高二化学原电池知识点总结

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高二化学原电池知识点总结

高二化学原电池知识点总结

高二化学原电池知识点总结
1. 原电池是一种将化学能直接转换为电能的设备,它由正极、负极和电解质三部分组成。

2. 正极是氧化剂,负极是还原剂,电解质则作为离子输送的媒介。

3. 原电池的电动势(电压)是由正负极化学势差产生的,通常用标准电位表示。

4. 原电池的电动势可以通过改变反应温度、浓度、气压等条件来调节。

5. 最常见的原电池是干电池和碱性电池,分别用于小功率设备和大功率设备。

6. 要正确使用和处理原电池,应注意不要短路、避免过度充电和过度放电。

7. 原电池中的化学反应是不可逆反应,因此其电能不能全部转化为化学能。

而反应产物的积累则会影响电池的工作性能。

8. 如果两个原电池串联,电动势和内阻会相加,电流则会相同;如果并联,则电流和内阻会相加,电动势则会相同。

高中化学原电池知识点归纳

高中化学原电池知识点归纳

高中化学原电池知识点归纳原电池是指在化学反应中产生电场和电势差,利用化学能转化为电能的一类电池。

原电池的基本特点是,所产生的电能依靠化学反应而非外界能源,因此具有自主性。

下面将介绍原电池的知识点。

1. 原电池的构成原电池由两种不同金属和一种离子溶解物组成。

其中,一种金属作为负极,另一种金属则作为正极,溶解物则是电解质。

另外还有一种被称作“盐桥”的物质,可以将电池内部的溶液连结起来,使其处于电中性状态。

2. 电解质电解质是指能支持正离子和负离子之间的化学反应,并与电子交换的物质。

在原电池中,电解质经过电解作用后将被氧化或还原,从而释放或吸收电子,最终导致电荷分离和电势差的产生。

3. 电动势电动势是指原电池在不连接外部电路时所能够产生的电势差。

在原电池中,电荷得以沿着电场线进行传递,而电电势则表示这些电荷在经过电路时所能够产生的功率与所消耗的能量之比。

这比值就是电势差。

4. 极性反转在某些原电池中,可能会出现极性反转的情况。

这是由于在电池反应中,正负极上生成的电荷有可能会被再次还原或氧化,从而导致原来的电势差发生逆转。

5. 电极反应在原电池中,电极反应是化学反应的本质。

它是指在电极表面,金属和离子之间发生的化学变化。

对于不同的原电池,电极反应也各不相同。

6. 阻滞电池当原电池中的一种电极和电解质发生反应时,有可能会形成一些难以传递的物质,从而影响电池的正常运行。

这种情况下,电池无法提供足够的电流,被称为阻滞电池。

7. 废旧电池的回收废旧电池中所含有的金属和化学物质对环境和人类健康都有一定的危害。

因此,对于废旧电池的回收和处理是必要的。

一般情况下,回收废旧电池的方法包括物理分拣、化学处理、电化学处理等。

总而言之,原电池是一种在化学反应中产生电场和电势差的电池,具有自主性。

它由两种不同金属和一种电解质组成,通过电极反应来产生电能。

废旧电池的回收和处理是非常重要的。

高考原电池相关知识点

高考原电池相关知识点

高考原电池相关知识点高考是每个学生的重要里程碑,而化学作为其中的一门科目,也是高考中不可或缺的一部分。

在高考化学中,有一项常见且重要的考点就是关于原电池的知识。

原电池是一种将化学能转化为电能的装置,广泛应用于各个领域。

接下来,我们将会介绍一些与高考相关的原电池知识点。

一、原电池的基本概念原电池又被称为化学电池,指利用化学反应产生电能的装置。

它由两个半电池构成,其中一个半电池为负极或阴极,另一个半电池为正极或阳极。

这两个半电池通过导电物质连接起来,并通过电解质溶液传递离子,完成电流的流动。

二、原电池的电化学方程式高考中常见的原电池种类有锌-铜电池、铝-铜电池、镉-镍电池等。

这些不同种类的原电池中,化学反应代表了正极和负极的电极反应。

以锌-铜电池为例,其电化学方程式为:Zn(s)+ Cu2+(aq)→ Zn2+(aq)+ Cu(s)在此电池中,锌极溶解产生锌离子,并释放出电子,电子从锌极流向铜极,沿外部电路完成电流的传输。

而在铜极,铜离子被还原沉积,恢复为固体铜。

三、原电池的标准电动势高考中,常常需要求解不同原电池的标准电动势。

标准电动势是指在标准状态下,正极和负极连接时的电动势差,可以通过实验测量或间接计算得出。

标准电动势的数值在化学参考书中有详细的数据表格,学生们可以通过查表获取。

在计算不同原电池的标准电动势时,需要注意各种电池的化学反应方程式和相应的电动势。

四、原电池的电池方程式在化学电池中,离子的传输是通过电解质溶液完成的。

电解质溶液中的离子在反应中扮演了重要的角色。

在高考中,也会涉及到求解不同种类原电池的电池方程式。

电池方程式是指原电池中正极和负极的反应方程式,并且其中应符合电子守恒和离子守恒的原则。

五、原电池的工作原理原电池通过化学反应将化学能转化为电能,其工作原理是电池内外原子的电荷重新分布。

正极发生氧化反应,负极发生还原反应,使得正负极间形成电势差。

这个电势差越大,则原电池储存和释放的电能也就越多。

原电池知识点总结2024

原电池知识点总结2024

原电池知识点总结(二)引言:电池是一种将化学能转化为电能的设备,广泛应用于日常生活和工业领域。

在本文中,我们将进一步探讨原电池的知识点,包括电池的工作原理、种类和应用等方面。

概述:原电池是指利用化学反应中直接释放出的电能来提供电流的电池。

与其他电池相比,原电池具有较高的能量密度、较长的使用寿命和较低的成本,因此在许多领域得到广泛应用。

正文内容:一、原电池的工作原理1.化学反应:原电池的工作原理是基于化学反应,其中发生一种化学反应,通过这种反应产生电能。

2.电解质:原电池中的电解质是促进化学反应的重要组成部分,它可以增加反应速率并提高电池的效率。

3.电极:原电池由正极(阳极)和负极(阴极)组成,其中正极是化学反应发生的地方,负极是电子流入的地方。

二、原电池的种类1.碱性电池:碱性电池是原电池中最常见的一种,它使用碱性电解质,如氢氧化钠或氢氧化钾,并使用氢氧化银作为阳极。

2.酸性电池:酸性电池使用酸性电解质,如硫酸或盐酸,并使用金属作为负极和阳极。

3.锂离子电池:锂离子电池是一种常见的可充电原电池,它使用锂离子作为电荷传递剂。

三、原电池的应用1.电子产品:原电池广泛应用于各类电子产品,如手持设备、计算机和摄像机等。

它们提供了便携式能源,使这些设备可以在没有外部电源的情况下工作。

2.交通工具:一些低功率的交通工具,如电动自行车和电动汽车,也使用了原电池。

这些电池提供了高能量密度和长时间的续航能力。

3.太阳能储能:原电池可用于太阳能系统中的能量储存,将太阳能转化为电能并储存起来供后续使用。

4.医疗设备:医疗设备如心脏起搏器和听觉设备等,通常使用原电池作为电源,以提供持久且可靠的能量供应。

5.应急设备:原电池还广泛应用于各类应急设备,如防灾电源和便携式手电筒,以备不时之需。

总结:原电池是一种通过化学反应产生电能的设备,具有高能量密度、长使用寿命和较低成本的特点。

它们的工作原理基于化学反应,关键组成部分包括电解质和电极。

高二选修四化学电池知识点

高二选修四化学电池知识点

高二选修四化学电池知识点化学电池是将化学能转化为电能的装置,广泛应用于日常生活和工业生产中。

在高二选修四中学习化学电池的知识点,将对我们更深入地了解电池的原理和应用起到重要作用。

一、化学电池的概念与构成1. 化学电池的概念化学电池是由两个电极和电解质溶液所组成的装置,它能够通过一种化学反应将化学能转化为电能。

2. 化学电池的构成化学电池由两个电极和一个电解质溶液构成。

其中,两个电极分别是阳极和阴极,电解质溶液则是连接两个电极的介质。

二、电极反应与标准电动势1. 电极反应电极反应是在电极上发生的化学反应,它是化学电池发生电流的基础。

在电池中,阳极产生氧化反应,阴极产生还原反应。

2. 标准电动势标准电动势是指在标准状况下,电池产生的电动势大小。

它反映了化学电池中化学反应的强弱程度。

标准电动势可以用来比较不同电池的强弱。

三、电池的工作原理1. 电池的工作原理电池内部的化学反应产生的电流是通过电解质溶液中的离子传递而实现的。

在化学反应中,阳极产生的离子向电解质中释放电子,形成阴离子;而阴极产生的离子则会从电解质中吸收电子,形成阳离子。

这种离子的传递形成了电流。

2. 闭路条件和方向在闭路条件下,电池内部的电流会从阴极流向阳极。

这是因为电子从阴极流向阳极,在外电路中完成电流的传输。

四、常见的化学电池类型1. 干电池干电池是一种常见的化学电池,它使用固态电解质,并通过化学反应产生电能。

干电池通常用于小型便携电子设备,如手电筒、遥控器等。

2. 燃料电池燃料电池利用氢气等燃料与氧气进行反应来产生电能。

燃料电池不断地供应燃料和氧气,因此具有更长的使用寿命,被广泛应用于汽车和能源领域。

3. 铅蓄电池铅蓄电池是一种常见的可充电电池,通常用于汽车、UPS等场合。

它通过将化学反应逆向进行充电,将电能转化为化学能,以实现储能和再利用。

五、电池的应用领域1. 日常生活中的应用电池在日常生活中有着广泛的应用,如手电筒、手机、手表、遥控器等,为我们的生活提供了便利。

高中化学原电池知识点归纳

高中化学原电池知识点归纳

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。

高二化学电源原电池知识点

高二化学电源原电池知识点

高二化学电源原电池知识点化学电源是指通过化学反应产生电流的装置,也被称为电池。

电池是现代社会中广泛应用的电能源,广泛应用于手机、电脑、手表等电子设备中。

在高中化学学习中,电源原电池是一个重要的知识点,本文将介绍与高二化学电源原电池相关的几个知识点。

1. 原电池的定义与组成原电池是由两种不同金属通过电解质连接而成的电池。

由于两种金属的化学性质不同,金属中的自由电子在电解质的影响下产生移动,形成电流。

原电池由金属片和电解质构成,其中金属片又分为原电极正极和原电极负极。

2. 原电池的工作原理原电池工作时,正极金属发生氧化反应,负极金属发生还原反应。

正极金属的电子被氧化成离子,并释放出电子。

这些电子通过外部电路流向负极金属,与负极金属中的离子发生还原反应。

整个过程中,金属通过电解质的传导使电子流动,从而产生电流。

3. 原电池的电动势和方向原电池的电动势是指原电池正极和负极之间的电势差,通常用E表示。

电动势决定了原电池的产生电流的能力,单位是伏特(V)。

电动势的方向与电流方向相同,即电流从正极流向负极。

4. 原电池的浓差电池和金属电池原电池可以分为浓差电池和金属电池两种类型。

浓差电池是利用电解质浓度差异产生电动势的电池,常见的浓差电池有酸浓差电池和氧化还原浓差电池。

金属电池是利用金属之间的氧化还原反应产生电动势的电池,例如铜锌电池和锂离子电池。

5. 原电池的电化学符号表示法为了简化原电池的表示,人们采用了电化学符号表示法。

以锌铜电池为例,锌作为负极金属被表示为Zn,铜作为正极金属表示为Cu,二者之间的电解质用“||”表示。

锌铜电池的符号表示为Zn | | Cu。

这种表示法能够清晰地表达原电池的组成和连接方式。

6. 原电池的电化学实验在化学实验中,可以通过原电池进行一些实验,例如测量电动势、观察金属溶解和析出等现象。

通过电化学实验可以验证原电池的工作原理和电动势的大小,进一步加深对原电池的理解。

7. 原电池的应用原电池是一种常见的电源装置,在日常生活和工业生产中都有广泛应用。

高二化学原电池知识点总结

高二化学原电池知识点总结

原电池知识点归纳小结一、原电池1、原电池的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,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;➢原电池的构成条件有三个: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;2两电极必须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;只要具备以上三个条件就可构成原电池;而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化还原反应;也就是说,化学电源必须是原电池,但原电池不一定都能做化学电池;4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须能导电—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;➢原电池正负极判断: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2、电极反应方程式的书写正确书写电极反应式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;2标明电子的得失;3使质量守恒;电极反应式书写时注意:①负极反应生成物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该写入负极反应式;②若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则H2O必须写入正极反应式,且生成物为OH-;若电解液为酸性,则H+必须写入反应式中,生成物为H2O;③电极反应式的书写必须遵循离子方程式的书写要求;4正负极反应式相加得到电池反应的总的化学方程式;若能写出总反应式,可以减去较易写出的电极反应式,从而写出较难书写的电极方程式;注意相加减时电子得失数目要相等;负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在;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;正极:①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得电子;例:锌铜原电池中,电解液为HCl,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-;➢特殊情况:1、Mg-Al-NaOH,Al作负极;负极:Al-3e-+4OH- = AlO2-+2H2O;正极:2H2O+2e- = H2↑+2OH-2、Cu-Al-HNO3,Cu作负极;注意:Fe作负极时,氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+;肼N2H4和NH3的电池反应产物是H2O和N2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;➢pH变化规律a、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;b、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;3、原电池表示方法原电池的组成用图示表达,未免过于麻烦;为书写简便,原电池的装置常用方便而科学的符号来表示;其写法习惯上遵循如下几点规定:1. 一般把负极电池符号表示式的左边,正极写在电池符号表示式的右边;2. 以化学式表示电池中各物质的组成,溶液要标上活度或浓度mol/L,若为气体物质应注明其分压Pa,还应标明当时的温度;如不写出,则温度为298.15K,气体分压为101.325kPa,溶液浓度为1mol/L;3. 以符号“∣”表示不同物相之间的接界,用“‖”表示盐桥;同一相中的不同物质之间用“,”隔开;4. 非金属或气体不导电,因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半电池时,需外加惰性导体如铂或石墨等做电极导体;其中,惰性导体不参与电极反应,只起导电输送或接送电子的作用,故称为“惰性”电极;按上述规定,Cu-Zn原电池可用如下电池符号表示:-Zns∣Zn2+C‖Cu2+C∣Cus +理论上,任何氧化还原反应都可以设计成原电池,例如反应: Cl2+ 2I-═ 2Cl-+I2此反应可分解为两个半电池反应:负极:2I-═ I2+ 2e-氧化反应正极:Cl2+2e-═ 2Cl-还原反应该原电池的符号为:-Pt∣I2s∣I- C‖Cl- C∣Cl2PCL2 ∣Pt+二两类原电池腐蚀1、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.2、析氢腐蚀:在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气的腐蚀;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;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;析氢腐蚀定义金属在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气,这种腐蚀叫做析氢腐蚀;三、常用原电池方程式1.Cu─H2SO4─Zn原电池正极:2H++ 2e-→ H2↑ 负极:Zn - 2e-→ Zn2+总反应式:Zn + 2H+= Zn2++ H2↑ 2.Cu─FeCl3─C原电池正极:2Fe3++ 2e-→ 2Fe2+负极:Cu - 2e-→ Cu2+总反应式:2Fe3++ Cu =2Fe2++ Cu2+3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极:O2+2H2O+4e-→4OH-负极:2Fe-4e- →2Fe2+总反应式:2Fe + O2+ 2H2O == 2FeOH2 4.Al─NaOH─Mg原电池正极:6H2O + 6e- → 3H2↑ + 6OH- 负极:2Al - 6e- + 8OH- → 2AlO2- + 4H2O总反应式:2Al+2OH-+2H2O==2AlO2- + 3H2↑5.熔融碳酸盐燃料电池Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料:正极:O2+ 2CO2+ 4e- → 2CO32- 持续补充CO2气体负极:2CO + 2CO32- - 4e- → 4CO2总反应式:2CO + O2= 2CO2四、几种常见的电池化学电源1、一次电池干电池放电之后不能充电,内部的氧化还原反应是不可逆的;碱性锌锰电池构成:负极是锌,正极是MnO2,电解质是KOH负极:Zn+2OH--2e-=ZnOH2;正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-总反应式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+ZnOH22、二次电池①铅蓄电池放电电极反应:负极:Pbs+SO42-aq-2e-=PbSO4s;正极:PbO2s+4H+aq+SO42-aq+2e-=PbSO4s+2H2Ol总反应式:Pbs+PbO2s+2H2SO4aq=2PbSO4s+2H2Ol充电电极反应:阳极:PbSO4s+2H2Ol-2e-=PbO2s+4H+aq+SO42-aq;阴极:PbSO4s+2e-=Pbs+SO42-aq总反应:2PbSO4s+2H2Ol=Pbs+PbO2s+2H2SO4aq总反应方程式:Pb s+ PbO2s +2H2SO4aq 2PbSO4s +2H2Ol说明:a负极阴极正极阳极b电池的正负极分别和电源的正负极相连c各极的pH变化看各电极反应,电池的pH变化看电池总反应②镍一镉碱性蓄电池负极:Cd+2OH--2e-=CdOH2;正极:2NiOOH+2H2O+2e-=2NiOH2+2OH-总反应式:Cd +2NiOOH+2H2O 2NiOH2+ CdOH23、燃料电池电池电极反应酸性电解质碱性电解质氢氧燃料电池负极2H2-4e-=4H+2H2+4OH--4e-=4H2O 正极O2+4H++4e-=2H2O O2+2H2O+4e-=4OH-总反应2H2+O2=2H2O 2H2+O2=2H2O甲烷燃料电池负极CH4 + 2H2O-8e-=CO2 + 8H+CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O 正极2O2 + 8H+ + 8e-=4H2O 2O2+4H2O+8e-=8OH-总反应CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O甲醇燃料电池负极2CH3OH + 2H2O-12e-= 2CO2 + 12H+2CH3OH +16OH--12e-=2CO32-+12H2O 正极3O2 +12H+ +12e-=6H2O 3O2+6H2O+12e-=12OH-总反应2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O 2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O。

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原电池知识点归纳小结一、原电池1、原电池的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,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。

➢原电池的构成条件有三个:(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)两电极必须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。

只要具备以上三个条件就可构成原电池。

而化学电源因为要求可以提供持续而稳定的电流,所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外,还要求有自发进行的氧化还原反应。

也就是说,化学电源必须是原电池,但原电池不一定都能做化学电池。

(4)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(非金属必须能导电)—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。

➢原电池正负极判断: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2、电极反应方程式的书写正确书写电极反应式(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。

(2)标明电子的得失。

(3)使质量守恒。

电极反应式书写时注意:①负极反应生成物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该写入负极反应式;②若正极上的反应物质是O2,且电解质溶液为中性或碱性,则H2O必须写入正极反应式,且生成物为OH-;若电解液为酸性,则H+必须写入反应式中,生成物为H2O。

③电极反应式的书写必须遵循离子方程式的书写要求。

(4)正负极反应式相加得到电池反应的总的化学方程式。

若能写出总反应式,可以减去较易写出的电极反应式,从而写出较难书写的电极方程式。

注意相加减时电子得失数目要相等。

负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液中大量存在。

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。

正极:①当负极材料能与电解液直接反应时,溶液中的阳离子得电子。

例:锌铜原电池中,电解液为HCl,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-。

➢特殊情况:1、Mg-Al-NaOH,Al作负极。

负极:Al-3e-+4OH- =AlO2-+2H2O;正极:2H2O+2e-= H2↑+2OH-2、Cu-Al-HNO3,Cu作负极。

注意:Fe作负极时,氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+;肼(N2H4)和NH3的电池反应产物是H2O和N2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。

➢pH变化规律a、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)。

b、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。

3、原电池表示方法原电池的组成用图示表达,未免过于麻烦。

为书写简便,原电池的装置常用方便而科学的符号来表示。

其写法习惯上遵循如下几点规定:1.一般把负极电池符号表示式的左边,正极写在电池符号表示式的右边。

2. 以化学式表示电池中各物质的组成,溶液要标上活度或浓度(mol/L),若为气体物质应注明其分压(P a),还应标明当时的温度。

如不写出,则温度为298.15K,气体分压为101.325kPa,溶液浓度为1mol/L。

3. 以符号“∣”表示不同物相之间的接界,用“‖”表示盐桥。

同一相中的不同物质之间用“,”隔开。

4. 非金属或气体不导电,因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化还原电对作半电池时,需外加惰性导体(如铂或石墨等)做电极导体。

其中,惰性导体不参与电极反应,只起导电(输送或接送电子)的作用,故称为“惰性”电极。

按上述规定,Cu-Zn原电池可用如下电池符号表示:(-)Zn(s)∣Zn2+(C)‖Cu2+(C)∣Cu(s)(+)理论上,任何氧化还原反应都可以设计成原电池,例如反应:Cl2+ 2I-═2Cl-+I2此反应可分解为两个半电池反应:负极:2I-═ I2+2e-(氧化反应) 正极:Cl2+2e-═2Cl-(还原反应)该原电池的符号为:(-)Pt∣I2(s)∣I- (C)‖Cl- (C)∣Cl2(PCL2) ∣Pt(+)二两类原电池腐蚀1、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.2、析氢腐蚀:在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气的腐蚀。

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。

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=H 2↑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。

析氢腐蚀定义金属在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气,这种腐蚀叫做析氢腐蚀。

三、常用原电池方程式1.Cu─H2SO4─Zn原电池正极:2H++2e-→ H2↑负极:Zn -2e-→ Zn2+总反应式: Zn +2H+=Zn2++H2↑2.Cu─FeCl3─C原电池正极:2Fe3++ 2e-→ 2Fe2+负极:Cu - 2e-→Cu2+总反应式: 2Fe3++ Cu=2Fe2+ + Cu2+3.钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀正极:O2+2H2O+4e-→4OH-负极:2Fe-4e-→2Fe2+总反应式:2Fe +O2+ 2H2O == 2Fe(O H)24.Al─NaOH─Mg原电池正极:6H2O + 6e-→ 3H2↑ + 6OH-负极:2Al - 6e- + 8OH- →2AlO2- + 4H2O总反应式:2Al+2OH-+2H2O==2AlO2- + 3H2↑5.熔融碳酸盐燃料电池(Li2CO3和Na2CO3熔融盐作电解液,CO作燃料):正极:O2+ 2CO2+4e-→2(CO3)2- (持续补充CO2气体) 负极:2CO + 2(CO3)2- - 4e-→ 4C O2总反应式:2CO +O2= 2CO2四、几种常见的电池(化学电源)1、一次电池(干电池)放电之后不能充电,内部的氧化还原反应是不可逆的。

碱性锌锰电池构成:负极是锌,正极是MnO2,电解质是KOH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)22、二次电池①铅蓄电池放电电极反应:负极:Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s);正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O(l)总反应式:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)充电电极反应:阳极:PbSO4(s)+2H2O(l)-2e-=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq);阴极:PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)总反应:2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)总反应方程式:Pb(s)+ PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l) 说明:a负极阴极正极阳极b电池的正负极分别和电源的正负极相连c各极的pH变化看各电极反应,电池的pH变化看电池总反应②镍一镉碱性蓄电池负极:Cd+2OH--2e-=Cd(OH)2;正极:2NiO(OH)+2H2O+2e-=2Ni(OH)2+2OH-总反应式:Cd+2NiO(OH)+2H2O2Ni(OH)2+ Cd(OH)23、燃料电池电池电极反应酸性电解质碱性电解质氢氧燃料负极2H2-4e-=4H+2H2+4OH--4e-=4H2O 正极O2+4H++4e-=2H2OO2+2H2O+4e-=4OH-。

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