高考化学原电池()
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在惰性电极上,各种离子的放电顺序:
阴极(夺电子的能力):Au3+ >Ag+>Hg2+ >Cu2+ >Pb2+ >Fa2+ >Zn2+ >H+ >Al3+>Mg2+ >Na+ >Ca2+ >K+阳极(失电子的能力):S2- >I- >Br– >Cl- >OH- >含氧酸根
注意:若用金属作阳极,电解时阳极本身发生氧化还原反应(Pt、Au除外)
一、原电池是将化学能转化为电能的装置。原电池反应的本质是氧化还原反应。
二、原电池的电极名称
正极:电子流入的电极;发生还原反应;不活泼电极;电极有气体放出
负极:电子流出的电极;发生氧化反应;较活泼电极;电极逐渐溶解
三、原电池的构成条件
1、两极(活泼性不同的两种金属或金属和一种非金属导体)。
2、电解质溶液(存在自发的氧化还原反应)
3、构成闭合回路.
四、加入盐桥后由两个半电池组成的原电池工作原理:
1. 用还原性较强的物质(如:活泼金属)作负极,向外电路提供电子;用氧化性较强的物质作正极,从外电路得到电子。
2. 原电池在放电时,负极上的电子经过导线流向正极,而氧化性较强的物质从正极上得到电子,两极之间再通过盐桥及池内溶液中的阴、阳离子定向运动形成的内电路构成有稳定电流的闭合回路。
五、原电池应用
(1)金属的电化学腐蚀和防护(钢铁)
根据原电池原理,在要保护的金属上连接比该金属更活泼的金属或合金。如用牺牲锌块的方法来保护船身,锌块必须定期更换;用牺牲镁块的方法来防止地下钢铁管道的腐蚀,镁块要定期更换。
(2)常见的化学电源
一次电池:电池中的反应物质进行一次氧化还原反应并放电之后,就不能再次利用。普通干电池
• (-)Zn│NH4Cl+ZnCl2│MnO2,C(+)
•负极(Zn):
Zn–2e- =Zn2+
•正极(MnO
2
和C):
2MnO
2+ 2NH
4
+ +2e- =2MnOOH+2NH
3
•电池总反应:
Zn+2MnO
2+2NH
4
Cl
=2MnOOH+ ZnCl
2+2NH
3
碱性锌锰电池
•(-) Zn│KOH│MnO2 (+)
•负极(Zn):
Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)
2
•正极(MnO
2
):
2MnO
2+2H
2
O+2e- =2MnOOH+2OH-
•电池总反应:
Zn+2MnO
2+2H
2
O=2MnOOH+Zn(OH)
2
•优缺点简析:只能一次使用,不能充电;价格较贵;比能量和储存时间有所提高,适用于大电流和连续放电。
锌银纽扣电池
•(-) Zn│KOH│Ag2O (+)
•负极(Zn):
Zn +2OH- -2e- =ZnO+H
2
O
• 正极(Ag 2O): Ag 2O + H 2O+ 2e - =2Ag+2OH -
• 电池总反应: Zn + Ag 2O = ZnO + 2Ag
二次电池:又称充电电池或蓄电池。放电后经充电可使电池中的活性物质获得重生,恢复工作能力,可多次重复使用。 铅蓄电池
• (-) Pb │H 2SO 4│PbO 2 (+) • 负极(Pb): Pb-2e -+SO 42-=PbSO 4 • 正极(PbO 2):
PbO 2+2e-+4H ++SO 42-=PbSO 4+2H 2O • 电池总反应: Pb+PbO 2+2H 2SO 4=2PbSO 4+2H 2O • ①放电过程
负极:氧化反应 Pb(s)+SO 42-(aq)-2e -=PbSO 4(s) 正极:还原反应
PbO 2(s)+4H+(aq)+SO 42-(aq)+2e-=2PbSO 4 (s) +2H 2O(l) 放电过程总反应:
Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq)=2PbSO 4(s)+2H 2O(l) • ②充电过程
阴极(接电源负极):还原反应 PbSO 4(s)+2e-=Pb(s)+SO 42-(aq) 阳极(接电源正极):氧化反应
2PbSO 4(s)+2H 2O(l)-2e -=PbO 2(s)+4H +(aq)+SO 42-
(aq) 充电过程总反应:
2PbSO 4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO 2(s)+2H 2SO 4(aq) 铅蓄电池的充放电过程: 锌银蓄电池 镍镉电池 锂离子电池
燃料电池:是一种连续地将燃料和氧化剂的化学能直接转化成电能的化学电源,又称连续电池。
氢气、甲醇、天然气、煤气与氧气组成燃料电池
• (-) Pt │H 2│H +│O 2│Pt (+) • 负极(Pt):2H 2-4e -=4H + • 正极(Pt):O 2+4H ++4e -=2H 2O • 电池总反应:2H 2+O 2=2H 2O • (-) Pt │H 2│OH -│O 2│Pt (+) • 负极(Pt):2H 2-4e -+4OH -=4H 2O • 正极(Pt):O 2+2H 2O+4e -=4OH - • 电池总反应:2H 2+O 2=2H 2O 燃料电池的规律
①燃料做负极,助燃剂氧气为正极
②电极材料一般不参加化学反应,只起传导电子的作用。 六、书写电极反应式应注意以下几点:
1.电极反应是一种离子反应,遵循书写离子反应的所有规则(如“拆”、“平”); 2.将两极反应的电子得失数配平后,相加得到总反应,总反应减去一极反应即得到另一极