Cd -2e—+ 2 OH– == Cd(OH)2正极: 2NiOOH + 2e—+ 2H2O == 2Ni(OH)2+ 2OH–三、燃料电池1、氢氧燃料电池(1)电解质是KOH溶液(碱性电解质)负极:2H2– 4e- + 4OH— === 4H2O正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH—(2)电解质是H2SO4溶液(酸性电解质)负极:2H2–4e- === 4H+正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O(3)电解质是NaCl溶液(中性电解质)负极:2H2– 4e- === 4H+正极:O2 + 2H2O + 4e- === 4OH—2、甲醇燃料电池(1)碱性电解质正极:3O2 + 12e- + 6H2O=== 12OH-负极:2CH3OH – 12e-+ 16OH—=== 2CO32-+12H2O(2)酸性电解质正极:3O2 + 12e-+ 12H+ == 6H2O负极:2CH3OH –12e-+2H2O==12H++2CO23、CO燃料电池正极: O2 + 4e-+ 4H+ == 2H2O负极: 2CO – 4e- + 2H2O== 2CO2 +4H+4、甲烷燃料电池(1)碱性电解质正极: 2O2 + 4H2O + 8e- == 8OH—负极: CH4 + 10OH—-8e- == CO32- + 7H2O(2)酸性电解质正极: 2O2 + 8e-+ 8H+ == 4H2O负极: CH4- 8e- + 2H2O == 8H+ + CO25、肼(N2H4)燃料电池正极: O2 + 2H2O + 4e- == 4OH—负极: N2H4+ 4OH—– 4e-=== N2 +2H2O四、非水体系电池1、氢氧燃料电池负极:2H2– 4e-+2CO32- === 2CO2↑+2H2O正极:O2 + 4e-+2CO2 === 2CO32—2、CO电池(一极为CO,另一极为空气与CO2的混合气,Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解质)正极: O2 + 4e-+ 2CO2 = 2CO32-负极: 2CO+2CO32-– 4e-==4CO23、一次性锂电池:负极:8Li -8e-=8 Li +正极:3SOCl2+8e-=SO32-+2S+6Cl-4、Li-Al/FeS电池正极:2Li++FeS+2e—=Li2S+Fe负极: 2Li-2e-=2Li +5、镁电池正极:x Mg2++Mo3S4+2x e-=== Mg x Mo3S4负极:x Mg-2x e-===x Mg2+6、新型燃料电池正极:13O2+ 52e-==26O2-负极:2C4H10+26O2- – 52e-==8CO2+10H2O7、固体酸燃料电池负极:2H2–4e- === 4H+正极:O2 + 4H+ + 4e- === 2H2O欢迎您的下载,资料仅供参考!致力为企业和个人提供合同协议,策划案计划书,学习资料等等打造全网一站式需求。
高中化学选择性必修一第4章第1节 原电池
总反应: 2Al+2OH―+2H2O=2AlO2-+3H2↑
8、负极:Cu —2e -=Cu2+ 正极: 2H++NO3- +e-= H2O+NO2↑
总反应: Cu+4H++2NO3-=Cu2++2H2O+2NO2↑
第一节 原电池
一、原电池的工作原理
(一)定义:将化学能转化为电能的装置 注:原电池中的化学能并非全部转化为电能,有一部分 转化成热能等其他形式的能量
(二)本质:氧化还原反应
(三)工作原理:以铜-锌原电池为例
答:(1)锌铜原电池工作时,电子由锌片沿导线移向铜 片,阴离子(Cl-、SO42-)在电解质溶液中移向锌片,阳 离子(K+、Cu2+)移向铜片。
合OH-→沉淀M(OH)n
、遵守三大守恒:质量守恒、电荷守恒、 转移电子守恒 、两极反应式叠加得总反应式,总反应式减去其中一个
电极反应式,可得另一个电极的反应式 5、规律:①一般来说,金属作负极的原电池
负极:酸性或中性介质中:M—ne-=Mnn+
碱性介质中:M—ne-+nOH-=M(OH)n 正极:酸性介质中:2H++2e-=H2↑
(五)能否构成原电池的判断——四看
1、看电极——两极为导体且存在活泼性差异 (燃料电池的电极一般为惰性电极) 2、看溶液——两极插入电解质溶液中 3、看回路——形成闭合回路或两极直接接触 4、看本质——有无自发的氧化还原反应发生
例题:
原电池工作原理
氧化 反应
还原 反应
负极 正极
Cu片 电池反应 式
2H+ + 2e-=H2↑
Zn+2H+=Zn2++H2↑
注意:负极本身失去电子,正极只起传递电子的作 用,溶液中容易得电子的离子在正极得电子。 10
8、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电 和放电过程可以表示为:
充电 2Ag + Zn(OH)2 放电
Ag2O + Zn + H2O
在此电池放电时,负极上发生反应的物质是( C )
A. Ag
B. Zn(OH)2
C. Ag2O
D. Zn
9、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池,它可以取 代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是: H2+NiO(OH)2
Fe
C
FeCl3
试设计一个原电池,使之发生的总反应方程式为 2FeCl3+Cu==CuCl2+2FeCl2,画出装置图,并写出正、 负极电极反应式及电池总反应的离子方程式。(提示: 可用石墨作电极)。
负极: Cu-2e-=Cu2+
Cu C 正极: 2Fe3++2e-=2Fe2+ 总反应的离子方程式: Cu + 2Fe3+=2Fe2+ +Cu2+ FeCl3溶液
2、某装置,电流表G发生偏转,同时A极逐渐变粗,B极逐 渐变细,C为电解质溶液,则A、B、C应是下列各组中的哪 一组( D ) A、A是锌,B是铜,C为稀H2SO4 B、A是铜,B是锌,C为稀硫酸 C、A是铁,B是银,C为AgNO3溶液 D、A是Ag,B是铁,C为AgNO3溶液
原电池中电极反应式的书写
原电池中电极反应式的书写一、原电池电极反应式的书写(一)原则:负极:失电子,发生氧化反应(一般是负极本身失电子)正极:得电子,发生还原反应(一般是溶液中阳离子在正极上得电子,但也可能是O2在正极上得电子(吸氧腐蚀),或正极本身得电子)总反应式(电池反应)= 正极反应式 + 负极反应式对于可逆电池,一定要看清楚“充电、放电”的方向。
放电的过程应用原电池原理,充电的过程应用电解池原理。
(二)具体分类判断1.第一类原电池:①两个活泼性不同的电极(金属与金属、金属与石墨碳棒、金属与难溶金属氧化物);②电解质溶液,至少要能与一个电极发生有电子转移的氧化还原反应,一般是置换反应;③两电极插入电解质溶液中且用导线连接。
方法:先找出两极相对活泼性,相对活泼的金属作负极,负极失去电子发生氧化反应,形成阳离子进入溶液;较不活泼的金属作正极,溶液中原有的阳离子按氧化性强弱顺序在正极上得到电子还原反应,析出金属或氢气,正极材料不参与反应。
如:Mg—Al—HCl溶液构成的原电池中,负极为Mg。
但Mg—Al—NaOH溶液构成的原电池中,负极为Al(Mg与NaOH溶液不反应,Al是两性金属,可以与NaOH溶液反应)。
再分析进入溶液的微粒能否在电解质环境中存在(得失电子不能同时在同极上发生),不能存在时应考虑其与电解质之间的后续反应。
如:Mg、Al在碱性环境中构成的原电池解析:在碱性环境中Al 比Mg活泼,其反实质为Al与碱溶液的反应:2Al+2OH-+6H2O=2AlO2-+3H2↑+4H2O∴负极:2Al - 6e- + 8OH- = 2AlO2- + 4H2O正极:6H2O + 6e- =3 H2↑ + 6OH-注意:Al-3e-=Al3+,此时Al3+在碱性环境不能稳定存在,会与OH-(过量)结合转化为AlO2-2. 第二类原电池:①两个活动性不同的电极;②任何电解质溶液( 酸、碱、盐皆可);③形成回路。
这类原电池的特点是电极与电解质溶液不发生置换反应,电解质溶液只起导电作用。
电极方程式
电极反应式的书写电化学是高中化学的重要基础理论内容之一,是高考的重点。
对广大考生而言,电极反应式的书写是难点。
现就电极反应式的书写总结如下:一、基本准则:1、依据电化学原理。
原电池负极发生氧化反应(失电子)正极发生还原反应(得电子);电解池阳极发生氧化反应(失电子),阴极发生还原反应(得电子)2、依据电解质的性质。
酸作电解质或碱作电解质注意与酸或碱反应的物质,如CO2与OH—生成CO32-。
还有大量融盐燃料电池、固体电解质、传导某种离子等。
3、注意得失电子,电荷的平衡。
电极反应是半反应,在写某电极反应式时,要注意失电子的数目与电荷的平衡。
或得电子数目与电荷的平衡。
4、H2O中的H+或OH-参与电极反应时,在电极方程式中可直接写成H+或OH-,可以不写成H2O。
5、两个半反应合并后,总反应要合理。
这也是检验所写的电极方程式是否正确的方法,合并不是两个半反应直接相加,要使失电子和得电子的总数相等后再相加。
合并后的总方程式要符合客观事实,合并后的总方程式中左边除H2O的电离外,不能包含其他化学反应。
二、各种典例:例1、锌锰电池,负极是锌,正极是炭棒。
电解质是拌湿的NH4CL,MnO2是去极剂,除去炭棒上的氢气膜,减小电池的内阻。
正极反应是NH4+水解而提供的H+,所以电极反应和总反应分别为:负极:Zn—2e-= Zn2+(失电子,电荷平衡)正极:2 NH4++2e-+2 MnO2=2NH3+H2O+Mn2O3 (得电子,电荷平衡) 总:Zn+2 NH4++2 MnO2= Zn2++2NH3+ H2O+ Mn2O3例2、铅蓄电池(放电),负极是Pb,正极是PbO2,H2SO4是电解质。
正负极生成的Pb2+同时SO42-结合生成难溶的PbSO4负极:Pb-2e-+ SO42-= PbSO4(失电子,电荷平衡)正极:PbO2+2e-+4H++ SO42-= PbSO4+2 H2O (得电子,电荷平衡)总:Pb+ PbO2+4H++2 SO42-放电2 PbSO4+2 H2O例3、氢氧燃料电池,分别以KOH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例4、甲烷、空气、KOH燃料电池,CH4被氧气氧化,因此通CH4的一极是负极,且生成的CO2会与OH-反应。
原电池和电解池的电极反应式写法
原电池和电解池的电极反应式写法1.原电池这种电池往往是以我们学过的一些基础的氧化还原反应为基础。
一般情况下,负极往往是活泼金属,如Mg、Al、Fe等,则负极反应一般由负极金属失去电子变成金属阳离子。
如Mg-2e-=Mg2+,Cu-2e-=Cu2+,Fe-2e-=Fe2+,注意不能写成Fe-3e-=Fe3+。
Al失电子后变为Al3+,但碱性介质中,Al3+将继续和OH-反应,电极反应式中要注意写上该反应。
如Mg-Al-NaOH溶液构成的电池,负极反应式应写成Al-3e-+4OH-=AlO2—+2H2O。
大概的分工就是,原电池本质是一个自发的氧化还原反应,在组成构形图时,每个部分都有分工,负责反应的一般是负极材料和溶液中的离子,导线负责传递负极流出来的电子,引导电子流向正极表面,然后正极表面的电子吸引溶液中离子(一般是溶液中的阳离子),使其在正极表面得到电子,形成一个完整的闭合回路。
正极反应有以下几种情况:(1)电解质溶液是不活泼金属的盐溶液,此时正极反应一般为溶液中的不活泼金属阳离子(如Ag+、Cu2+、Hg2+)得到电子生成相应的金属单质。
(2)电解质溶液中含强氧化性金属阳离子如Fe3+,此时正极反应一般是Fe3++e-=Fe2+,不能写为Fe3++3e-=Fe。
(3)电解质是非氧化性酸如稀盐酸、稀硫酸,此时正极反应为2H++2e-=H2↑。
(4)电解质是活泼金属的盐溶液,如NaCl、K2SO4、NaNO3等,此时应由溶液中的O2得电子,而不是水中的H+得电子。
在原电池中,水中的H+很少得电子。
(5)电解质是氧化性酸如浓、稀硝酸。
此时,若是稀硝酸,正极反应为NO3—+3e-+4H+=NO ↑+2H2O;若是浓硝酸,正极反应为NO3—+e-+2H+=NO2↑+H2O。
(书写时,得电子数目=化合价降低的值×原子个数;抓住O守恒,多余的O结合H+变成水)2. 燃料电池燃料电池本质依然是个原电池,负极是燃料,正极一般是氧气或者空气。
原电池工作原理
原电池工作原理各位读友大家好,此文档由网络收集而来,欢迎您下载,谢谢1.原电池工作原理口诀:原电池分两极;负极氧化正还原;电子由负流向正;阳向正阴向负。
2.钢铁电化学腐蚀的正负极反应:正极:O2+4e-+2H2O===4OH-;负极:Fe-2e-===Fe2+。
3.氢氧燃料电池的电极反应:负极:2H2-4e-+4OH-===4H2O;正极:O2+4e-+2H2O===4OH-。
化学电源1.原理及优点化学电源依据2.常见化学电源一次电池:Zn+2NH4Cl+2MnO2===Zn2Cl2+2MnO,负极:;正极:,电解质溶液:NH4Cl等。
二次电池:放电①银锌纽扣电池:Zn+Ag2O+H2O 充电Zn2+2Ag,负极:;正极:;电解质溶液:KOH。
②铅蓄电池:放电Pb+PbO2+2H2SO4充电2PbSO4+2H2O,负极:;正极:;电解质溶液燃料电池:①氢氧燃料电池:2H2+O2===2H2O负极:失电子;正极:得电子;电解质溶液:氢氧化钾或稀硫酸。
②甲醇—空气燃料电池:2CH3OH +O2+4OH===2CO23+6H2O --负极:失电子;正极:得电子;电解质溶液:KOH。
原电池应用加快化学反应速率:①分析:构成原电池,加快了电子转移,加快了化学反应速率。
②实例:实验室用Zn和稀H2SO4反应制H2,常用粗锌,它产生H2的速率快。
原因是粗锌中的杂质和锌、稀H2SO4的溶液形成原电池,加快了锌的腐蚀,使产生H2的速率加快。
比较金属的活动性强弱:①分析:原电池中,一般活动性强的金属为负极,活动性弱的金属为正极。
②实例:有两种金属A和B,用导线连接后插入到稀硫酸中,观察到A极溶解,B极上有气泡产生,由原电池原理可知,金属活动性A>B。
金属材料的防护:①分析:将被保护金属设计成原电池的正极。
②实例:轮船在海里航行时,为了保护轮船不被腐蚀,可以在轮船上焊上一些活泼性比铁更强的金属,如Zn,这样构成的原电池Zn为负极,而Fe为正极,从而防止了铁的腐蚀。
高一化学原电池电极反应式的书写
原电池中电极反应式的书写一、原电池中电极反应式的书写1、先确定原电池的正负极,列出正负极上的反应物质,并标出相同数目电子的得失。
2、注意负极反应生成的阳离子与电解质溶液中的阴离子是否共存。
若不共存,则该电解质溶液中的阴离子应写入负极反应式;若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则水必须写入正极反应式中,且O2生成OH-,若电解质溶液为酸性,则H+必须写入正极反应式中,O2生成水。
3、正负极反应式相加得到电池反应的总反应式。
若已知电池反应的总反应式,可先写出较易书写的电极反应式,然后在电子守恒的基础上,总反应式减去较易写出的电极反应式,即得到较难写出的电极反应式。
例1、有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为作为某种心脏病人的心脏起搏器的能源。
它依靠跟人体内体液中含有一定浓度的溶解氧、H+和Zn2+进行工作,试写出该电池的两极反应式。
解析:金属铂是相对惰性的,金属锌是相对活泼的,所以锌是负极,Zn失电子成为Zn2+,而不是ZnO或Zn(OH)2,因为题目已告诉H+参与作用。
正极上O2得电子成为负二价氧,在H+作用下肯定不是O2-、OH-等形式,而只能是产物水,体液内的H+得电子生成H2似乎不可能。
故发生以下电极反应:负极:2Zn-4e-= 2Zn2+,正极:O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 。
例2、用金属铂片插入KOH溶液中作电极,在两极上分别通入甲烷和氧气,形成甲烷—氧气燃料电池,该电池反应的离子方程式为:CH4+2O2+2OH-=CO32-+3H2O,试写出该电池的两极反应式。
解析:从总反应式看,O2得电子参与正极反应,在强碱性溶液中,O2得电子生成OH-,故正极反应式为:2O2+4H2O+8e- =8OH-。
负极上的反应式则可用总反应式减去正极反应式〔电子守恒〕得CH4+10OH--8e-= CO32-+7H2O。
二、电解池中电极反应式的书写1、首先看阳极材料,如果阳极是活泼电极〔金属活动顺序表Ag以前〕,则应是阳极失电子,阳极不断溶解,溶液中的阴离子不能失电子。
高中常见的原电池(化学电源)电极反应式的书写
常见的原电池(化学电源)电极反应式班级:姓名:座号:一次电池1、伏打电池:(负极—Zn、正极—Cu、电解液—H2SO4)负极:正极:总反应方程式(离子方程式)Zn + 2H+ == H2↑+ Zn2+2、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液H2CO3 弱酸性)负极:正极:总反应方程式(离子方程式)Fe+2H+==H2↑+Fe2+ (析氢腐蚀)3、铁碳电池:(负极—Fe、正极—C、电解液中性或碱性)负极:正极:化学方程式2Fe+O2+2H2O==2Fe(OH)2 (吸氧腐蚀)4Fe(OH)2+O2+2H2O==4Fe(OH)3 2Fe(OH)3==Fe2O3 +3 H2O (铁锈的生成过程) 4、镁---铝电池(负极--Al、正极--Mg 电解液KOH)负极(Al):正极(Mg):化学方程式:2Al + 2OH–+ 2H2O =2AlO2–—+ 3H25、碱性锌锰干电池:(负极—Zn、正极—C、电解液KOH 、MnO2的糊状物)负极:正极:化学方程式Zn +MnO2 +H2O == ZnO + Mn(OH)26、银锌电池:(负极—Zn、正极--Ag2O、电解液NaOH )负极:正极:化学方程式Zn + Ag2O + H2O == Zn(OH)2 + 2Ag二次电池(又叫蓄电池或充电电池)1、铅蓄电池:(负极—Pb 正极—PbO2 电解液—浓硫酸)放电时负极:正极:充电时阴极:阳极:总化学方程式Pb+PbO2 + 2H2SO4放电2PbSO4+2H2O2、镍--镉电池(负极--Cd、正极—NiOOH、电解质溶液为KOH溶液)放电时负极:正极:充电时阴极:阳极:总化学方程式Cd + 2NiOOH + 2H2O放电Cd(OH)2 + 2Ni(OH)23、锂电池二型(负极LiC6、正极含锂的二氧化钴LiCoO2、充电时LiCoO2中Li被氧化,Li+还原以Li原子形式嵌入电池负极材料碳C6中,以LiC6表示)放电时负极: LiC6 – xe- =Li(1-x)C6 + x Li+ (氧化反应)正极:Li(1-x)CoO2 + xe- + x Li+ == LiCoO2(还原反应)充电时阴极:Li(1-x)C6 + x Li+ + xe- =LiC6(还原反应)阳极:LiCoO2 – xe-=Li(1-x)CoO2 + x Li+(氧化反应)总反应方程式Li(1-x)CoO2 + LiC6 放电LiCoO2 + Li(1-x)C6燃料电池根据题意叙述书写常见于燃料电池,由于燃料电池的优点较多,成为了近年高考的方向。
1第5讲 原电池、电解池原理与电极反应方程式
第5讲原电池、电解池原理与电极反应方程式一、原电池的工作原理1.概念:原电池是把化学能转化为电能的装置。
2.一般构成条件:①自发进行的氧化还原反应。
②两个电极(一极反应或两极都不反应)。
③电解质溶液(构成回路或参与反应)。
④形成闭合回路(导线连接或两极接触)。
例1.在下图的8个装置中,属于原电池的是哪几个?【答案】④⑥⑦3.电极名称及电极反应。
负极:金属较活泼,失去电子,电子流出,发生氧化反应。
正极:金属较不活泼,得到电子,电子流入,发生还原反应。
举例:铜锌原电池材料电极反应电极现象正极Cu 2H++2e-=H2↑有气体产生负极Zn Zn-2e-=Zn2+锌棒变细总离子反应式Zn+2H+=Zn2+ +H2↑总化学反应式Zn+H2SO4=ZnSO4 +H2↑闭合回路中电子从Zn 到Cu ,电流从Cu 到Zn ;电解质溶液中:阴离子(SO42-)移向Zn 极,阳离子(H+)移向Cu 极。
例2.在如图所示的铜锌原电池中:Zn为负极,Cu为正极;负极上发生氧化反应,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+,正极上发生还原反应,电极反应式为Cu2++2e-=Cu ;电子流出的极是Zn 极,电子流入的极是Cu 极;电流方向由Cu到Zn 。
盐桥中的盐溶液是KCl溶液,其作用为提供定向移动的阴、阳离子。
盐桥中的Cl-会移向ZnSO4溶液,K+移向CuSO4溶液,使ZnSO4溶液和CuSO4溶液均保持电中性。
该原电池工作一段时间后,两电极的质量将会Zn极减小,Cu极增加。
4.设计原电池:例3.铁及铁的化合物应用广泛,如FeCl3可用作催化剂、印刷电路铜板腐蚀剂和外伤止血剂等。
(1)写出FeCl3溶液腐蚀印刷电路铜板的离子方程式。
(2)若将(1)中的反应设计成原电池,请画出装置图,标出正、负极,并写出电极反应式。
负极反应:正极反应:【答案】(1)2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+(2)负极反应:Cu-2e-=Cu2+正极反应:2Fe3++2e-=2Fe2+5.原电池正负极的判断及电极方程式的书写用双线桥分析氧化还原反应,失电子的是负极,得电子的是正极。
各类原电池与电极反应式汇总
各类原电池与电极反应式汇总原电池种类负极材料正极材料电解质溶液负极反应式正极反应式总反应方程式一次电池锌-锰干电池锌筒石墨糊状的NH4ClZn-2e-=Zn2+2NH4+ +2e-=2NH3+H22Zn+4NH4Cl+4Mn[Zn(NH3)4]Cl2+ZnC碱性锌锰电池锌筒MnO2KOH溶液Zn + 2OH--2e-=Zn(OH)2MnO2+H2O+e-=MnO(OH)+OH -Zn+2MnO2+2H2OMnO(OH)+Zn(O蓄电池铅蓄电池铅二氧化铅硫酸溶液Pb+SO42--2e-=PbSO4PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2OPbO2+Pb+2H2SO2PbSO4+2H2O银锌蓄电池锌氧化银氢氧化钾溶液Zn+20H--2e-=ZnO+H2OAg2O+H20+2e-=2Ag+20H-Zn+Ag2O=ZnO+镉镍电池镉氢氧化镍氢氧化钾Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2NiO2+2H2O+2e-=Ni(OH)2+2OH-Cd+NiO2+H2O=Ni(OH)2+Cd(OH锂亚硫酰氯电池锂8Li-8e-=8Li+SOCl2+8e-=SO32-+6Cl-+2S8Li+3SOCl2=6Li燃料电池熔融碳酸盐燃料电池多孔陶瓷金属熔融态碳酸盐2H2+2CO32-=2CO2+2H2O+4e-O2+ 2CO2+ 4e-=2CO32-O2+2H2 = 2H2O原电池电极反应配平方法:1.相减法(正极反应+负极反应=总反应):通过写出总反应和已知的电极反应,之后使电极反应的电荷数与总反应相同,最后相减可得到另一极的反应式。
总反应:4NH3+O2=2N2H4=2H20 转移电荷数为4e已知电极反应:正极 O2+4e+2H2O=4OH- 转移电荷数为4e相减得到负极反应式:4NH3-4e-2H2O=2N2H4+2H2O-4OH- 移向即可 4NH3-4e+4OH-=2N2H4+4H2O注意:1.已知电极反应的电荷数要和总反应相同。
电解原理
练习:如果要在某铁制品表面镀上一层银,请 你选择合适的电极材料和电镀液,并写出电极 反应方程式。 阴极——某铁制品 阳极——金 阴极:Ag++e-=Ag
《谋行天下》143-145页例题
例:在50mL 0.2mol/L的硫酸铜溶液中插入两个电 极,通电电解(不考虑水分蒸发),则: ⑴若两极均为铜片,试说明电解过程中溶液溶 质浓度将怎样变化 不变 。 ⑵若阳极为纯锌,阴极为铜片,阳极反应式是 Zn -2e-=Zn2+ ⑶如果两极均为铜片且不考虑H+在阴极上放电 当电路中有0.04mol电子通过时,阴极增重 1.28 g, 阴极上的电极反应式是 Cu2+ +2e-=Cu 。
1. Na2SO4溶液、H2SO4溶液、NaOH溶液 2.盐酸、CuCl2溶液 3、AgNO3溶液、CuSO4溶液 4. NaCl溶液
3.电解质溶液用惰性电极电解的规律小结:
举 例 电解 类型 物质类别 含氧酸 强碱 活泼金属的 含氧酸盐 无氧酸 不活泼金属 的无氧酸盐 活泼金属的 无氧酸盐 不活泼金属 的含氧酸盐 电极反应 溶液pH 溶液复 变化 原方法
增大 增大
HCl
CuCl2
NaCl CuSO4
增大 HCl 减小 CuO
7.电极反应书写规律:
• 分析电解质溶液中存在的离子; • 分析阳极电极金属; • 比较阳离子与氢离子氧化性,谁强谁先放 电,阴离子与氢氧根离子还原性(电极失 电子); • 合并写出化学方程式。
例1:某溶液中含有两种溶质NaCl和H2SO4,它们的物质 的量之比为3:1,用石墨做电极电解该混合溶液时,根 据电极产物,可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是 ( )
《导学与评价》147-148页
条件
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正极: 2++2e- =Cu Cu ZnSO4溶液 CuSO4溶液 锌半电池 铜半电池 总反应: Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu
知识小结
二. 有盐桥的原电池: 1、盐桥的成分: 通常装有含KCl饱和溶液的琼脂 Cl-移向负极,K+移向正极 (使烧杯中的溶液呈电中性)
2、盐桥的作用: 勾通内电路; 平衡电荷,使溶液呈电中性 3、工作原理:
(3)外电路中的电子是从 X 电极 流向 Ag 电极。
某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作 用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果如下: 试根据上表中的实验现象回答下列问题: 编号 电极材料 电解质溶液 电流计指针偏转方向 1 2 3 4 5 Mg、Al Al、Cu Al、石墨 Mg、Al Al、Zn 稀盐酸 稀盐酸 稀盐酸 NaOH 浓硝酸 偏向Al 偏向Cu 偏向石墨 偏向Mg 偏向Al
第四章 电化学基础
第一节 原电池
一、原电池:
将化学能转化为电能的装置
思考:在如下图所示的8个装置中, ④⑥⑦ 属于原电池的有____ 。
1、原电池的构成条件:
①能自发进行氧化还原反应(本质)
②两个活泼性不同的电极 ③有电解质溶液 ④形成闭合回路
原电池工作原理
Zn-
Cu
Zn2+
改进措施?
将锌片与硫酸铜溶液隔离
ZnSO4溶液 CuSO4溶液
1.烧杯中加什么溶液? 不与锌反应的溶液,一般加金属对应的 盐溶液。 2、上述装置构成原电池了吗?为什么? 3、怎样才能构成原电池呢?
盐桥中通常装有含KCl饱和溶液的琼脂
K+和Cl-在盐桥中能移动
盐桥的作用:1.勾通内电路 2.平衡电荷,使溶液呈电中性
铜半电池 Cu + 2Ag + = Cu2+ + 2Ag
银半电池
知识递进
A
Fe
A
优点: 1.有效避免了电极材料与电解质溶液的直接反应, 增加了原电池的使用寿命 2.离子在盐桥中作定向移动,减少了离子的混乱, 使离子移动更加有序,电流持续稳定 , 提高了原电池的使用效率
CuSO4 溶液
补:特殊原电池:
负极: 正极: 总反应:
Zn-2e- =Zn2+ 氧化反应
Cu2++2e- =Cu 还原反应 Zn + Cu2+= Zn2+ + Cu
问题解决
铜银原电池(盐桥)
Cu 电极反应: 负极: Cu - 2e- = Cu2+ 正极: 2Ag + +2e- =2Ag 总反应:
盐桥
Ag
CuSO4溶液
AgNO3溶液
提出问题: 左图是原电池,如果用 它做电源,不但效率低, 而且时间稍长电流就很 快减弱,因此不适合实 际应用。这是什么原因 造成的呢?有没有 什么改进措施?
造成的主要原因:由于锌片与硫酸铜溶液直 接接触,在反应一段时间后,难以避免溶液 中有铜离子在锌片表面直接还原,一旦有少 量的铜在锌片表面析出,即在负极(锌)表 面也构成了原电池,进一步加速铜在负极锌 表面析出,致使向外输出的电流强度减弱。 当锌片表面完全被铜覆盖后,不再构成原 电池了,也就没有电流在产生。
分别浸入等浓度盐酸中,D比A反应剧烈,将Cu B 、D) 4 、下列化学反应有可能设计成原电池的是( (3) (4) (2) (1) 间后腐蚀速率由慢到快的顺序是 浸入B的盐溶液中,无明显变化,如果把铜浸入C 的盐溶液中,有金属 C析出,据此判断它们的活 A、CaCO3 + 2HCl CaCl2+CO2+H2O 泼性由强到弱的顺序是( B ) BD、C、A、B 、Cu+2FeCl3 CuCl 2+2FeCl2 A. B.D、A、B、C C.D、B、A、C C、Na SO +2H SO D.B、A、D、C Na SO +SO +H O
⑴实验1、2中 Al所作的电极是否相同?
⑵写出实验3中的电极反应式和电池总反应方程式
某高二化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作 用,设计并进行了以下一系列实验,实验结果如下: 试根据上表中的实验现象回答下列问题: 编号 电极材料 电解质溶液 电流计指针偏转方向 1 2 Mg、Al Al、Cu 稀盐酸 稀盐酸 偏向Al 偏向Cu
根据溶液中离子移动的方向
巩固 练习1
Al
石墨
稀硫酸 (1)说明反应的现象; (2)判断正负极; (3)写出电极反应式; (4)写出总反应的离子方程式和化学方程式。
巩固 练习2
Fe
Mg
稀硫酸 (1)说明反应的现象; (2)判断正负极; (3)写出电极反应式; (4)写出总反应的离子方程式和化学方程式。
电流:正极
正负极的判断方法(优化设计)
根据电 子或电 流流向
电子流出或电流流入的一极 电子流入或电流流出的一极
较活泼的一极 较不活泼的一极 发生氧化反应的极 发生还原反应的极
根据电极材料
—负极 —正极 —负极 —正极
—负极 —正极
根据原电池电极 发生的反应
根据电极反应现象
—负极 溶解或减轻的一极 增重或放出气泡的一极 —正极 阴离子移向的一极 —负极 阳离子移向的一极 —正极
3 4 5
Al、石墨 稀盐酸 Mg、Al NaOH Al、Zn 浓硝酸
偏向石墨 偏向Mg 偏向Al
⑶实验4中 Al做正极还是做负极,为什么?写出Al电极的电 ⑷解释实验5中电流计指针偏向Al的原因? ⑸根据实验结果总结:在原电池中金属铝作正极还是作 负极受到哪些因素的影响。
化学电源(见课本)
碱性电池具有容量大、放电电流大的特点,故得到广泛 应用.锌-锰碱性电池以氢氧化钾溶液为电解液,电池 总反应式为:Zn(s)+2MnO2(s)+2H2O(l)═Zn(OH) ) C 2(s)+MnOOH(s),下列说法错误的是(
金棚架上均匀涂上膏状的PbSO4,干燥后再 安装,充电后即可使用,发生的反应是: 2PbSO4+2H2O≒PbO2+Pb+2H2SO4,下列对铅蓄 电池的说法错误的是( ) A A.需要定期补充硫酸 B.工作时铅是负极,PbO2是正极 C.工作时负极上发生的反应是: Pb-2e-+SO42-=PbSO4 D.工作时电解质的密度减小
A.电池工作时,锌失去电子 B.电池正极的电极反应式为:
2MnO2(s)+2H2O(l)+2e- =2MnOOH(s)+2OH-(aq)
C.电池工作时,电子由正极通过外电路流向负
极 D.外电路中每通过O.2mol电子,锌的质量理论 上减小6.5g
生产铅蓄电池时,在两极板上的铅、锑合
理论上能自发进行的氧化还原反应都可以设计成原电池。
4、构成闭合回路
思考与交流
请根据反应:Zn + CuSO4 = ZnSO4 + Cu设计一个原电池
正极
负极
装置图
电解质溶液
电极材料 电极反应
拓展加深:利用反应Cu+2FeCl3=2FeCl2+CuCl2 , 设计一个单液原电池,一个双液原电池(使用盐 桥),画出原电池的示意图,并写出电极反应。
Al Mg
NaOH
补:特殊原电池:
Fe或Al Cu
浓HNO3
补:特殊原电池:(钢铁的腐蚀再讲)
Fe
Cu 空气
NaCl溶液
三、原电池原理的应用
1、加快氧化还原反应的速率 1、将等质量的两份锌粉a、b分别加入过量的稀 2、比较金属活动性强弱 硫酸,同时向 a、 中加少量 CuSO4溶液,下列各图 2 、有 A 、 B 、 C D 四种金属,将 A与B用导线联 3、金属腐蚀快慢比较及金属的保护 中产生氢气的体积 V中, L与时间 t min的关系,正确 结起来浸入稀 H2SO B 极产生气泡,将 A、D 4 4、设计电池、寻求和制造化学电源 A) 的是( 3、下列装置中四块相同的 Zn片,放置一段时
参考答案
(-)
G
(+)
Cu
G
Pt
FeCl3 溶液
Cu
(-)
盐桥
(+)
C
CuCl2溶液
FeCl3溶液
负极(Cu):Cu-2e-=Cu2+(氧化反应) 正极(Pt或C):2Fe3++2e-=2Fe2+(还原反应)
(高考真题)依据氧化还原反应: 2Ag+(aq) + Cu(s) == Cu2+(aq) + 2Ag(s) 设计的原电池如图所示,请回答下列问题: (1)电极X的材料是 Cu ; 电解质溶液Y是 AgNO3 ; (2)银电极为电池的 正 极, 发生的电极反应为 2Ag+ + 2e- = 2 Ag X电极上发生的电极反应为 Cu – 2e- = Cu2+ ;
盐桥工作示意图
K+ K+ Cl- K+ - Cl - Cl K+ Cl- K+
Cl-
- K+ - Cl + K + Cl K Cl-
K+ - Cl Cl-K+ K+ Cl-
Cl-K+
e- e- Zn
Zn2+ SO42-
Cu Cu2+ SO42-
锌铜原电池(盐桥)
Zn 盐桥
Cu 电极反应: 负极: Zn-2e- =Zn2+
一种甲醇、氧气作电极,强碱溶液作电解质的新 型手机电池,可连续使用一个月,其电 池反应为 2CH3OH+3O2+4OH- ≒ 2CO32-+6H2O,则有关说 法正确的是( B )