电化学基础知识整理(1)
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电子和化学反应之间相互转化关系的学科,它在能源储存和转换、环境保护、生物医学等领域有着广泛的应用。
为了更好地理解和应用电化学,有必要对其基础知识点进行总结和掌握。
第一,电解质与离子溶解。
当电解质溶解在溶液中时,其分子会分解成离子,这个过程被称为电解质离解。
离解度是指电解质离解成离子的程度,它受到温度、浓度、溶剂性质和离子电荷等因素的影响。
第二,电池和电解槽。
电池是一种将化学能转化为电能的装置,它由两个不同的电极和浸泡在电解质中的电解槽组成。
在电池中,氧化还原反应的发生使得电子从负极流向正极,形成电流。
第三,标准氢电极和电位。
标准氢电极是电化学中的参考电极,它的电位被定义为零。
其他电极与标准氢电极的电位差被称为电极电势,用来描述电极的还原或氧化能力。
电极电势可以通过测量半电池的电动势得到,通过这种方法可以确定不同反应的相对活性。
第四,电解过程与析气。
在电解过程中,电流通过电解质溶液,引发溶液中的离子发生化学反应。
特别是在产生气体的情况下,溶液的体积会随着时间的推移而发生变化。
这种现象被称为析气,需要根据反应物的物质量和物理性质计算气体的生成量。
第五,伏安法和电化学计量。
伏安法是一种常用的电化学分析技术,它通过测量电流与电压之间的关系来确定溶液中的物质浓度。
电化学计量是利用电化学技术进行量化分析的方法,它可以用于测定溶液中的物质的浓度、判断反应的速率和反应机理等。
第六,电化学动力学和电化学反应速率。
电化学动力学研究电化学反应的速率、速率常数和反应机理等,它涉及到电荷传输、质量传输以及反应步骤的机理。
电化学反应速率取决于反应物的浓度、温度、电极材料和反应机理等因素。
以上是电化学的基础知识点的简要总结。
电化学作为一门重要的学科,为我们解决能源和环境等问题提供了新的思路和方法。
通过深入学习和掌握这些知识点,我们可以更好地理解电化学的原理和应用,为研究和开发新的电化学技术提供了基础。
电化学基础知识点(大全)
【知识点】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 负极 铜锌原电池 正极 还原反应反应原理:Zn-2e -=Zn 2+ 2H ++2e -=2H 2↑电解质溶液电极反应: 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)。
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;其它蓄电池 Cd+2NiO(OH)+2H 2O Cd(OH)2+2Ni(OH)2Ⅱ、银锌蓄电池锂电池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,同时燃料 电极反应产物不断排出电池。
电池 ②、原料:除氢气和氧气外,也可以是CH 4、煤气、燃料、空气、氯气等氧化剂。
负极:2H 2+2OH --4e -=4H 2O ;正极:O 2+2H 2O+4e -=4OH -③、氢氧燃料电池: 总反应:O 2 +2H 2 =2H 2O特点:转化率高,持续使用,无污染。
电化学基础知识讲解及总结
电化学基础知识讲解及总结电化学是研究电与化学之间相互作用的学科,主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
以下是电化学的基础知识讲解及总结:1. 电化学基本概念:电化学研究的主要对象是电解质溶液中的化学反应,其中电解质溶液中的离子起到重要的作用。
电池是电化学的主要应用之一,它是将化学能转化为电能的装置。
2. 电化学反应:电化学反应可以分为两类,即氧化还原反应和非氧化还原反应。
氧化还原反应是指物质失去电子的过程称为氧化,物质获得电子的过程称为还原。
非氧化还原反应是指不涉及电子转移的反应,如酸碱中的中和反应。
3. 电解和电解质:电解是指在电场作用下,电解质溶液中的离子被电解的过程。
电解质是指能在溶液中形成离子的化合物,如盐、酸、碱等。
4. 电解质溶液的导电性:电解质溶液的导电性与其中的离子浓度有关,离子浓度越高,导电性越强。
电解质溶液的导电性也受温度和溶质的物质性质影响。
5. 电极和电位:在电化学反应中,电极是电子转移的场所。
电极可以分为阳极和阴极,阳极是氧化反应发生的地方,阴极是还原反应发生的地方。
电位是指电极上的电势差,它与电化学反应的进行有关。
6. 电池和电动势:电池是将化学能转化为电能的装置,它由两个或多个电解质溶液和电极组成。
电动势是指电池中电势差的大小,它与电化学反应的进行有关。
7. 法拉第定律:法拉第定律是描述电化学反应速率的定律,它表明电流的大小与反应物的浓度和电化学当量之间存在关系。
8. 电解质溶液的pH值:pH值是衡量溶液酸碱性的指标,它与溶液中的氢离子浓度有关。
pH值越低,溶液越酸性;pH值越高,溶液越碱性。
总结:电化学是研究电与化学之间相互作用的学科,主要研究电能转化为化学能或者化学能转化为电能的过程。
其中包括电化学反应、电解和电解质、电极和电位、电池和电动势等基本概念。
掌握电化学的基础知识对于理解电化学反应和电池的工作原理具有重要意义。
高二化学电化学基础知识点
高二化学电化学基础知识点电化学是研究电与化学变化之间关系的学科,是化学的一个重要分支。
在高二化学学习中,电化学作为一个重要的知识点,对于理解化学反应机制、电化学的应用以及相关实验技术具有重要意义。
本文将介绍高二化学电化学基础知识点,包括电化学基础概念、电解和电池,并对相关实验技术进行简要介绍。
一、电化学基础概念1. 电荷:电荷是物质带有的一种属性,具有正负之分。
阳离子带正电荷,阴离子带负电荷。
2. 电流:电流是电荷的流动,通常用符号I表示,单位为安培(A)。
电流大小与单位时间内通过导体横截面的电荷量成正比。
3. 电解质:电解质是指在溶液或熔融状态下能够导电的物质,可以分为强电解质和弱电解质两种。
4. 电解:电解是指在电解质导电条件下,电流通过电解质溶液或熔融物体时,电解质发生化学反应的过程,通常包括阳极和阴极两个半反应。
5. 电极:电极是导电体与电解质之间的界面,分为阳极和阴极两种。
二、电解电解是电化学领域研究的重要内容,通过电解可以实现化学实验中的一些重要物质的制备和分离。
电解通常包括阳极和阴极两个半反应。
1. 阳极反应:在电解过程中,阳极是电子流从电解质溶液中进入的地方,通常在阳极上发生氧化反应。
2. 阴极反应:在电解过程中,阴极是电子流进入电解质溶液的地方,通常在阴极上发生还原反应。
3. 电解方程式:电解方程式用于描述电解过程中发生的化学反应,常用化学式表示。
三、电池电池是一种将化学能转化为电能的装置,是电化学中的重要组成部分。
根据工作原理的不同,电池可以分为原电池和可充电电池两类。
1. 原电池:原电池是指通过化学反应产生电能的电池,一旦反应结束,电池将不可再次使用。
一种常见的原电池是干电池。
2. 可充电电池:可充电电池是指电池可以通过外部电源反向进行化学反应,将失去的电能转化为化学能,重新储存起来以备使用。
一种常见的可充电电池是锂电池。
四、电化学实验技术在电化学的实验过程中,有一些特殊的技术和仪器被广泛应用,以实现一些重要化学过程的观察和测量。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电子与离子在电解质溶液中的相互转移和相互作用的科学。
它涉及电荷的移动和化学反应的同时发生。
在电化学中,我们主要关注两个方面的过程:电化学反应和电化学细胞。
1. 电化学反应电化学反应是指在外加电势的作用下,电子和离子之间发生的氧化还原反应。
电化学反应包括两个基本过程:氧化和还原。
氧化是指物质失去电子或氢离子,而还原则是指物质获得电子或氢离子。
在电化学反应中,常常涉及到电极反应和电解质的离子浓度变化。
2. 电化学细胞电化学细胞是一种将化学能转化为电能的装置。
它包括两个半电池:一个作为阳极,用于氧化反应;另一个作为阴极,用于还原反应。
两个半电池通过电解质溶液或电解质桥相连,并且在外部连接一个电路,使电子能够在阳极和阴极之间流动。
这个电路就是外部电路,而电解质溶液或电解质桥则是内部电路。
电化学细胞产生的电势差可以用来驱动电子在电路中进行功的转化。
3. 电化学基础概念在电化学中,有一些基本概念需要了解。
(1)电极:电极是电化学反应发生的场所。
它包括两种类型:阳极和阴极。
阳极是发生氧化反应的地方,电子从阳极流出;而阴极是发生还原反应的地方,电子流入阴极。
(2)电位:电位是指在标准状态下,电解质溶液中某个电极的电势相对于标准氢电极的差异。
标准氢电极的电势被定义为0V,其他电极相对于标准氢电极具有正负的电势。
(3)电解质:电解质是能够在溶液中分解出离子的物质。
电解质可以分为强电解质和弱电解质,具体取决于它们在溶液中的离解程度。
(4)电导率:电导率是指电解质溶液中离子传导电流的能力。
电导率高的溶液具有更好的导电性能。
4. 电化学技术和应用电化学不仅是一门基础科学,还在许多领域中有广泛的应用。
(1)电解:电解是指利用电流将化合物分解为离子的过程。
电解在电解制备金属、电镀、电解解析等方面有着重要的应用。
(3)蓄电池:蓄电池是一种将化学能转化为电能的设备。
它具有可充电性,常用于储存和提供电能。
高一电化学基础知识点总结
高一电化学基础知识点总结电化学是一门研究电与化学之间相互转化关系的科学,它是化学和物理学的交叉学科。
在高中化学课程中,电化学被作为重要的知识点之一,掌握电化学的基础知识是理解和应用化学原理的关键。
本文将总结高一电化学的基础知识点,帮助学生系统地理解电化学的原理和应用。
一、电解质和非电解质1. 电解质:指在溶液或熔融状态下能够导电的物质。
电解质可以分为强电解质和弱电解质,强电解质完全离解产生离子,而弱电解质只有部分离解。
2. 非电解质:指在溶液或熔融状态下不能导电的物质,如糖、酒精等。
非电解质不产生离子。
二、电极与电解池1. 电极:指与电解质溶液或电解质熔体接触的导电材料。
电解池中分为阳极和阴极,阳极是氧化(失去电子)发生的地方,阴极是还原(得到电子)发生的地方。
2. 电解池:由电解质溶液或电解质熔体、阳极、阴极组成的装置。
三、电解过程及电解方程式1. 电解:指使用电能使物质发生氧化还原反应的过程。
在电解过程中,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应。
2. 电解方程式:用化学方程式表示电解过程中的氧化还原反应,阳极反应和阴极反应的离子和电子的转移。
四、电容器与电容1. 电容器:用于存储电荷的装置,由两个金属板和介质组成。
常见的电容器有电解电容器和电介质电容器。
2. 电容:指电容器存储电荷的能力,单位为法拉(F)。
五、电解质溶液的电导率1. 电导率:指电解质溶液导电能力的大小,用电导率(κ)来表示,单位为西门子/米(S/m)。
2. 电解质溶液的电导率与浓度有关,浓度越大,电导率越大。
六、化学电池与电动势1. 化学电池:将化学能转化为电能的装置,由正极、负极和电解质溶液组成。
2. 电动势:指化学电池产生的电压,用符号E表示,单位为伏特(V)。
七、标准氢电极和电极电势1. 标准氢电极:被定义为电极电势为0的电极,用作比较其他电极电势的标准。
2. 电极电势:指电极相对于标准氢电极的电势差,用符号E表示,单位为伏特(V)。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电荷转移与电化学反应的科学,是化学和物理学的交叉学科之一。
电化学研究了电流、电势和电解质溶液中物质转化的关系,以及在电化学反应中发生的化学变化。
本文将总结电化学的基础知识点,包括电解质、电动势、电解和电极反应等。
1. 电解质电解质是能够在溶液中或熔融态中形成离子的物质。
根据电离程度的不同,电解质可以分为强电解质和弱电解质。
强电解质在溶液中可以完全电离,生成溶液中的离子;而弱电解质只有部分电离。
电解质在电解过程中,正离子向阴极移动,负离子向阳极移动,完成电荷转移。
2. 电解电解是指通过电流而使电解质溶液中的正负离子移动,并发生化学变化的过程。
在电解中,电解质溶液中的阳离子在电解过程中被电子还原,而阴离子在电解过程中被电子氧化,形成新的物质。
电解可以通过直流电源或交流电源实现。
3. 电动势电动势是测量电池或电解池产生的电压的物理量。
电动势可以通过两种方式测量:开路电动势和闭路电动势。
在开路电动势的情况下,没有电流通过电池或电解池,只有电压存在。
而在闭路电动势的情况下,电流通过电池或电解池,同时也存在电压。
4. 极化极化是指电极表面被电解质溶液中的离子簇覆或吸附后,电极的电位发生变化的现象。
极化可以分为两种类型:浓度极化和电化学极化。
浓度极化是由于离子在电极和溶液之间的扩散速度不同而引起的,可以通过搅拌溶液或增大电解质浓度来减小。
电化学极化是由于电极表面发生电化学反应而引起的,可以通过增大电流密度或减小电极表面活性来减小。
5. 电极反应电极反应是在电化学反应中发生在电极上的化学反应。
在电解中,阳极是发生氧化反应的地方,而阴极是发生还原反应的地方。
电极反应的速率受到电解质浓度、电位差和电极表面活性的影响。
6. 法拉第定律法拉第定律描述了在电化学反应中电荷转移的关系。
法拉第第一定律表明,在电化学反应中,电荷的传输量与电离产生的物质的物质的量成正比。
法拉第第二定律则描述了电化学反应中电流与反应速率之间的关系。
第四章电化学基础知识点归纳
第四章电化学基础知识点归纳第四章电化学基础知识点归纳电化学是研究电和化学之间关系的分支学科,主要研究电能和化学变化之间的相互转化规律。
本章主要介绍了电化学基础知识点,包括电化学的基本概念、电池反应、电解反应以及其相关的电解池和电极。
一、电化学的基本概念1. 电化学:研究电和化学之间相互关系的学科。
2. 电解:用电能使电解质溶液或熔融物发生化学变化的过程。
3. 电解质:能在溶液中产生离子的化合物。
4. 电解池:由电解质、电极和电解物质组成的装置。
5. 电极:用来与溶液接触,传递电荷的导体。
二、电池反应1. 电池:将化学能转化为电能的装置。
由正极、负极、电解质和导电体组成。
2. 电池反应:电池工作时在正负极上发生的化学反应。
3. 氧化还原反应:电池反应中常见的反应类型,在正极发生氧化反应,负极发生还原反应。
4. 电池电势:电池正极和负极之间的电位差。
5. 电动势:电池正极和负极之间的最大电势差。
三、电解反应1. 电解:用电流使电解质发生化学变化的过程。
2. 导电质:在电解质中起导电作用的物质。
3. 离子:在溶液中能自由移动的带电粒子。
4. 阳离子:带正电荷的离子。
5. 阴离子:带负电荷的离子。
6. 电解池:由电解质溶液、电解质和电极组成的装置。
7. 电解程度:电解质中离子的溶解程度。
8. 法拉第定律:描述了电解过程中,电流量与电化学当量的关系。
四、电解池和电极1. 电解槽:承载电解液和电极的容器。
2. 阳极:电解池中的电流从电解液流入的电极,发生氧化反应。
3. 阴极:电解池中的电流从电解液流出的电极,发生还原反应。
4. 阳极反应:电解池中阳极上发生的氧化反应。
5. 阴极反应:电解池中阴极上发生的还原反应。
6. 电极反应速度:电极上反应的速度。
7. 电极反应中间体:反应过程中形成的中间物质。
电化学是现代科学和工程领域中的重要分支,广泛应用于电池、电解、蓄电池、电解涂层、电化学合成等领域。
了解电化学的基础知识,有助于我们更好地理解和应用电化学原理。
电化学基础知识汇总
(7)摩尔电导率Λm
定义摩尔电导率为
(2.5.7)
式中,Λm为溶液的摩尔电导率,κ和c分别为溶液的电导 率和物质的量浓度。由于κ和c的单位分别为和,所以Λm
的单位为。
所谓摩尔电导率是指1mol电解质的溶液的导电能力,具 体说就是将含有的溶液放入两个相距1m的平行板电极 之间,此时溶液所具有的电导。由于摩尔电导率规定了 参加导电的电荷的数目,所以摩尔电导率与电解质溶液 浓度的关系有如下规律:
①浓度对范强围电内解,质所,有Λm强随电浓解度质降的低近而似增呈加线。性在关较系低
(2.5.8) 此式也称作科尔劳乌斯经验规则。 ②解而急对质剧弱的增电区加解别,质是表,,现Λ当m为浓随关度浓系较度十低降分时低陡,而峭Λ增m。加随浓。度与降强低电 鉴可于以上用述外情推况法,求强得电;解而质弱无电限解稀质溶无液限的稀摩溶尔液Λ的m Λ定m律则求不得能。用外推法求得,需要用离子独立运动
(9)摩尔电导率的测定
在一定温度下,一个浓度为c的电解质溶液的摩尔电导
率,所以要求取Λm,就必须实验测定电导率κ的值,而κ
是1m3的电导,因此最终要直接测量电阻(或电导)
所以
(2.5.9)
或
(2.5.10)
可见,欲精确测定κ值,就必须精确测定溶液的电阻R和
l/A的值。R的测定用惠斯登电桥; l/A叫电导池常数, 可用已知电导率的标准KCl溶液进行标定。
(6)电导率κ
溶液的电导与横截面积成正比,与长度成反比,即
(2.5.6)
式中,G为溶液电导,单位为S; A为溶液横截面积, 单位为m2;l为液柱长度,单位为m;κ为电导率,指
长1m、横截面积 1m2即1m3溶液所具有的电导,单位 为
一个电解质溶液得导电能力决定于两个方面:①溶液 中所含离子的数目(严格说应是电荷数目),离子越 多,即参加导电的基本颗粒越多,溶液的导电能力就 越强;②离子的电迁移率,离子的电迁移率越大,表 明离子电迁移的速率越快,则溶液的导电能力就越强。
第四章《电化学基础》单元归纳与整理 教学设计(一) 高二化学人教版选修4
(人教版选修4)第四章《电化学基础》教学设计归纳与整理(一)课题:第四章归纳与整理(一)课时1授课年级高二人教版选修4第四章《电化学基础》内容是高中化学重要的基本理论之一。
应式电子及离子的移动方向的异同,并能正确判断原电池和电解池。
2.通过重点知识深入探究,准确把握电化学基础知识的重、难点,会根据氧化还原反应原理,进一步理解半电池、双液电池、多室电解等概念,会正确书写原电池和电解池的电极反应式和总反应式。
3.通过原电池和电解池原理的进一步分析探究,进一步认识金属的腐蚀的危害及放护方法,利用宏微结合的思想,进一步理解电解的规律及其应用等,激发爱国热情,培养分析问题和解决问题的能力和实事求是的科学态度。
教学重、难点重点:电极判断、电极反应式及总反应式的书写、电解规律及应用难点:二次电池原理分析、多室电解及应用学情分析学完了电化学基础知识后,已经对本章内容中的基本概念、原理有了一定的认识和理解。
但可能还缺乏对相关知识系统性、规律性的认识,思维能力和综合应用知识解决问题的能力都有待进一步提高。
特别是在一些核心知识和关键能力上还需要进行深入思考和磨炼,这就是对本章要进行归纳与整理的价值所在。
教学方法归纳总结、讨论交流、方法提炼等教学过程教学环节教学活动设计意图问题导入:下图所示装置,当K1关闭,K2打开时是什么装置?铁电极的名称是什么?发生什么反应?当K2关闭,K1打开时是什么装置?铁电极的名称是什么?发生什么反应?【知识网络1】电化学基础知识建构网络,形成知识系统。
【知识网络2】金属的腐蚀与防护【典例1】一种碳纳米管能够吸附氢气,用这种材料制备的二次电池原理如图所示,该电池的电解质溶液为6mol/L KOH溶液,则下列说法正确的是()A.放电时K+移向碳电极B.放电时电池负极的电极反应式为H2-2e-===2H+C.放电时电池正极的电极反应式为NiO(OH)+2H2O+e-===Ni(OH)2+OH-D.放电时镍电极附近溶液的pH变小【答案】C【解析】A. 放电时,该电池为原电池,由图知镍电极为正极,电解质溶液中阳离子向正极移动,所以K+移向镍电极,A项错误;B. 已知电解质溶液为KOH溶液,放电时碳电极作负极,H2失电子发生氧化反应,电极反应式为H2 - 2e- + 2OH-===2H2O,B项错误;C. 由图分析可知,放电时,镍电极为正极,NiO(OH)得电子发生还原反应,电极反应式为NiO(OH)+H2O+e-===Ni(OH)2+OH-,有OH-生成,C项正确;D. 镍电极为正极,NiO (OH)得电子发生还原反应,电极反应式为NiO(OH)+H2O+e-===Ni(OH)+OH-,有OH-生成,pH变大,D项错误;故选C。
高中电化学基础知识点归纳 电化学基础知识点总结
高中电化学基础知识点归纳电化学基础知识点总结以下是高中电化学基础知识点的归纳总结:1. 电化学基础概念:- 电化学:研究电能与化学能之间的转化关系的科学领域。
- 电解质:能在溶液中或熔融状态下导电的物质。
- 电极:用来与电解质接触并引出电流的物体。
- 电解:通过外加电流使化学反应发生的过程。
- 电池:利用化学反应自行产生电流的装置。
2. 电解质溶液:- 强电解质溶液:完全电离,生成众多离子的溶液(如NaCl、HCl等)。
- 弱电解质溶液:部分电离,生成少量离子的溶液(如CH3COOH、NH3等)。
3. 电解反应:- 阳极反应:发生在阳极上的氧化反应。
- 阴极反应:发生在阴极上的还原反应。
- 电解液:溶解有电解质的溶液,其阳离子和阴离子将分别参与到阳极反应和阴极反应中。
4. 电池相关概念:- 极性:电池中正极和负极的区分。
- 电动势:电池将化学能转化为电能的能力。
- 标准电动势:在标准状态下测得的电池的电动势。
- 密度:电池导电材料的质量和体积之比。
5. 电解、电池中的电荷转移:- 电子转移:电子在外部电路中从阴极流向阳极。
- 离子转移:离子在电解质溶液中由电场力推动进行迁移。
6. 电池的分类:- 电化学电池:使用化学能转换为电能的装置,如原电池和干电池。
- 电解池:通过外加电流引发化学反应的装置。
7. 稀液溶液的导电性:- 强弱电解质的电导性差异:由于强电解质溶液中离子浓度较高,故电导性较弱电解质溶液强。
- 稀液导电原理:离子移动时产生的扩散电流和迁移电流导致了整体电流。
以上是电化学基础知识点的简要总结,涉及到了电化学基础概念、电解质溶液、电解反应、电池相关概念、电解与电池中的电荷转移以及电池分类等内容。
电化学基础知识
电化学基础知识电化学是一门研究电子在化学变化中作用的科学。
它主要研究电化学反应的机理、热力学和动力学等。
电化学可以用来研究电解质溶液的性质、金属腐蚀的原理、电池的工作原理、电镀的原理以及电化学分析等。
一、电化学反应一个化学反应发生,需要有电子的转移。
电化学反应也是如此,它需要电子的转移。
一个完整的电化学反应分两个半反应式,分别称为氧化半反应和还原半反应。
氧化半反应式: A → A+ + e-还原半反应式: B+ + e- → B这两个半反应式通过电子转移而产生化学反应。
氧化半反应式是电子被剥离的一方,称为还原剂,还原半反应式是电子参与化学反应的一方,称为氧化剂。
还原剂和氧化剂组成氧化还原对。
电子是一种基本的负电荷物质,具有负电荷。
二、电化学反应热力学电化学反应的热力学包括了内能、熵、焓、自由能等概念。
自由能是化学反应是否能够自发进行的重要标准,它可以通过以下公式求出:∆G=∆H-T∆S式中:∆G是自由能变化;∆H是焓变化;∆S是熵变化;T是温度。
当∆G<0时,化学反应可以自发进行;当∆G=0时,反应处于平衡状态;当∆G>0时,反应不能自发进行。
三、电化学反应动力学电化学反应动力学主要研究电化学过程中的反应速率和化学动力学规律。
在电化学反应中,主要的影响因素有电极表面的物理化学状态、电化学反应的温度、电化学反应的电位等。
电极表面的物理化学状态是影响电化学反应速率的主要因素。
它可以通过电极的面积、形状、表面不纯物质的存在与否等因素来影响电化学反应速率。
温度对电化学反应速率也有较大的影响。
当温度升高时,电化学反应速率会增加;当温度降低时,反应速率会减慢。
因此,电化学反应的温度是要进行控制的。
电化学反应的电位对电化学反应速率也有较大的影响。
电位是电化学反应中实际电位和标准电位之间的差值。
当实际电位高于标准电位时,电化学反应速率会加快;当实际电位低于标准电位时,反应速率则会减慢。
四、电化学分析电化学分析是依靠电化学原理进行的分析和检测。
高三化学电学基础知识点
高三化学电学基础知识点电学是高中化学中非常重要的一个分支,它研究的是电荷、电流、电场以及各种电化学现象。
在高三化学学习中,电学知识点是不可或缺的。
下面将为大家详细介绍高三化学电学基础知识点。
一、电荷与元电荷电荷是物质固有的一种属性,可以分为正电荷和负电荷。
质子带有正电荷,电子带有负电荷。
元电荷是电荷的最小单位,电子和质子的电荷都是元电荷的整数倍。
二、电流与电场电流是电荷在导体中的传输过程,是由电子流动形成的。
电流的单位是安培(A)。
电场是由电荷所产生的力场,单位是牛顿/库仑(N/C)。
三、电阻与电导电阻是物质对电流流动的阻碍作用,单位是欧姆(Ω)。
电导是物质导电能力的度量指标,单位是西门子(S)。
电阻与电导成反比,可以用欧姆定律来描述它们之间的关系:U=IR,其中U表示电压,I表示电流,R表示电阻。
四、电池与电解池电池是将化学能转化为电能的装置,是电化学反应的产物。
电解池是通过外加电势将化学电能转化为化学反应能的装置。
电池和电解池的区别在于电流的流向,电池是化学反应自发进行并产生电流,而电解池需要外加电势才能进行化学反应。
五、电解与电沉积电解是指通过外加电势使电解质在电解槽中发生化学反应,其中正极的反应为氧化,负极的反应为还原。
电沉积是指通过电解使溶液中的金属离子还原为纯金属沉积在电极上的过程。
六、电化学方程式电化学方程式用来描述电化学反应中发生的化学变化。
在电池和电解池中,正极和负极的反应需要分别写出化学方程式。
七、电解质与非电解质电解质是指在溶液或熔融状态下能导电的物质,可以分为强电解质和弱电解质。
非电解质则是指不能导电的物质,例如糖、酒精等。
总结:高三化学电学基础知识点包括电荷与元电荷、电流与电场、电阻与电导、电池与电解池、电解与电沉积、电化学方程式以及电解质与非电解质等方面的内容。
理解这些知识点对于高三化学学习和应试非常重要。
希望本文对大家有所帮助!。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结电化学是研究电流在电解液中的运动规律以及电化学反应的学科。
以下是电化学的基础知识点总结:1.电池:电池是电化学能转化为电能的装置。
常见的电池包括原电池和干电池。
原电池是由两种不同金属和电解质构成的,可以产生电流。
干电池是一种闭合系统,可以将化学能转化为电能,并提供给外部电路使用。
2.电解质:电解质是指在溶液中能够形成离子的化合物。
电解质可以是无机物如盐和酸,也可以是有机物如醇和酸。
电解质的溶解度和电导率与温度有关,通常在较高温度下更容易溶解和导电。
3.电极:电极是电化学反应发生的地方,分为阳极和阴极。
阳极是电子流从电池内部进入电解质的地方,阴极则是电流离开电解质进入电池的地方。
电极的选择取决于具体电化学反应的需求。
4.电势:电势是电极与标准氢电极之间的电压差,用来表示电化学系统的电力水平。
标准氢电极被定义为电势为0。
电势的单位是伏特(V)。
5.动力学:动力学研究电化学过程的速率和机理。
一个重要的概念是过电势,它是电极电位与平衡电位之间的差异。
过电势与反应速率成正比。
6.法拉第定律:法拉第定律描述了电解过程中的电荷传递与物质转化之间的关系。
根据法拉第定律,电流的大小与产生的产物的数量之间存在一定的关系。
7.电解:电解是指通过外加电压将离子溶解在电解液中进行电荷转移的过程。
阳极上的离子发生氧化反应,阴极上的离子发生还原反应。
8.电容:电容是指储存电荷的能力。
它是一个由两个导体之间的电介质隔开的装置。
电容的单位是法拉(F)。
9.电化学平衡:当电化学反应的正向和反向反应速率相等时,电化学平衡就达到了。
在电化学平衡时,没有电流通过电解池。
10.腐蚀:腐蚀是一种电化学过程,金属在与环境中的反应中失去电子。
腐蚀可以通过涂层和阴极保护等方法进行控制。
11.电解池:电解池是研究电化学过程的实验装置。
它由两个电极和一个电解液组成,电流在其中流动。
12.远离平衡条件:当电解电池的电流大于理论上的最大电流时,系统就远离了平衡条件。
电化学基础 知识总结
电化学基础知识总结电化学是研究化学变化伴随着电流流动的科学,是化学和物理学相结合的交叉学科。
在电化学中主要研究电解质溶液中的化学反应如何与电流相关联的互相制约和互相作用。
本文将对电化学基础知识进行总结。
1. 电致化学反应电化学反应是指在电解质溶液中,电子在电极之间移动导致的物质转化过程。
在电化学反应中,电解质溶液中的离子在电极上发生氧化还原反应,并且伴随着电流的流动。
电化学反应可分为两种基本类型:电解和电池。
- 电解:电解是指在外加电压下,化学反应势超过标准电压时发生的非自发反应。
通过外加电压,电解质溶液中的正离子被迅速氧化到阳极,负离子被迅速还原到阴极,形成新的化合物。
- 电池:电池是指两种或多种电解质在不同的电极上发生氧化还原反应,通过电子转移产生电流流经外部电路。
电池可分为原电池和电解池两种形式。
2. 电解质和非电解质电解质是指能够溶解在水或其他溶剂中,形成带电离子的物质。
根据电解质的溶解程度,可将其分为强电解质和弱电解质两种类型。
- 强电解质:完全离解的电解质,溶解后产生的离子数量多,如盐酸(HCl)溶液和硫酸(H2SO4)溶液。
- 弱电解质:未完全离解的电解质,溶解后产生的离子数量少,比如乙酸(CH3COOH)溶液和水合氨(NH4OH)溶液。
非电解质是指不能在溶液中形成离子的物质,例如葡萄糖和乙醇。
3. 电极与电解槽电极是指被导通电流的物体或物质,在电化学反应中起到提供或接收电子的作用。
电解槽是电化学实验中用来装置电极和电解质溶液的容器。
常用的电极材料包括铂、金、银和铜。
- 阳极:在电解质溶液中,电流从阳极进入。
通常,氧化反应发生在阳极,阳极是电子的来源。
- 阴极:在电解质溶液中,电流从阴极流出。
还原反应通常发生在阴极,阴极是电子的接收者。
4. 电解液与电动势电解液是指溶解了电解质的溶液。
电解液的电动势(E)是指通过电解液导通电流时,在电解槽中产生的电势差。
电动势是电化学反应能产生的电能。
第四章 电化学基础知识点总结
第四章电化学基础第一节原电池原电池: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=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↑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第二节化学电池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+SO42--2e-=PbSO4正极(氧化铅): PbO2+4H++SO42-+2e-=PbSO4+2H2O充电:阴极:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-阳极:PbSO4+2e-=Pb+SO42-两式可以写成一个可逆反应:PbO2+Pb+2H2SO42PbSO4+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直接产生电流的一种原电池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.,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,不过要注意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.当电解质溶液呈酸性时:负极:2H2-4e-=4H+ 正极:O2+4 e-4H+ =2H2O当电解质溶液呈碱性时:负极:2H2+4OH--4e-=4H2O正极:O2+2H2O+4 e-=4OH-另一种燃料电池是用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂。
电化学基础知识点总结
电化学基础知识点总结在当代科技发展日新月异的背景下,电化学作为一个重要的交叉学科引起了广泛关注。
它涉及到电和化学两个领域的交叉应用,研究电与化学过程之间的相互关系。
本文将对电化学的基础知识点进行总结,帮助读者更好地理解电化学的原理和应用。
一、电化学的基本概念电化学是研究电和化学反应之间相互关系的学科,主要包括两个方面:电解学和电池学。
电解学研究的是将电能转化为化学能的过程,而电池学研究的是将化学能转化为电能的过程。
二、电解过程的基本原理电解过程是指通过外加电压将电解质溶液中的化学物质分解成正负离子的过程。
在电解过程中,正电极发生氧化反应,负电极发生还原反应。
电解质的选择、溶液浓度和电流强度都会影响电解反应的进行。
三、电解质的分类和特性电解质可分为强电解质和弱电解质。
强电解质在水中完全离解产生离子,而弱电解质只有一部分分子在溶液中发生离解。
电解质的特性包括电导率和极化现象。
电导率是指电解质溶液导电的能力,受电离度和浓度的影响。
极化现象是指电解质溶液中发生的正负电离子聚集在电极周围的现象。
四、电池的基本原理电池是将化学能转化为电能的装置,由正极、负极和电解质组成。
电池的工作原理是通过化学反应使正极发生氧化反应,负极发生还原反应,产生电子流从负极流向正极,形成电流。
五、电池的类型和应用常见的电池有干电池、蓄电池和燃料电池等。
干电池通常用于一次性电子设备,蓄电池可以充放电多次,常见于手机、电动工具等设备中。
燃料电池则利用可燃物质与氧气反应产生电能,广泛应用于交通工具等领域。
六、电解过程的应用电解过程在工业生产中具有重要地位,例如通过电解可制取金属、进行电镀等。
电解技术还可应用于环境保护领域,如电化池技术用于污水处理。
七、电池的环境问题与展望电池在应用过程中会产生废旧电池,其中的有害物质对环境造成一定污染。
随着低碳环保的要求不断提高,科研人员不断探索新的电池技术,如锂电池、太阳能电池等,以减少对环境的影响。
初中化学电化学和电解质知识点总结
初中化学电化学和电解质知识点总结
1. 电化学基础知识
- 电子:电子是带负电的基本粒子,是构成原子的一部分。
- 原子:原子是物质的基本单位,由质子、中子和电子组成。
- 离子:当原子失去或获得电子时,形成带正电或带负电的粒子。
- 电流:电流是电荷的流动,在导体中由电子流动形成。
- 电解质:能在溶液中产生离子的物质称为电解质。
2. 电解质的分类
- 强电解质:在溶液中完全离解生成离子,如盐酸、硫酸等。
- 弱电解质:在溶液中只部分离解生成离子,如乙酸、醋酸等。
- 非电解质:在溶液中不离解生成离子,如蔗糖、甘油等。
3. 电解质的电离和电解过程
- 电离:电离是指电解质分子在溶液中断裂成离子的过程。
- 电解:电解是指通过加电流使电解质在溶液中进行离子反应
的过程。
4. 电解质溶液中的电导性质
- 导电性质:电解质溶液能够导电,因为其中含有自由移动的离子。
- 电导率:反映了电解质溶液导电能力的大小,单位是西门子/米(S/m)。
5. 电解质导电实验
- 负极性导电:阳极产生氧气气泡,阴极没有气泡。
- 正极性导电:阴极产生氢气气泡,阳极没有气泡。
- 双极性导电:阴极和阳极同时产生气泡。
以上是初中化学电化学和电解质的主要知识点总结。
对于深入了解这些内容,建议参考相关教材或咨询教师进一步学习。
电化学知识点
电化学知识点电化学是研究电与化学之间相互作用的科学领域。
它既涉及物理学中的电学,又包括化学学科中的电化学反应。
电化学的研究对于理解和应用电池、电解、腐蚀等过程具有重要意义。
本文将介绍电化学中的一些基本概念和实践应用。
1. 电化学基础电化学中的两个重要概念是电位和电流。
电位是指物体上的电势差,它描述了正电荷和负电荷之间的相对能量差异。
电路中,当电流通过导体时,就像水流动一样,在形成的闭合回路中,电荷会从一个电极流向另一个电极。
这种电流是电化学反应的结果。
2. 电池和蓄电池电池是将化学能转化为电能的装置,它由两个或多个半电池组成。
半电池是一个化学反应产生电流的半截。
蓄电池则是能够重复充放电的电池,它可以在外部电源未连接时储存能量。
蓄电池的工作原理是将化学反应的产物吸附到电极上,然后再通过反向反应释放能量。
3. 电解和电沉积电解是电化学过程中将化学物质分解为离子的过程。
通过将电流通过液体或熔融的盐,可将阴阳离子分离出来。
而电沉积是指通过电流将离子沉积到一个电极上的过程。
这种过程常用于电镀,可以制备出金属薄膜或改变物体的表面性质。
4. 电化学传感器电化学传感器是利用电化学原理来测量、检测化学物质浓度或气体浓度的传感器。
例如,氧气传感器可通过电反应测量氧气浓度,用于监测空气中的氧含量。
另外,pH传感器可以测量溶液中的酸碱度,用于环境监测和实验室分析。
5. 电化学腐蚀电化学腐蚀是金属或合金遭受化学或电化学反应而受到损害的过程。
当金属与电解质接触时,会发生氧化还原反应,导致金属表面的物质流失。
腐蚀不仅使金属失去外观,还可能降低其机械性能和耐用性。
电化学腐蚀的研究有助于开发新的材料和防腐蚀措施。
6. 超级电容器超级电容器是一种能够高效储存电能的装置。
它与传统电池不同,不通过化学反应来储存能量,而是通过电荷在电极表面的吸附和释放来实现。
超级电容器具有高功率密度、长循环寿命和快速充放电等优点,因此被广泛应用于电子设备、电动车等领域。
电化学基础知识归纳
电化学基础知识一、原电池:将化学能转变成电能的装置。
(一)原电池构成与原理:1、构成条件:①活动性不一样的两个电极(常有为金属或石墨);②将电极插入电解质溶液中;③两电极间形成闭合电路(两电极接触或导线连结);④能自觉发生氧化复原反响。
2、电极名称:负极:较开朗的金属(电子流出的一极);正极:较不开朗的金属或能导电的非金属(电子流入的一极)。
3、电极反响特色:负极:氧化反响,失电子;正极:复原反响,得电子。
4、电子流向:由负极经外电路沿导线流向正极。
注意:电子流向与电流的方向相反。
比如:右图原电池装置,电解质溶液为硫酸铜溶液。
负极 Zn:Zn-2e-= Zn2+;正极 Cu:Cu2+ +2e -=Cu(硫酸铜溶液)总反响: Cu2+ +Zn =Cu +Zn2+盐桥作用:盐桥是装有含 KCl 饱和溶液的琼脂溶胶的 U 形管,管内溶液的离子能够在此中自由挪动。
即供给离子迁徙通路,形成闭合电路。
(盐桥是如何构成原电池中的电池通路呢?左烧杯里 Zn 电极失电子成为 Zn2+进入溶液中,使得 ZnSO4溶液带正电荷,而右烧杯里 Cu2+得电子生成 Cu,因为 Cu2+减少,使得CuSO4溶液带负电荷。
为了使两边烧杯里溶液仍旧保持电中性,盐桥中的 Cl -向 ZnSO4溶液迁徙,而盐桥中的 K+向 CuSO4溶液迁徙,所以盐桥起了形成闭合电路的作用。
)拓展:大海电池 : 我国开创以铝-空气-海水为能源的新式电池。
大海电池是以铝合金为负极,网状金属Pt 为正极,海水为电解质溶液,它靠海水中的溶解氧与铝反响络绎不绝地产生电能。
电极反响式:负极( Al ): Al - 3e -= Al 3+正极( Pt ): O2+ 2H2O+ 4e -= 4 OH-总反响方程式: 4Al + 3O2+ 6H2 O= 4Al(OH) 3(二)分别写出CH4燃料电池在以下环境里,正极、负极反响式、总反响方程式。
1、CH4、O2,以 H2SO4溶液为电解质环境;2、CH4、O2,以 NaOH溶液为电解质环境;2-3、CH4、O2,以固体氧化物为电解质 ( 能传达 O ) ;二、电解池:把电能转变成化学能的装置。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
专题二:电化学基础知识一、.原电池原电池是将化学能转化为电能的装置1. 原电池原理①、原电池:将化学能转变成电能的装置②、形成条件:①活动性不同的两电极(连接);②电解质溶液(插入其中并与电极自发反应);③电极形成闭合电路④能自发的发生氧化还原反应③、电极名称:负极:较活泼的金属(电子流出的一极)正极:较不活泼的金属或能导电的非金属(电子流入的一极)④、电极反应:负极:氧化反应,金属失电子正极:还原反应,溶液中的阴离子得电子或氧气得电子(吸氧腐蚀)⑤、电子流向:由负极沿导线流向正极锌-铜电池,负极-Zn,正极-Cu。
负极:Zn-2e=Zn2+,电解质溶液——稀硫酸。
正极:2H++2e=H2↑总反应:2H++Zn=H2↑+Zn2+注意:如果在铜锌的导线中加一个电流计,电流计指针会发生偏转。
随时间的延续,电流计指针的偏转角度逐渐减小。
盐桥的作用:盐桥起到了使整个装置构成通路的作用例如:铜锌原电池中用到了盐桥现象:⑴、检流计指针偏转,说明有电流通过。
从检流计指针偏转的方向可以知道电流的方向是Cu极→Zn极。
根据电流是从正极流向负极,因此,Zn极为负极,Cu极为正极。
而电子流动的方向却相反,从Zn极→Cu极。
电子流出的一极为负极,发生氧化反应;电子流入的一极为正极,发生还原反应。
一般说来,由两种金属所构成的原电池中,较活泼的金属是负极,较不活泼的金属是正极。
其原理正是置换反应,负极金属逐渐溶解为离子进入溶液。
反应一段时间后,称重表明,Zn棒减轻,Cu棒增重。
⑵、取出盐桥,检流计指针归零,重新放入盐桥,指针又发生偏转,说明盐桥起到了使整个装置构成通路的作用。
盐桥是装有饱和KCl琼脂溶胶的U形管,溶液不致流出来,但离子则可以在其中自由移动。
盐桥是怎样构成原电池中的电池通路呢?Zn棒失去电子成为Zn2+进入溶液中,使ZnSO4溶液中Zn2+过多,带正电荷。
Cu2+获得电子沉积为Cu,溶液中Cu2+过少,SO42-过多,溶液带负电荷。
当溶液不能保持电中性,将阻止放电作用的继续进行。
盐桥的存在,其中Cl-向ZnSO4 溶液迁移,K+向CuSO4溶液迁移,分别中和过剩的电荷,使溶在两个烧杯中分别放入锌片和锌盐溶液、铜片和铜盐溶液,将两个烧杯中的溶液用一个装满电解质溶液的盐桥(如充满KCl饱和溶液和琼脂制成的胶冻)连接起来,再用导线将锌片和铜片联接,并在导线中串联一个电流表,就可以观察到下面的现象:(1)电流表指针发生偏转,根据指针偏转方向,可以判断出锌片为负极、铜片为正极.(2)铜片上有铜析出,锌片则被溶解.(3)取出盐桥,指针回到零点,说明盐桥起了沟通电路的作用.小结:关于书写原电池和电解池的电极反应式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 Mn+ + ne-)正极:得电子发生还原反应(一般通式:N + me- Nm-)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(OH4]-。
再如:Fe、Cu常温下在浓H2SO4、HNO3溶液中构成的原电池也是如此。
(3) 根据电子流向或电流方向确定:电子流出的一极或电流流入的一极为负极;(4)根据内电路中自由离子的移动方向确定:在内电路中阴离子移向的电极为负极,阳离子移向的电极为正极。
(5)根据原电池反应式确定:失电子发生氧化反应(还原剂中元素化合价升高)的一极为负极。
此外还可以借助氧化反应过程发生的一些特殊现象(如电极溶解、减重,电极周边溶液或指示剂的变化等)来判断。
2.书写电极反应式应注意:第一、活性电极:负极失去电子发生氧化反应;正极上,①电解质溶液中的阳离子与活性电极直接反应时,阳离子(或氧化性强的离子)得到电子;②电解质溶液中的阳离子与活性电极不反应时,溶解在溶液中的O2得电子,发生还原反应。
第二、两个电极得失电子总数守恒。
第三、注意电极产物是否与电解质溶液反应,若反应,一般要将电极反应和电极产物与电解质溶液发生的反应合并写。
3、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。
这一步对大多数学生而言没什么难度。
由于在反应中氧气由0价变为-2价,得电子,即O2作氧化剂是正极,接下来我们即可写出正极的电极反应式:①若此时电解质溶液为酸性,则反应过程可以理解为:正极上首先发生:O2+4e- → 2O2+ 由于在酸性环境中大量存在H+ 故O2-会与H+结合成H20,故正极反应式应为:O2+4e+4H+ → 2H2O ;②当然若电解质为中性或碱性时,则正极反应式就应只是O2+4e+2H2O → 4OH_。
此时负极的反应式就可以由总电极方程式减去正极的电极方程式得到(注意此时唯一值得注意的是要将方程式中的氧气抵消掉)。
又称为加减法书写电极反应式:如,熔融盐燃料电池具有高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为阳极染气,空气与CO2的混合气为阴极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池。
二、化学电源化学电源又称电池,是一种能将化学能直接转变成电能的装置,它通过化学反应,消耗某种化学物质,输出电能。
它包括一次电池、二次电池和燃料电池等几大类。
判断一种电池的优劣或是否符合某种需要,主要看这种电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少(比能量,单位是(W·h)/kg, (W·h)/L),或者输出功率的大小(比功率,W/kg,W/L)以及电池的可储存时间的长短。
除特殊情况外,质量轻、体积小而输出点能多、功率大、可储存时间长的电池,更适合使用者的需要。
(一)一次电池一次电池的活性物质(发生氧化还原反应的物质)消耗到一定程度,就不能使用了。
一次电池中电解质溶液制成胶状,不流动,也叫干电池。
常用的有普通的锌锰干电池、碱性锌锰电池、锌汞电池、镁锰干电池等。
例如;碱性锌锰干电池负极:Zn +2OH——2e—=Zn(OH)2正极:2MnO2+2H2O +2e—=2MnOOH +2OH—总反应:Zn +2MnO2+2H2O=2MnOOH +Zn(OH)2补充:银一锌电池电子手表、液晶显示的计算器或一个小型的助听器等所需电流是微安或毫安级的,它们所用的电池体积很小,有“纽扣”电池之称。
它们的电极材料是Ag2O和Zn,所以叫银一锌电池。
电极反应和电池反应是:负极:Zn+2OH-—2e—=Zn(OH)2正极:Ag2O+H2O+2e—=2Ag+2OH-总反应:Zn+Ag2O+H2O=Zn(OH)2+2Ag利用上述化学反应也可以制作大电流的电池,它具有质量轻、体积小等优点。
这类电池已用于宇航、火箭、潜艇等方面。
锂-二氧化锰非水电解质电池以锂为负极的非水电解质电池有几十种,其中性能最好、最有发展前途的是锂一二氧化锰非水电解质电池,这种电池以片状金属及为负极,电解活性MnO2作正极,高氯酸及溶于碳酸丙烯酯和二甲氧基乙烷的混合有机溶剂作为电解质溶液,以聚丙烯为隔膜,电极反应为:负极反应:Li=Li++e正极反应:MnO2+Li++e=LiMnO2总反应:Li+MnO2=LiMnO2该种电池的电动势为2.69V,重量轻、体积小、电压高、比能量大,充电1000次后仍能维持其能力的90%,贮存性能好,已广泛用于电子计算机、手机、无线电设备等。
(二)二次电池二次电池又称充电电池或蓄电池,放电后可以再充电使活性物质获得再生。
这类电池可以多次重复使用。
铅蓄电池是最常见的二次电池,它由两组栅状极板交替排列而成,正极板上覆盖有Pb O2,负极板上覆盖有Pb,电介质是H2SO4.铅蓄电池放电的电极反应如下:负极:Pb(s)+SO42-(aq)-2e-=PbSO4(s)(氧化反应)正极:PbO2(s)+SO42-(aq)十4H+(aq)+2e-=PbSO4(s)+2H2O (l)(还原反应)总反应:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)十2H2O (l)铅蓄电池充电的反应是上述反应的逆过程:阴极:PbSO4(s)+2e-=Pb(s)+SO42-(aq)(还原反应)阳极:PbSO4(s)+2H2O (l) -2e-=PbO2(s)+SO42-(aq)十4H+(aq)(氧化反应)总反应:2PbSO4(s)十2H2O (l) =Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)可以把上述反应写成一个可逆反应方程式:Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)十2H2O (l)(三)燃料电池燃料电池是一种连续的将燃料和氧化剂的化学能直接转换成电能的化学电池。
燃料电池的电极本身不包含活性物质,只是一个催化转化元件。
它工作时,燃料和氧化剂连续的由外部供给,在电极上不断的进行反应,生成物不断地被排除,于是电池就连续不断的提供电能。
⑴氢氧燃料电池以氢气为燃料,氧气为氧化剂,铂做电极,使用酸性电解质。
它的的工作原理:负极:2H2 -4e-=4H+正极:O2十4H+(aq)+4e-=2H2O总反应:2H2十O2=2H2O⑵以碱性氢氧燃料电池为例,它的燃料极常用多孔性金属镍,用它来吸附氢气。
空气极常用多孔性金属银,用它吸附空气。
电解质则由浸有KOH溶液的多孔性塑料制成,其电极反应为:负极反应:2H2+4OH-=4H2O+4e -正极反应:O2+2H2O+4e -=4OH-总反应:2H2+O2=2H2O除氢气以外,烃、肼、甲醇、氨等液体或气体,均可作燃料电池的燃料;除纯氧外,空气中的氧气也可以做氧化剂。