化学能与电能 知识点

化学能与电能

金属活动性：K、Ｃa、Nａ、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、(Ｈ)、Cｕ、Hｇ、Ag、Pt、Au

一、原电池

１、概念: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。如右图所示,组成的原电池：电解质溶液为稀H２SＯ4

电极反应:

负极（Zｎ电极）:Zｎ -２e -＝Zn 2+（氧化反应）

正极(Cu电极）:2H+＋2ｅ- =Ｈ2↑（还原反应）

总反应：Zn+2H2＋=Zn2++H２↑(离子方程式）

Zn＋H２SＯ4=ZnＳO4+ H2↑ (化学方程式)

2、原电池的形成条件:两极一液一连线

⑴有两种活动性不同的金属（或一种是非金属单质或金属氧化物）作电极。

⑵电极材料均插入电解质溶液中。

⑶两极相连形成闭合电路

⑷内部条件:能自发进行氧化还原反应。

二、化学电池(将化学能变成电能的装置）

分类:①一次电池又称不可充电电池——如:干电池

②二次电池又称充电电池——蓄电池③燃料电池

1、干电池(普通锌锰电池）

干电池用锌制桶形外壳作负极，位于中央的顶盖有铜帽的石墨作正

极,在石墨周围填充NH4Ｃl、ＺnＣl2和淀粉作电解质溶液,还填充

MnO2的黑色粉末吸收正极放出的Ｈ2,防止产生极化现象。电极总的

反应式为：２NH4Cl+2Ｚn＋2MnO２=ZnCl2+2NH3 ↑＋ Mn２O３

+H2O

负极：Zn-2e-=Zn2+正极:2NH４＋＋2e－＝2ＮＨ3+H2

总反应:Zn+２NH4＋=Zn2++２NH3＋H２

2、碱性锌锰干电池

负极是Ｚn，正极是MｎO2,电解质是KOH（代替NH４Ｃl）

3、铅蓄电池

1）电极材料及原料：正极:ＰbＯ2负极:Ｐb

2)电解质溶液:H2SO４溶液

3）电极反应式: ①放电时——负极(Ｐb): Pb- 2e－+ SＯ4 2- =ＰbＳO4

正极(PbO2）: PｂO2+4H+＋SO42-+ 2e－= PbSO4 +2Ｈ２O

总反应：Pb＋PbＯ2＋2H2SO4 =２PbSO４ +２H2Ｏ

②充电过程：aq是溶液；s是固体；l是液体;g是气体

阴极（接电源负极):ＰbSO4(s) +2e-=Pb（s) + SO42- (aq）（还原反应)

阳极(接电源正极）：PbＳＯ4 (s)+2H2Ｏ（l) -2e-＝ＰｂO2(s) + 4Ｈ+(aq)＋SO4２-

（aq）（氧化反应）

放电时负极反应式与充电时阴极反应式刚好相反

铅蓄电池的充放电过程:２PｂSO４(s)+２Ｈ2O(l) Pb(ｓ)+PbO2（s)+2H２ＳO４(aq)

4、燃料电池

燃料电池是利用氢气、天然气、甲醇等燃料与氧气或空气进行电化学反应时释放出来的化学能直接转化成电能的一类原电池。

氢氧燃料电池工作原理