原电池和氧化还原反应
氧化还原反应的电极反应与电池
氧化还原反应的电极反应与电池氧化还原反应（Redox Reaction）是化学中一种重要的反应类型，其涉及原子或离子的电荷转移。
在氧化还原反应中，存在两个关键要素，即电极反应和电池。
一、电极反应电极反应指的是氧化还原反应发生在电极上的过程。
在氧化还原反应中，通常涉及两种类型的电极反应，即氧化反应和还原反应。
1. 氧化反应氧化反应是指物质失去电子，电荷数增加的过程。
在氧化反应中，物质被氧化剂氧化，并失去电子。
典型的氧化反应示例如下：Cu → Cu2+ + 2e-在上述反应中，铜原子（Cu）失去了两个电子，并形成了Cu2+离子。
2. 还原反应还原反应是指物质获得电子，电荷数减少的过程。
在还原反应中，物质被还原剂还原，并接受电子。
典型的还原反应示例如下：2H+ + 2e- → H2在上述反应中，两个氢离子（H+）接受了两个电子，并生成了氢气（H2）。
二、电池电池是将氧化还原反应产生的电能转化为化学能或其它形式能量的装置。
电池可以分为两类，即原电池和电解池。
1. 原电池原电池是指各种电化学反应可以自发进行的电池。
典型的原电池示例是闪光灯电池。
闪光灯电池中，氧化反应和还原反应在两个半电池中进行，通过连接线和负载（如灯丝）将电流引出。
闪光灯电池的反应示例如下：半电池1：Zn(s) → Zn2+(aq) + 2e-半电池2：2MnO2(s) + Zn2+(aq) + 2H2O(l) → 2MnO(OH)(s) +2Zn(OH)2(aq)2. 电解池电解池是指需要外部电源提供电能才能使氧化还原反应进行的电池。
典型的电解池示例是电解水制氢。
在电解水制氢中，水分子在电解池中被分解为氢气和氧气。
电解水制氢的反应示例如下：电解反应：2H2O(l) → 2H2(g) + O2(g)三、应用举例氧化还原反应和电池在生活和工业中有广泛的应用。
以下以几个应用举例：1. 镀金在镀金过程中，氧化还原反应被用来将金属镀层沉积在物体表面。
氧化还原反应原电池
3
Zn Fe
稀H2SO4
4
Zn Cu
稀H2SO4
5
C Fe
稀H2SO4
6
Zn Cu
稀H2SO4
酒精
稀H2SO4
4.特征
书p80讨论
由于正极吸引电子作用，促使负极失去 电子速率增加，反应速度快。
5.结果：
（1）发生能量变化（化学能转变为电能） （2）负极的活泼金属由于失去电子被氧化 而本身被消耗——即被腐蚀。
⑵析氢腐蚀与吸氧腐蚀（以Fe为例）
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强 （pH＜4.3）
水膜酸性很弱或中性
电 极 负极
Fe - 2e → Fe2+
反 应 正极 2H+ + 2e → H2↑
O2+2H2O+4e → 4OH-
总反应式 Fe+2H+→Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O→2Fe(OH)2
正极_2_N_O_3_- _+_4_H_+_+__2_e→__2_N_O__2↑__+_2_H__2O__ 总反应式是C_u_+_4_H__N_O_3_(浓__)_→__C_u_(_N_O_3_)_2+_2_N_O__2↑__+_2_H_2_O_
小结
原电池电极反应式的书写注意事项： (1) 负极氧化失电子(先写)，正极还原得电子。 (2) 要注意溶液的酸碱性，适当的在电极方程式
负极：2Al+8OH- -6e →2AlO2-+4H2O
正极：6H2O + 6e →3H2↑+ 6OH-
稀Na硫O酸H溶溶液液
原电池和氧化还原反应
电池的电动势和 r Gm 的关系
( r Gm )T , p zEF
rG m zE F
式中，z是电池的氧化还原反应式中传递的电子数， F是法拉第常数，即1mol电子所带的电量，其值为 96485C· mol 。这是联系热力学和电化学的重要公 式。
-1
原电池反应的标准平衡常数
表示电极电势的能斯特方程
(r Gm )T , p r G (T ) RT ln (aB )T , p
m B
B
zEF zE F RT ln (aB )T , p
B
B
RT B EE ln (aB )T , p zF B
0.059V B EE lg (aB ) T, p z B
罗马数字表示它的氧化态，写成Fe(III)。
氧化还原氧化还原方程式的配平——氧化数法
原则：还原剂氧化数升高数和氧化剂氧化数降低 数相等。 1. 确定反应物和产物的化学式； 2. 找出氧化剂和还原剂，确定它们氧化数的变化 ；
3. 根据氧化数升高及降低的数值的最小公倍数，
写出并配平稀H2SO4介质下KMnO4与NaCl的反应
2KMnO4 +10NaCl+8H 2SO 4 =2MnSO 4 +5Cl2 +K 2SO 4 +5Na 2SO 4 +8H 2 O
氧化还原方程式的配平——离子电子法
原则：还原剂和氧化剂得失电子数目相等。
1. 确定氧化剂、还原剂和相应的产物（离子形式）；
• 氟在化合物中的氧化数为-1。
氧化还原的基本概念——氧化数
例： K2Cr2O7 Fe3O4 Na2S2O3 Cr ----- +6 Fe ----- +8/3 S ------ +2
氧化还原反应——电极电势：原电池
氧化
Cr2O27- +14H++ 6e- → 2Cr3++7H2O 还原
原电池符号
(-)Pt, Cl2(p) Cl-(c) H+(c2), Cr2O27-(c1), Cr3+(c3) Pt(+)
原电池的表示方法课堂练习
2H2 + O2 → 2H2O
电极反应
H2 - 2e- → 2H+ 氧化 O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O 还原
低氧化态离子靠近电极，中间 用“,”分开。
Sn4+/Sn2+ Sn4+(c1), Sn2+(c2) | Pt (+)
2.原电池的表示方法
注 电极反应中的其它的物质也应 意 写入电池符号,Cr2O72-/Cr3+, O2/OH-
Cr2O72-+14H++ 6e- → 2Cr3++7H2O
H+(c2), Cr2O72(- c1), Cr3+(c3) | Pt (+)
原电池符号
(-) Pt, H2(p1) | H+(c1) || H+(c1), H2O | O2(p2), Pt(+)
注 组成电极中的气体物质应靠近 意 电极，在括号内注明压力。
H+/H2
H+(c1) | H2(p), Pt(+)
(-)Zn | Zn2+(c1) H+(c1) | H2(p), Pt(+)
O2/OH- (-)Pt, O2(p) | OH- (c1)
2.原电池的表示方法
注 电极中含有不同氧化态同种离 意 子时，高氧化态离子靠近盐桥，
原电池工作原理本质是氧化还原反应
原电池工作原理本质是氧化还原反应电池是通过氧化还原反应来实现能量转换的装置，它通过将化学能转化为电能，供给我们所需要的电力。
电池的工作原理可以追溯到化学反应中的氧化还原反应。
氧化还原反应是指一个物质失去电子被氧化，而另一个物质获得电子被还原的过程。
在电池中，两个氧化还原反应同时进行，一个作为阴极反应，一个作为阳极反应。
这两个反应共同产生了电力。
电池实质上是由两个半电池组成的，其中一个半电池是正极，也称为阳极，负责氧化反应；另一个半电池是负极，也称为阴极，负责还原反应。
两个半电池之间通过电解质连接。
在一个典型的电池中，通常有两种基本的原电池工作原理：1.干电池：干电池包含一个锌阳极和一个二氧化锰阴极。
在这个电池中，锌离子被还原为锌金属，而二氧化锰被氧化为二氧化锰。
这个反应产生了电子，形成了电流。
同时，电解质帮助离子在两个半电池之间传递。
2.燃料电池：燃料电池以氢气为燃料，通过氧化还原反应产生电流。
在一个标准的燃料电池中，氢气在阳极处被氧化为氢离子，并且这些氢离子穿过电解质层从阳极运输到阴极。
与此同时，在阴极处，氧气被还原为氧离子，然后与氢离子结合形成水。
无论是干电池还是燃料电池，它们的工作原理都是在两个半电池中进行氧化还原反应，以产生电流。
这个电流可以通过外部电路来提供电力。
总结来说，电池的工作原理本质上是通过氧化还原反应来实现的。
氧化还原反应在两个半电池中同时进行，产生电子和离子运动，从而形成电流。
电流通过外部电路供给我们所需要的电力。
电池的工作原理的深入理解对于我们理解和使用电池具有重要意义。
从氧化还原反应原理分析原电池
氧化还原反应中存在电子的得失，在该反应中，线桥仿佛是一根
导线，假如电子能在导线上流动，就会由电子的转移变成电子的
定向移动，也就形成了电流。因此，并不是所有的反应均可以设
计成原电池，只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。
从单线桥上看，可将导线一端连接在锌极上，另一端当然不可能
直接放在溶液中，因此可将另一端连接在一个能导电的电极上，
解析
由题给电极反应式可知，Ag2O得到电子，发生还原反应，
作原电池的正极。
答案 B
3．电子的流向及离子的流向
整个原电池装置是一个闭合回路，在外电路中(导线)是靠电子的
定向移动导电，在溶液中则是靠阴、阳离子的定向移动导电。在
外电路中，电子是由负极流向正极，电流的方向与电子移动的方
向相反，由正极流向负极。在溶液中，阳离子移向正极，阴离子
电子在导线中实现了定向移动，即形成了电流。这样，化学反应
的化学能就转变成了电能，这样的装置我们称之为原电池。
2．原电池的构成
从以上分析可以看出，原电池是由两个活动性不同的电极、电解
质溶液构成的闭合回路，也就是说原电池的构造是①两个活动性
不同的电极；②电解质溶液；③闭合回路，如下图。
在原电池中，科学上规定把电子流出的一极称为负极(较活泼的金
反应方程式可以很容易地设计原电池装置。
典例3
人造地球卫星上使用的一种高能电池 ——银锌蓄电池，其
电池的电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O ＋2e－===2Ag＋2OH－。据此判断Ag2O是( A．负极，被氧化 C．负极，被还原 B．正极，被还原 D．正极，被氧化 )
生成 PbSO4。根据充电时的总反应，可判断出充电时硫酸的浓度
原电池与氧化还原反应
原电池与氧化还原反应作者：杨丙彦来源：《中学生数理化·自主招生》2019年第08期氧化还原反应和原电池是高考的核心考点，氧化还原反应的本质是电子的转移，而原電池在工作时必须有电子的流动。
可见，原电池是利用了氧化还原反应，把化学能转变成电能。
在高考中，氧化还原反应是基础，原电池是其应用。
一、从氧化还原反应的基础知识看原电池反应原理的考查在氧化还原反应中，反应物所含元素化合价升高的反应叫作氧化反应;反应物所含元素化合价降低的反应叫作还原反应，氧化反应与还原反应既对立又统一。
在原电池中，主要是其工作原理：负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，电子从负极流向正极，在内电路中，由于电势差的作用，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
例如，在把氧化还原反应设计成原电池这类题目中，要用到这些考点。
二、从氧化还原反应的规律——优先律看原电池的考查同时含有几种还原剂时，加入氧化剂将按照还原性由强到弱的顺序依次反应;同时含有几种氧化剂时，加入还原剂将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应，这是氧化还原反应的规律之一：优先律。
而在原电池的考点中，也有这样的考点，当有两种阳离子同时向正极靠近的时候，由于阳离子在正极发生还原反应，是氧化剂，现在有两种氧化剂，当然是氧化性较强的首先放电。
因此，在原电池正负极电极方程式的书写过程中，必须考虑此规律。
不仅如此，还要掌握常见离子的放电顺序：三、从氧化还原反应的规律——守恒律看原电池的考查在氧化还原反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。
利用守恒思想，可以抛开烦琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果，该规律可用于有关氧化还原反应的计算。
（责任编辑谢启刚）。
原电池总反应一定是氧化还原反应
原电池总反应一定是氧化还原反应一、电池的基本原理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。
在电池正极，化学反应导致电子的流失；在负极，化学反应导致电子的获得。
而电池中的电解质则是连接正负极的媒介，通过其中的离子传导完成电荷的平衡。
电池的工作原理基于氧化还原反应，即通过原电池的正负极发生氧化还原反应，从而产生电能。
二、原电池反应的定义原电池是将化学能转化为电能的装置，其工作原理基于氧化还原反应。
在原电池中，正极发生氧化反应，负极发生还原反应，从而产生电能。
原电池反应可以用如下的方程式来描述：总的反应：Anode（氧化反应）+ Cathode（还原反应）→ 电池反应三、原电池反应的机理在原电池反应中，正极和负极的反应过程分别为氧化反应和还原反应。
氧化反应是指物质失去电子的过程，而还原反应是指物质获得电子的过程。
这两个过程是相互关联的，正负极通过电解质的媒介进行电荷平衡，并产生电能。
下面以一个典型的锂电池为例进行说明：1. 正极（Anode）反应：Li → Li+ + e-2. 负极（Cathode）反应：LiCoO2 + e- → Li+ + CoO2总反应：Li + LiCoO2 → 2Li+ + CoO2通过上述反应方程式可以看出，锂电池的正极反应是锂原子向离子的氧化过程，负极反应是钴酸锂化合物接受电子还原的过程，最终形成了锂离子和钴酸盐，产生了电能。
四、普通原电池反应类型原电池反应可以分为原电池和电解质电池两种类型。
其中，原电池是指其中的化学反应不需要与外部电源相联系即可进行，如干电池、锂电池等；电解质电池是指其中的化学反应需要借助外部电源才能进行，如电解池等。
根据反应类型的不同，原电池反应还可以分为氧化性反应和还原性反应。
氧化性反应是指原电池中的正极发生氧化反应，而还原性反应是指原电池中的负极发生还原反应。
这些反应类型的不同会导致电池产生不同的特性，如电压、电流、容量等。
原电池工作原理
原电池工作原理一、概述原电池，也称为化学电池，是一种将化学能转化为电能的装置。
它由两个电极和介质电解质组成，通过化学反应将化学能转化为电能。
本文将详细介绍原电池的工作原理。
二、原电池的组成1. 电极：原电池由两个电极组成，分别是正极和负极。
正极通常由一种金属或金属化合物制成，如铅、锌、银等。
负极通常由一种活泼的金属制成，如铜、铝等。
2. 电解质：电解质是连接正负极的介质，它可以是液态、固态或者是半固态。
电解质中通常含有可溶解的离子，如酸、碱等。
三、原电池的工作原理1. 氧化还原反应：原电池的工作原理基于氧化还原反应。
在原电池中，正极发生氧化反应，负极发生还原反应。
氧化反应是指正极上的金属原子失去电子，形成正离子；还原反应是指负极上的金属离子获得电子，还原为金属原子。
这两个反应共同构成了电池的工作过程。
2. 电子流动：在原电池中，正极和负极之间会产生电子流动。
具体来说，正极释放出电子，负极接受这些电子。
电子在外部电路中流动，从而产生电流。
3. 离子流动：除了电子流动外，原电池中还会发生离子流动。
在电解质中，正极处会释放出正离子，负极处会释放出负离子。
这些离子在电解质中流动，从而维持了电荷平衡。
4. 电位差产生：由于正极和负极发生了氧化还原反应，导致正极和负极之间形成了电位差。
这个电位差是原电池的电动势，也就是电池的电压。
电动势的大小取决于正极和负极的材料以及电解质的性质。
四、原电池的应用原电池广泛应用于日常生活和工业领域。
以下是一些常见的应用：1. 电子设备：原电池常用于电子设备，如手提电脑、手机、数码相机等。
这些设备通常使用锂离子电池或镍氢电池作为原电池。
2. 交通工具：电动车、电动汽车等交通工具也使用原电池作为能源。
锂离子电池和燃料电池是常见的电动车电池。
3. 家庭用品：原电池还广泛用于家庭用品，如闹钟、遥控器、手电筒等。
碱性电池和锂离子电池是常见的家用电池。
4. 工业应用：原电池在工业领域也有广泛应用，如储能系统、备用电源等。
《氧化还原反应》原电池与氧化还原
《氧化还原反应》原电池与氧化还原在化学的世界里，氧化还原反应是一类极其重要的化学反应，而原电池则是氧化还原反应的一种实际应用。
让我们一同走进这个充满奥秘的领域，深入了解氧化还原反应和原电池之间的紧密联系。
首先，我们来聊聊什么是氧化还原反应。
简单来说，氧化还原反应是一种化学反应，在这个过程中，元素的氧化态发生了变化。
这意味着某些元素失去了电子，被氧化了；而另一些元素则得到了电子，被还原了。
举个例子，铁与硫酸铜溶液的反应，铁原子失去电子变成亚铁离子，铁被氧化；铜离子得到电子变成铜原子，铜离子被还原。
氧化还原反应的本质是电子的转移。
电子从一个原子或离子转移到另一个原子或离子，从而导致了氧化态的改变。
这种电子转移可以发生在分子之间、离子之间，甚至是原子与离子之间。
那么，如何判断一个反应是否为氧化还原反应呢？这就需要我们关注元素的化合价变化。
如果在反应中，有元素的化合价升高，那么它发生了氧化反应；如果有元素的化合价降低，那么它发生了还原反应。
只要存在化合价的升降，就是氧化还原反应。
接下来，我们再看看原电池。
原电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它的工作原理正是基于氧化还原反应。
在原电池中，通常有两个电极，一个是正极，一个是负极。
在负极，发生氧化反应，物质失去电子；在正极，发生还原反应，物质得到电子。
电子通过外电路从负极流向正极，从而产生了电流。
比如说，铜锌原电池就是一个常见的例子。
锌片作为负极，在硫酸溶液中，锌原子失去电子变成锌离子进入溶液；铜片作为正极，溶液中的氢离子得到电子变成氢气逸出。
电子从锌片通过导线流向铜片，形成了电流，灯泡就亮起来了。
原电池的构成要件包括两个电极、电解质溶液和形成闭合回路。
电极材料需要具有良好的导电性，并且能够参与氧化还原反应。
电解质溶液则提供了离子迁移的环境，使反应能够持续进行。
原电池在我们的生活中有着广泛的应用。
从常见的干电池、蓄电池到各种新型的燃料电池，它们都在为我们的生活提供便利。
原电池和氧化还原反应.
电极反应 电池反应
负极 Zn ——→ Zn2+ + 2e 正极 Cu2+ + 2e ——→ Cu
Zn + Cu2+ ——→ Zn2+ + Cu
铜锌原电池有两个电极组成式为：
Zn2+│Zn和Cu2+│Cu。
在电池中，电子的方向是从负极流向正极，正 极的电势高于负极。 E = φ+－φ－
自发进行的氧化还原反应组成的原电池，电池 电动势应为正值。
金属越活泼，电势越低；越不活泼，电势越高。 在同一种金属电极中，金属离子浓度越大，电
势越高，浓度越小，电势越低。 温度越高，电势越高。
我们称双电层（double charge layer）结构产 生的电势为电极电势（electrode potential）。
2、标准电极电势
各电极溶液中的离子浓度为1.0mol·L-1，气体的 压力100 kPa。
配成分子方程式
K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 ==== Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
又例如配平碱性介质中： SO32- + MnO4- ——→ SO42- + MnO2 半反应：SO32- ——→ SO42-
SO32- + 2OH- -2e === SO42- + H2O MnO4- +3e ——→ MnO2
氧在化合物中的氧化数为-2，过氧化物如H2O2中， 氧的氧化数为-1，超氧化物中为-1/2，KO2；臭氧 化物为-1/3，KO3，OF2中为+2。
多原子分子或离子中，各元素氧化数的代数和等 于零或等于原子团的电荷数。
氧化还原反应和原电池
一、构成原电池的条件构成原电池的条件有：（1）电极材料。
两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性（非金属或某些氧化物等）；（2）两电极必须浸没在电解质溶液中；（3）两电极之间要用导线连接，形成闭合回路。
说明：①一般来说，能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。
②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极，如K、Na、Ca等。
二、原电池正负极的判断（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的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，该电极附近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。
三、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。
普通化学作业第七章原电池和氧化还原反应
第七章 原电池和氧化还原反应Ⅰ 作业题1、铁棒浸于0.010mol·L -1FeSO 4，锰棒浸于0.100mol·L -1MnSO 4，联结以盐桥。
求：(1) 电池反应的K ；(2) 电池电动势。
(φFe Fe /2+= -0.4402V ，φMn Mn /2+= -1.029V) 2、已知电极反应：Ag +，φAgAg /+=0.7996V ；若向系统中加入NaCl ，当Cl -浓度为1mol·L -1时，达到沉淀溶解平衡，求此时Ag Ag /+φ。
(AgCl 的K sp =1.56×10-10)3、MnO4-+8H +2++4H 2O φ=1.491V ；Cl 2- φ=1.358V 。
(1)两个电极(离子浓度均为1mol/L ，Cl 2的分压为100KPa)组成电池时，求ε。
(2)计算氢离子浓度为10mol/L 时（其余各离子浓度均为1mol/L ，Cl 2的分压为100KPa ）电池电动势。
4、已知Ag +，φAg Ag /+=0.7996V ；-，φAg AgCl /=0.2190V 。
计算AgCl 的K sp 。
Ⅱ 练习题一、是非题1、由元素电势图：Cu 2+182.0Cu +522.0Cu ，可判断Cu +可发生歧化反应。
( )2、电极的φ值越大，表明其氧化态越容易得到电子，是越强的氧化剂。
( )3、在(-)Zn ㄧZnSO 4(1mol/L)‖CuSO 4(1mol/L)ㄧCu(+)原电池中，向ZnSO 4溶液中通入NH 3后，原电池的电动势将升高。
( )4、在由铜片和硫酸铜溶液，银片和硝酸银组成的原电池中，如将硫酸铜溶液稀释，原电池的电动势会减小。
( )5、CuS 不溶于水及盐酸，但能溶于硝酸，因为硝酸酸性比盐酸酸性强。
( )6、电对的电极电势值一定随pH 的改变而改变。
( )7、φA +/A ＞φB +/B ，则可以判定在标准状态下B ++A →B+A +是自发的。
氧化还原反应和原电池
Cu-Zn原电池
电流方向的动画
第五章 氧化还原反应和原电池
电极反应：
Zn片（负极）：Zn(s) ＝ Zn2+ (aq) + 2e （氧化反应）
Cu片（正极）：Cu2+(aq) + 2e ＝ Cu （还原反应）
电池反应：
Zn + Cu2+ (aq) ＝ Zn2+(aq) + Cu
2. 原电池表示方法
Mn2+ + 4H2O 2F－
Mnn/Mn /V
-3.024 -2.931 -2.710 -0.447 0.0000 0.3419 0.5355 0.771 1.232 1.3595 1.51 2.656
三、电极电势及其应用
1.判断氧化剂和还原剂的强弱
（1）根据标准电极电势的大小，可以判断该物质的氧化还 原能力的强弱。
（2）标准电极电势值越大，其氧化型Mn+越容易得到电子， 氧化性越强。
（3）标准电极电势值越小，其还原型M越容易失去电子， 还原性越强。
2.判断氧化还原反应进行的方向
在标准状态下，如果电池的标准电动势E ＞0， 则电池反应 能自发进行；如果电池的标准电动势E ＜0， 则电池反应不
能自发进行。
在非标准状态下，则用该状态下的电动势来判断。氧化剂的 电极电势必须大于还原剂的电极电势，才能满足 E ＞0的条 件。
第五章 氧化还原反应和原电池
（2）氧化还原反应的3种类型
分子间的氧化还原反应
Zn + CuSO4 分子内的氧化还原反应
ZnSO4 + Cu
2KMnO4
自身氧化还原反应
K2MnO4 + MnO2 + O2↑
原电池的原理的应用
原电池的原理的应用1. 原电池的原理简介原电池，也称为干电池或原始电池，是一种最基础的电池类型之一。
它由两个不同金属和一个电解质组成，通过电化学反应产生电流。
原电池中的化学反应将化学能转化为电能，实现了电能的存储和释放。
2. 原电池的原理原电池的工作原理基于两种氧化还原反应：氧化反应和还原反应。
其中，一种金属（如锌）在电解质中发生氧化反应，生成正离子和电子；另一种金属（如铜）则在电解质中发生还原反应，接受正离子和电子。
这两种反应共同构成了原电池中的电化学反应。
3. 原电池的应用领域原电池的原理和特点决定了它在许多领域的广泛应用。
以下是原电池的一些主要应用：3.1 电子设备原电池在电子设备中得到广泛应用，用于供电和供能。
例如，常见的遥控器、手电筒、闹钟等家电设备通常采用原电池作为电源。
由于原电池体积小、重量轻，因此非常适合便携式电子设备。
3.2 汽车工业原电池也在汽车工业中发挥着重要作用。
它被用作汽车的起动电池，供给车辆启动所需的电能。
原电池的高能量密度和较长的使用寿命使其成为汽车启动电源的理想选择。
3.3 光伏电池系统原电池可以与光伏电池系统结合起来，用于储存太阳能电池板产生的电能。
太阳能光伏电池所产生的电能通过原电池存储，可以在夜间或阴天继续供电使用。
3.4 火刑在军事领域中，原电池被广泛应用于导弹、火箭等武器系统中的火刑。
原电池提供了强大的电能，为这些武器系统的可靠性和性能提供了重要保障。
3.5 家庭备用电源原电池还常被用作家庭备用电源。
在停电或其他电力中断时，原电池可以作为临时供电装置，为家庭电器提供电能，保证基本的生活功能正常运行。
4. 原电池的优缺点原电池作为一种常见电池类型，具有以下优缺点：4.1 优点•体积小、重量轻，易于携带和使用。
•使用方便，无需特殊维护。
•较长的使用寿命，可持续较长时间的供电。
4.2 缺点•原电池的电压通常较低，不适用于一些高功率电子设备。
•一旦电池耗尽，无法再充电，需更换新电池。
原电池中的氧化还原反应
原电池中的氧化还原反应英文回答：In the original battery, the oxidation-reduction reaction occurs to generate electrical energy. This reaction involves the transfer of electrons from the oxidizing agent (reducing agent) to the reducing agent (oxidizing agent).For example, in a zinc-carbon battery, the oxidation-reduction reaction occurs between zinc and manganese dioxide. The zinc acts as the reducing agent and undergoes oxidation, losing electrons to form zinc ions. The manganese dioxide acts as the oxidizing agent and undergoes reduction, gaining the electrons released by the zinc. The overall reaction can be represented as follows:Zn(s) + 2MnO2(s) → ZnO(s) + Mn2O3(s)。
In this reaction, the zinc atoms lose electrons and areoxidized to form zinc oxide, while the manganese dioxide gains electrons and is reduced to form manganese(III) oxide.Another example is the reaction in a lead-acid battery. Here, the oxidation-reduction reaction occurs between lead and lead dioxide. The lead acts as the reducing agent and undergoes oxidation, while the lead dioxide acts as the oxidizing agent and undergoes reduction. The overallreaction can be represented as follows:Pb(s) + PbO2(s) + 2H2SO4(aq) → 2PbSO4(s) + 2H2O(l)。
【电化学】原电池反应不一定是氧化还原反应
原电池反应不一定是氧化还原反应原电池反应一定必须是氧化还原反应么？答案是否定的。
有几种原电池的电池反应不是氧化还原反应，如：一、酸碱中和反应酸碱中和反应:H+(aq)+OH－(aq)=H2O(l)，可以以H2或O2作为“中间产物”，电极可以为酸性溶液中的氢电极、碱性溶液中的氢电极、酸性溶液中的氧电极以及碱性溶液中的氧电极。
1．以H2为中间产物正极是酸性氢电极（将铂片表面镀上一层多孔的铂黑，放入酸溶液中，以下类似，略），负极是碱性氢电极。
电极反应和电池反应如下: 正极: 2H+(aq)+ 2e- = H2(g)负极: H2(g)+ 2OH－(aq) -e- = 2H2O电池总反应: H+(aq)+ OH－(aq) = H2O(l)由此设计组装的原电池可表示为:Pt，H2(g)∣OH－(aq)‖H+(aq)∣H2(g)，Pt 2．以O2为中间产物负极是碱性氧电极，正极是酸性氧电极。
电极反应和电池反应如下:正极: O2(g)+ 4H+(aq) + 4e- = 2H2O负极: 4OH－(aq) -4e- = O2(g) + 2H2O电池总反应: H+(aq)+ OH－(aq) =H2O(l)由此设计组装的原电池可表示为:Pt，O2(g)∣OH－(aq)‖H+(aq)∣O2(g)，Pt二、沉淀反应如沉淀反应：Ag+(aq)+ Cl－(aq) =Ag Cl(s)，在设计组装原电池时，可选择金属银作中间产物，正极是氯化银难溶盐电极，负极是金属银电极。
电极反应和电池反应如下:正极: Ag++ e- = Ag负极: Ag -e- + Cl－(aq) = AgCl电池总反应: Ag+(aq)+ Cl－(aq) = AgCl(s)由此设计组装的原电池可表示为:Ag，AgCl∣Cl－(aq)‖Ag+(aq)∣Ag三、沉淀转化如反应：AgCl(s)+ I－(aq) = AgI(s)+ Cl－(aq)，在设计组装原电池时，可选择金属银作中间产物，正极是碘化银难溶盐电极，负极是金属银电极。
原电池工作原理本质是氧化还原反应
电池是一种将化学能转化为电能的装置，它的核心原理是氧化还原反应。通 过改变物质的电子数目，使得自愿变化可以提供电子流。
电池的定义和作用
电池是一种将化学能转化为电能的装置。它在现代生活中的应用非常广泛， 用于提供便携式电源以驱动各种设备和系统。
氧化还原反应的基本概念
氧化还原反应是指物质的氧化态和还原态之间电子的转移过程。氧化态失去 电子，还原态获得电子，反应过程中伴随能量的释放或吸收。
电化学原理和化学反应的关系
电化学原理研究电能与化学反应之间的关系。化学反应可通过控制电子流动来实现，而电化学原理为我 们提供了实现这种控制的方法和理论基础。
电池的种类和分类
电池可以根据不同的化学构成和工作原理进行分类。常见的电池包括干电池、 充电电池、镍镉电池、氢电池、锂离子电池、三元锂电池、钛酸锂电池、铅 酸电池等。
干电池和充电电池的区别
干电池是一次性使用并不可充电的电池，典型的例子是碱性电池。而充电电 池则可以通过外部电源充电和放电循环使用。
镍镉电池和氢电池的特点与应 用
镍镉电池是一种典型的可充电电池，具有高能量密度和长寿命的特点，广泛 应用于便携电子设备和交通工具。氢电池由氢气和氧气反应产生电能，其主 要应用领域包括航天、能源储存等。
锂离子电池的结构和工作原理
锂离子电池由正极、负极和电解质组成。它的工作原理基于锂离子在充电和 放电过程中在正负极之间的迁移，通过控制锂离子的流
- 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)。
和O外的原子，再加H2O进行平衡）。
氧化还原方程式的配平——氧化数法
写出并配平稀H2SO4介质下KMnO4与H2O2的反应
还原产物：MnSO4
氧化产物：O2
2KMnO4 +5H2O2 +3H2SO4 =2MnSO4+5O2 +K2SO4 +8H2O
入H+或OH-以及 H2O，使方程式配平 （反应前 后原子数和电荷数不变） ； 4. 根据得失电子数相等的原则合并2个半反应。
氧化还原方程式的配平——离子电子法 酸性介质中配平的半反应方程式里不应 出现OH –； 碱性介质中配平的半反应方程式里不应 出现H+。
氧化还原方程式的配平——离子电子法
写出并配平稀H2SO4介质下KMnO4与H2O2的反应
氧化还原的基本概念——氧化数
例： K2Cr2O7
Cr ----- +6
Fe3O4
Fe ----- +8/3
Na2S2O3
S ------ +2
Na2S4O6
S ------ +5/2
有时，元素具体以何种物种存在并不十分明确。
如 盐 酸 溶 液 中 ， 铁 除 了 以 Fe3+ 存 在 外 ， 还 可 能 有
氧化还原反应可看作是两个“半反应”之和：
Ox1 + ne = Red1 （还原半反应） Red2 - ne = Ox2 （氧化半反应）
氧化还原的基本概念——氧化数
氧化数是指某元素一个原子的表观电荷数。氧化数 升高即被氧化，氧化数降低即被还原。
确定氧化数的一般原则： • 任何单质中元素的氧化数等于零，H2 Cl2 Ne。 • 多原子分子中，所有元素的氧化数之和等于零。 • 单原子离子的氧化数等于它的电荷数。多原子离 子中所有元素的氧化数之和等于该离子的电荷数。
() Zn(s)│Zn2+ (a1)┊┊Fe3+ (a2 ), Fe2+(a3 )│Pt(s) (+)
原电池
根据电池表示式写出电池半反应(电极反应式)与总 反应：
Zn(s)│ZnSO4 (a1) CuSO4 (a2)│Cu(s)
Zn(s)│Zn2+ (0.1mol L-1) I- (0.1mol L-1), I│2 Pt Zn(s)│Zn2+ (a1)‖ Fe3+ (a2 ), Fe2+(a3 )│Pt
1. 左边为负极，起氧化作用，是阳极； 右边为正极，起还原作用，是阴极。
2. “|”表示相界面， “┆” 表示半透膜， “||”或“┊┊”表示盐桥
3. 需注明温度，不注明就是298.15 K； 4. 需注明物态； 5. 气体需注明压力；溶液需注明浓度。
原电池
原电池的书写 6. 气体电极和氧化还原电极要写出导电的惰性电 极，通常是用镀有铂黑的铂电极。
氧化还原的基本概念——氧化数
• 共价化合物可按元素电负性的大小，把共用电子 对归属于电负性较大的那个原子。 • 氢在化合物中的氧化数一般为+1，但在金属氢化 物，如NaH、CaH2中，氧化数是-1。 • 氧在化合物中的氧化数为-2，但在过氧化物，如 H2O2 、Na2O2中，氧化数为 -1。在超氧化物，如 KO2中，氧化数为-1/2。在氟氧化物，如OF2中， 氧化数为+2。 • 氟在化合物中的氧化数为-1。
第九章 原电池和氧化还原反应
1. 氧化还原的基本概念——氧化数 2. 氧化还原方程式的配平 3. 原电池和电极电势 4. 表示电极电势的能斯特方程 5. 电极电势的应用 6. 氧化还原滴定法
氧化还原的基本概念——氧化数
氧化：失电子
还原：得电子
氧化还原反应的实质是电子的转移。
e
Ox1 + Red2 = Red1 + Ox2
氧化剂：MnO4- 被还原为Mn2+
还原剂：H2O2 被氧化为O2
还原半反应：
MnO4 +8H +5e =Mn2 +4H2O
氧化半反应：
H2O2 2e =O2 +2H
按得失电子数相等的原则合并：
2MnO4 +5H2O2 +6H =2Mn2 +5O2 +8H2O
原电池和电极电势
1. 原电池 2. 电极电势 3. 标准电极电势 4. 电池电动势和化学反应Gibbs自由能的关系 5. 原电池反应的标准平衡常数
写出并配平稀H2SO4介质下KMnO4与NaCl的反应
2KMnO4 +10NaCl+8H2SO4 =2MnSO4 +5Cl2 +K2SO4 +5Na2SO4 +8H2O
氧化还原方程式的配平——离子电子法
原则：还原剂和氧化剂得失电子数目相等。 1. 确定氧化剂、还原剂和相应的产物（离子形式）； 2. 写出还原剂的氧化半反应和氧化剂的还原半反应； 3. 配平半反应：根据反应条件（酸、碱介质），加
原电池
在CuSO4溶液中放入一片Zn片，由于金属Zn比Cu 活泼，将发生下列氧化还原反应：
2e
Zn(s)+Cu2 (aq) Zn2+ +Cu(s)
原电池
阳极 负极
原电池由两个半电池组成。
阴极 正极
原电池
原电池的书写
() Zn(s)│ZnSO4 (a1) ┊┊CuSO4 (a2 )│Cu(s) (+)
FeOH2+, FeCl2+, FeCl2+, …等物种存在，这时常用 罗马数字表示它的氧化态，写成Fe(III)。
氧化还原方程式的配平 1. 氧化数法 2. 离子电子法
氧化还原方程式的配平——氧化数法
原则：还原剂氧化数升高数和氧化剂氧化数降低 数相等。 1. 确定反应物和产物的化学式； 2. 找出氧化剂和还原剂，确定它们氧化数的变化 ； 3. 根据氧化数升高及降低的数值的最小公倍数，
电极电势
负 值
本 体
溶Leabharlann 液双电层r
标准电极电势
任何一个电极的电极电势的绝对值都是无法测量 的。因为只能测定两个电极组成的电池的电动势， 即测量结果是两个电极的电极电势之差。但是， 我们可以选定某种电极作为基准（标准电极）， 规定它的电极电势为零。将待测电极与标准电极 组成一个原电池，通过测定该电池的电动势，即 可得出相对电极电势。
标准电极电势 1. 标准氢电极
Pt | H2 (p ) | H (aH 1)
用镀铂黑的金属铂导电 规定298.15K时
E (H|H2 ) 0
标准电极电势
显然，以标准氢电极为负(阳)极，待测电极为正(阴) 极，所组成的电池的电动势（用符号E表示）即为 待测电极的电极电势（氢标还原电极电势），用符