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(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
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。
新教材高二化学原电池知识点
新教材高二化学原电池知识点原电池是一种能将化学能直接转化为电能的装置。
在新教材的高二化学教学中,原电池知识点是学生们需要深入了解和掌握的内容之一。
本文将就新教材高二化学原电池知识点进行详细阐述。
一、原电池的概念与基本构成1.1 定义:原电池是一种将化学反应中的能量转化为电能的装置。
1.2 基本构成:原电池由两种电极和电解质溶液组成,电解质溶液中的化学反应产生电子,在电极之间形成电流。
二、原电池的工作原理2.1 氧化还原反应:原电池的工作过程基于氧化还原反应,在反应中,一种物质被氧化,同时另一种物质被还原。
2.2 电子转移:在氧化还原反应中,氧化剂接受电子,而还原剂失去电子,产生电子转移。
2.3 能量转化:电子转移引发了电位差,从而使电子在电路中流动,实现了化学能向电能的转化。
三、原电池的分类3.1 原电池按电极材料分类:常见的原电池包括铅酸电池、锌银电池和铜锌电池等。
3.2 原电池按工作方式分类:常见的原电池包括一次性电池和可充电电池。
四、原电池的应用领域4.1 电子设备:原电池广泛应用于各类电子设备,如手机、手提电脑等。
4.2 交通工具:原电池还被用于动力系统,如混合动力汽车和电动车。
4.3 军事领域:原电池在军事设备中起关键作用,如导航系统和通信设备。
4.4 新能源储存:原电池的可再充电性质使其成为新能源储存领域的重要组成部分。
五、原电池的优缺点及未来展望5.1 优点:(1)操作简便:原电池使用方便,无需复杂的接线和维护;(2)高能量密度:相比其他电池,原电池的能量密度较高;(3)环保节能:原电池使用化学反应转化能量,在一定程度上减少对环境的影响。
5.2 缺点:(1)有限寿命:原电池的使用寿命有限,无法满足长期高能耗需求;(2)储能容量限制:原电池的储能容量较小,无法满足大功率设备的需求;(3)废旧处理:废旧原电池的处理和回收存在一定难度。
5.3 未来展望:针对原电池的缺点,科学家和工程师正不断努力改进其性能,例如提高储能容量、延长使用寿命和改善废旧处理等方面。
化学高二上原电池知识点
化学高二上原电池知识点原电池是指将电化学反应中的化学能转化为电能的装置。
原电池也被称为非可逆电池,因为其中的化学反应是不可逆的,一旦反应达到平衡,电池将无法继续输出电能。
在高二化学的学习中,我们需要了解原电池的基本原理、构造和工作原理以及一些实际应用。
一、原电池的基本原理原电池利用两种不同的金属或金属离子间的氧化还原反应来转化化学能为电能。
其中,较容易受氧化的金属叫做负极(即阴极),较容易还原的金属叫做正极(即阳极)。
原电池中的化学反应可以用以下方程式来表示:正极反应:正金属离子 + 电子→ 正金属(在阳极发生)负极反应:负金属→ 负金属离子 + 电子(在阴极发生)在原电池中,负金属的离子从正极向阴极移动,同时释放出电子。
由于电子流动产生了电流,原电池因此能够产生电能。
二、原电池的构造和工作原理原电池通常由负极、正极、导电介质和电解质组成。
负极和正极是原电池中的两个极板,它们通常由不同的金属制成。
负极板通常由锌或镍制成,而正极板则由铜或银制成。
导电介质用于将负极和正极连接起来,允许电子流动。
电解质则负责在电池中维持离子平衡,并促进电子的转移。
原电池的工作原理是基于金属的氧化还原反应。
在原电池中,负极金属自身发生氧化反应,失去了电子并转化为离子。
这些离子通过电解质传输到正极板,同时负极板释放出电子。
正极板接受这些电子,与离子发生还原反应,从而使整个电池保持电中性。
三、原电池的实际应用原电池是我们日常生活中最常见的电源之一。
它们广泛应用于各种电子设备中,如遥控器、手持灯、闹钟等。
原电池的优点是结构简单、体积小、便于携带,并且在短时间内能够提供较大的电流。
然而,原电池也有一些缺点。
首先,原电池的化学反应是不可逆的,一旦反应达到平衡,电池就无法继续输出电能。
其次,原电池的使用寿命有限,当化学反应进行到一定程度时,电池的性能将会逐渐下降。
此外,原电池还会产生废物,如废弃的电池残渣和电池中的化学物质,这对环境造成了一定的污染。
原电池知识点总结
原电池的知识梳理3、只有氧化还原反应才有电子的得失,只有氧化还原反应才可能被设计成原电池(复分解反应永远不可能被设计成原电池).5、无论什么样电极材料、电解质溶液(或熔融态的电解质)构成原电池,只要是原电池永远遵守电极的规定:电子流出的电极是负极,电子流入的电极是正极。
6、在化学反应中,失去电子的反应(电子流出的反应)是氧化反应,得到电子的反应(电子流入的反应)是还原反应,所以在原电池中:负极永远发生氧化反应,正极永远发生还原反应.(1)在外电路:①电流的流向是从电源的正极出发经用电器流向电源的负极。
②电子的流向是从电源的负极出发经用电器流向电源的正极.(2)在内电路:①电解质溶液中的阳离子向正极移动,因为:正极是电子流入的电极,正极聚集了大量的电子,而电子带负电,吸引阳离子向正极移动.②电解质溶液中的阴离子向负极移动,因为:负极溶解失去电子变成阳离子,阳离子大量聚集在负极,吸引阴离子向负极移动。
(硝酸做电解质溶液时,在H+帮助下,NO3-向正极移动得电子放出NO2或NO)10、如果负极产生的阳离子和电解质溶液中的阴离子不能共存,二者将发生反应使得各自的离子浓度减少,并可能伴有沉淀或气体的产生.11、在特定的电解质溶液的条件下:能单独反应的金属做负极,不能单独反应的金属做正极。
例1:两极材料分别是铜片和铝片,电解质溶液是浓硝酸,虽然金属活动性铝比铜活泼,但是由于铝与浓硝酸发生钝化,不再继续反应,而铜与浓硝酸发生氧化反应,在电池中,铜作原电池的负极,铝作原电池的正极。
例2:两极材料分别是镁片和铝片,电解质溶液是氢氧化钠溶液,虽然金属活动性镁比铝活泼,但是由于铝与氢氧化钠溶液发生氧化反应产生氢气,而镁与氢氧化钠溶液不反应,在电池中,铝作原电池的负极,镁作原电池的正极.12、在非氧化性酸的酸性条件下或中性条件下,金属活动性强的金属做负极。
二、应该对比掌握几种原电池原电池电极反应式的书写格式:电极名称(电极材料):氧化还原反应的半反应(氧化还原类型)1、铜锌非氧化性强酸溶液的原电池(伏打电池)(电极材料:铜片和锌片,电解质溶液:稀硫酸)(1)氧化还原反应的离子方程式:Zn+2H+ = Zn2+ + H2↑(2)电极反应式及其意义正极(Cu):2H+ +2e—=H2↑(还原反应);负极(Zn):Zn -2e—=Zn2+ (氧化反应)。
高考化学原电池知识点归纳
高考化学原电池知识点归纳原电池知识是化学考试常考内容,下面是小编为大家整理的关于高考化学原电池知识点归纳,希望对您有所帮助。
欢迎大家阅读参考学习!高考化学原电池知识点归纳一、原电池的原理1.构成原电池的四个条件(以铜锌原电池为例)①活拨性不同的两个电极②电解质溶液③自发的氧化还原反应④形成闭合回路2.原电池正负极的确定①活拨性较强的金属作负极,活拨性弱的金属或非金属作正极。
②负极发生失电子的氧化反应,正极发生得电子的还原反应③外电路由金属等导电。
在外电路中电子由负极流入正极④内电路由电解液导电。
在内电路中阳离子移向正极,阴离子会移向负极区。
Cu-Zn原电池:负极: Zn-2e=Zn2+ 正极:2H+ +2e=H2↑ 总反应:Zn +2H+=Zn2+ +H2↑氢氧燃料电池,分别以OH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二、电解池的原理1.构成电解池的四个条件(以NaCl的电解为例)①构成闭合回路②电解质溶液③两个电极④直流电源2.电解池阴阳极的确定①与电源负极相连的一极为阴极,与电源正极相连的一极为阳极②电子由电源负极→ 导线→ 电解池的阴极→ 电解液中的(被还原),电解池中阴离子(被氧化)→ 电解池的阳极→导线→电源正极③阳离子向负极移动;阴离子向阳极移动④阴极上发生阳离子得电子的还原反应,阳极上发生阴离子失电子的氧化反应。
注意:在惰性电极上,各种离子的放电顺序三.原电池与电解池的比较原电池电解池(1)定义化学能转变成电能的装置电能转变成化学能的装置(2)形成条件合适的电极、合适的电解质溶液、形成回路电极、电解质溶液(或熔融的电解质)、外接电源、形成回路(3)电极名称负极正极阳极阴极(4)反应类型氧化还原氧化还原(5)外电路电子流向负极流出、正极流入阳极流出、阴极流入四、在惰性电极上,各种离子的放电顺序:1、放电顺序:如果阳极是惰性电极(Pt、Au、石墨),则应是电解质溶液中的离子放电,应根据离子的放电顺序进行书写书写电极反应式。
原电池基本知识点总结
原电池基本知识点总结1、原电池的基本情况(1)构成:两极、一液(电解质溶液)、一回路(闭合回路)、一反应(自发实行的氧化还原反应)。
(2)能量转化形式:化学能转化为电能。
(3)电极与电极反应:较活泼的一极是负极,发生氧化反应;较不活泼的一极是正极,发生还原反应。
(4)溶液中阴、阳离子的移动方向:阳离子移向正极;阴离子移向负极。
(5)电子流向:负极(通过导线)→正极;在电解质溶液中,靠阴、阳离子发生定向移动而导电。
2、原电池电极反应规律(1)负极反应(与电极材料相关)①若为活泼电极:金属失去电子生成金属离子(注意:Fe→Fe2+);②若为惰性电极(石墨、铂):通到正极上的H2、CH4等燃料发生氧化反应;②正极反应(与电极材料无关):阳离子放电(常见阳离子的放电顺序为: H+<Cu2+< Fe3+< Ag +)或通到正极上的O2、Cl2等氧化剂发生还原反应。
3、重要原电池的的电极反应式和电池总式(1)铜—锌—稀硫酸电池负极:Zn - 2e- == Zn2+ 正极:2H+ +2e- == H2↑总反应式:Zn+ 2H+ == Zn2+ + H2↑Zn+ H2SO4== ZnSO4+ H2↑(2)铜—锌—硫酸铜溶液电池负极:Zn - 2e- == Zn2+ 正极:Cu2+ + 2e- == Cu总反应式:Zn+ Cu2+ == Zn2+ + Cu Zn+ CuSO4 == ZnSO4+ Cu(3) 铜—石墨—FeCl3溶液电池负极:Cu - 2e- == Cu2+正极:2Fe3++ 2e- == 2Fe2+总反应式:2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 2FeCl3 + Cu == 2FeCl2+ CuCl2*(4)铅蓄电池负极:Pb+SO42--2e- == PbSO4正极:PbO2+4H++SO42- +2e- == PbSO4+2H2O电池总反应:Pb+PbO2+2H2SO4=2PbSO4+2H2O(5)氢氧燃料电池①电解质溶液为KOH溶液负极:2H2+4OH--4e- =4H2O 正极:O2+2H2O+4e-=4OH-②电解质溶液为稀硫酸负极:2H2-4e- =4H+ 正极:O2+4H++4e-=2H2O电池总反应:2H2+ O2=2H2O(6)钢铁的电化学腐蚀①吸氧腐蚀负极:2Fe - 4e- == 2Fe2+ 正极:O2+2H2O+4e-=4OH-总反应式:2Fe + O2+2H2O=2Fe(OH)2②析氢腐蚀负极:Fe - 2e- == Fe2+ 正极:2H+ +2e- == H2↑总反应式:Fe+ 2H+ == Fe2+ + H2↑4、金属腐蚀(1)金属腐蚀的类型:化学腐蚀和电化学腐蚀。
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作为一种常见的电化学装置,广泛应用于我们的生活和工业生产中。
在高二的学习中,我们需要掌握关于化学原电池的基本概念、原理和应用。
下面是对化学原电池知识点的详细总结。
一、化学原电池的概念化学原电池是一种通过化学反应将化学能转化为电能的装置。
它由两个半电池组成,每个半电池都包含一个电解质溶液和一个电极。
其中,负极反应产生电子,正极反应接受电子,两个半电池通过外部电路连接,使电子在外部电路中流动,从而产生电流。
二、化学原电池的原理1. 电极反应在化学原电池中,负极受到氧化反应,正极受到还原反应。
负极被称为阳极,正极被称为阴极。
氧化反应发生在阳极,负极物质被氧化为离子和电子;还原反应发生在阴极,正极物质接受电子并发生还原反应。
2. 电解质溶液电解质溶液在化学原电池中起着重要的作用。
它提供了溶解的离子,在反应中扮演着载流子的角色,维持了电池中的电中性。
广义上,电解质溶液可分为酸性电解质溶液和碱性电解质溶液。
常见的酸性电解质溶液有硫酸、盐酸等,碱性电解质溶液有氢氧化钠、氢氧化钾等。
三、化学原电池的应用1. 储能装置化学原电池是重要的储能装置,被广泛应用于便携式设备、无线麦克风等。
通过将化学能转化为电能,化学原电池为我们的日常生活提供了方便。
2. 电化学实验通过化学原电池可以进行一系列重要的电化学实验,如电解水制氢、电镀、化学感应等。
这些实验不仅有助于我们的学习,还拓宽了我们的科学视野。
3. 工业应用化学原电池在工业生产中具有广泛的应用。
比如,电镀行业使用化学原电池进行金属表面的镀铬、镀镍等加工,提高了产品的质量和外观。
四、化学原电池的举例1. 锌铜电池锌铜电池是一种常见的化学原电池,也是高中化学实验中常用的电池之一。
其中,锌作为负极,在硫酸溶液中氧化形成离子和电子;铜作为正极,接受电子并发生还原反应。
2. 锂电池锂电池是一种高效的化学原电池,常用于电子设备和电动车中。
锂离子在锂电池中沿着电解质溶液中的离子通道来回移动,在负极经历一系列的化学反应,将化学能转化为电能。
原电池知识点原理总结
原电池知识点原理总结原电池的原理主要是依据化学还原和氧化反应而实现的。
原电池的工作原理可以通过以下几个方面来说明。
1. 电化学反应原电池的工作基础是电化学反应,它由化学能转换成电能。
在原电池中,正极和负极之间的电化学反应导致电荷转移和电流产生。
通过化学反应生成电流,实现能量转化。
2. 正极和负极原电池是由正极、负极和电解质组成的。
正极是还原剂,它接受电子产生电流。
而负极是氧化剂,它释放电子产生电流。
而电解质则是连接正负极并传递离子的介质,它可以是固体、液体或者凝胶。
3. 化学反应正极和负极之间的化学反应产生电流。
正极接受电子并发生还原反应,负极释放电子并发生氧化反应。
这些反应导致电荷平衡的不断转移,从而产生电流。
常见的原电池反应包括铅酸电池的反应(负极:Pb + SO4 → PbSO4 + 2e−,正极:PbO2 + 4H+ + SO4 + 2e− → PbSO4 + 2H2O)和碳-锌电池反应(负极:Zn + 2OH− → Zn(OH)2 + 2e−,正极:2MnO2 +2H2O + 2e− → Mn2O3 + 4OH−)。
4. 电解质传递电解质在原电池中的作用是传递离子,使得正负极之间的反应不断进行。
电解质可以是固态的,也可以是液态的。
它们通过离子传递的方式,保持了电池的正常工作。
5. 电动势原电池的电动势是指电池在不通电的情况下,正负极之间的电势差。
电动势是由化学反应产生的,它可以通过测量电池的开路电压来判断。
铅酸电池的电动势通常为2V左右,碳-锌电池的电动势通常为1.5V。
6. 放电过程原电池在工作中会发生放电过程,即化学能转化为电能的过程。
在放电过程中,正负极之间的化学反应导致电流产生,从而驱动外部电路工作。
放电过程是电池发挥功能的基础,同时也是电能转换的关键环节。
在实际应用中,原电池主要用于一次性电子设备、手持电器、照明设备和医疗器械等领域。
然而,随着新能源技术的发展,原电池的使用范围受到了一定程度的限制。
高二化学原电池知识点
高二化学原电池知识点原电池是一种将化学能转化为电能的装置,由于其简单、方便和高效的特点,被广泛应用于各个领域。
在高二化学学习中,我们需要了解一些关于原电池的基本知识点。
本文将为你介绍原电池的构成、原理、分类和应用。
一、原电池的构成原电池是由两种或两种以上的电极以及它们之间的电解质构成的。
电极分为阳极和阴极,电解质是连接电极的导电溶液或者固体。
阳极是发生氧化反应的电极,阴极是发生还原反应的电极。
电解质则是使阳极和阴极之间可以传递离子或电子的介质。
二、原电池的工作原理原电池的工作原理可简单归纳为“氧化-还原”反应。
在原电池中,阳极发生氧化反应,阴极发生还原反应,产生的电子沿外电路流动,从而产生电流。
三、原电池的分类原电池可以根据电解质的形式、电极的材料以及反应方式进行分类。
根据电解质的形式,原电池可分为液体电池和固体电池。
液体电池中的电解质为溶液,而固体电池则使用固体电解质。
根据电极的材料,原电池可分为单金属电池、双金属电池和燃料电池。
根据反应方式,原电池可分为非可逆电池和可逆电池。
四、原电池的应用原电池在生活中有许多应用。
最常见的原电池就是干电池,它广泛应用于遥控器、手电筒等小型电子设备中。
其他的应用包括锂电池、镉镍电池、氢燃料电池等。
锂电池因其高能量密度和长寿命被广泛应用于电动汽车和移动设备。
氢燃料电池则是一种清洁能源,在交通和能源供应方面具有重要的应用前景。
五、原电池的优缺点原电池作为一种便携式和经济实惠的能源装置,具有许多优点。
首先,原电池的使用寿命相对较长,可以在不同环境下使用。
其次,原电池的启动和关闭非常方便,可以根据需要进行控制。
但是,原电池也存在一些缺点,例如能量储存密度低,所储存的电能有限。
此外,废旧电池处理也成为一个环境问题,需要加强回收和处理工作。
总结:高二化学学习中,了解原电池的构成、原理、分类和应用是必不可少的。
原电池作为一种将化学能转化为电能的装置,为我们的生活和工作提供了许多便利。
高二原电池的知识点归纳
高二原电池的知识点归纳原电池是一种可以将化学能转化为电能的装置,由于其结构简单、使用方便,被广泛应用于各个领域。
在高二物理学习中,了解原电池的相关知识点对于理解电流、电势差等概念至关重要。
下面将对高二原电池的知识点进行归纳。
一、原电池的定义原电池指的是由两种不同金属和其溶液(电解质溶液)组成的电池。
其中,两种金属分别充当正负极(电极),电解质溶液则起到导电和催化反应的作用。
二、原电池的工作原理原电池的工作原理基于化学反应。
在原电池中,正极金属被氧化,负极金属被还原,金属离子在电解质溶液中传递,从而产生电流。
三、原电池的主要特点1. 电动势:原电池产生的电势差称为电动势,通常用符号ε表示。
电动势是原电池性能的重要指标,不同的原电池有不同的电动势。
2. 极化现象:当原电池连续工作一段时间后,电极表面会出现一层特殊的物质膜,称为极化膜。
极化膜降低了原电池的效率,影响其使用寿命。
3. 电池内阻:电池中存在内阻,内阻大小取决于原电池本身的性质和工作状态。
四、常见的原电池类型1. 干电池:干电池是最常见的原电池类型之一,其内部使用的电解质是碱性或酸性的浓溶液。
2. 锂离子电池:锂离子电池是目前应用最广泛的可充电电池之一,其电解质为溶于有机溶剂中的锂盐。
五、原电池的使用注意事项1. 避免过度放电:原电池应避免过度放电,以免损坏电池和电器设备。
2. 妥善处理废弃电池:废弃电池对环境和人体健康有害,应妥善投放到指定的回收点。
六、高二原电池的实验案例在高二物理实验中,学生们有机会进行一些与原电池相关的实验,以加深对原电池知识的理解。
例如,使用不同金属和电解质溶液组成原电池,测量电动势、内阻等参数,并观察电流的变化。
通过以上归纳,我们对高二原电池的相关知识点有了更清晰的了解。
理解原电池的定义、工作原理、特点和常见类型,以及注意事项和实验案例,可以帮助我们更好地理解物理学中的电流和电势差等概念,为进一步学习电路和电磁学奠定基础。
- 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)。
高二化学原电池知识点总结Prepared on 22 November 2020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+==2H2 O;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,气体分压为,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=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 + 2H2 O == 2Fe(OH)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- → 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-=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)+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 3、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。