电化学基础化学电源
化学电源知识点总结高中
化学电源知识点总结高中电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它由正极、负极和电解质组成。
正极是电池中发生氧化反应的部分，负极是电池中发生还原反应的部分，电解质是电池中传递离子的介质。
电池的工作原理是通过正负极之间的化学反应来产生电流，从而实现能量转换。
一、电化学基础1. 电解质电解质是将电解质溶液或熔融状态下的物质，在电场作用下，能够发生电离分解的化合物。
2. 氧化还原反应在电池中，正极发生氧化反应，负极发生还原反应。
氧化还原反应是通过电子的转移来实现能量转换。
正极失去电子，负极得到电子。
电子流就是电流。
3. 极化极化是指在电池放电或充电过程中，在正负极之间因为化学反应而产生的电阻。
极化影响着电池的性能和寿命。
4. 腐蚀腐蚀是指金属表面因为化学反应而失去电子，从而导致金属表面受到损害。
在电池中，腐蚀会降低金属电极的性能和寿命。
5. 循环寿命电池的循环寿命是指电池在充放电循环中能够维持性能和容量的次数。
循环寿命是评价电池品质的重要指标。
二、主要类型的化学电源1. 铅酸电池铅酸电池是一种使用硫酸和铅阳极、铅负极的化学电源。
它常用于汽车、UPS等应用场合。
铅酸电池的优点是价格便宜、容量大，但缺点是循环寿命短、自放电率高。
2. 锂离子电池锂离子电池是一种以锂金属或锂化合物为正极材料的电池。
它具有高能量密度、轻量化、无污染等优点，是目前最常用的可充电电池。
3. 碱性电池碱性电池是一种以碱性电解质、锌和锌化合物为正极材料的电池。
它广泛应用于绝大多数便携式电子产品中。
4. 镍氢电池镍氢电池是一种以镍氢化物和氢氧化镍为正负极材料的电池。
它是一种目前广泛应用于移动电子产品的可充电电池。
5. 铅碳电池铅碳电池是在铅酸电池的基础上，通过添加碳材料改进而成。
它具有高倍率放电性能和长循环寿命，广泛应用于电动车和储能系统中。
三、电池的寿命和性能评估1. 容量电池的容量是指电池所储存的电能，单位为安时（Ah）。
容量大小决定了电池可以提供的电流和使用时间长短。
电化学基础-PPT课件
3. 氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，
它可以取代会产生镉污染的镉镍电池。氢镍
电池的总反应式是：
1/2H2+NiO(OH)
Ni(OH)2
CD
据此反应判断，下列叙述中正确的是（ ）
A. 电池放电时，负极周围溶液的pH不
断增大
B. 电池放电时，镍元素被氧化
C. 电池充电时，氢元素被还原
D. 电池放电时，H2是负极
Ag
电解质溶液Y是__A_g_N__O_3_溶__液_；
(2)银电极为电池的___正_____极，CuSO4溶液 Y
发生的电极反应为__A_g_＋__＋__e_－__=_A__g___
X电极上发生的电极反应为
__C_u___-2__e_－___=__C__u_2_＋__________；
(3)外电路中的电子是从__负__(_C_u_电) 极流向
14
６. 双液原电池的工作原理（有关概念）
（１）盐桥中装有饱和的KCl溶液和琼脂制成的 胶冻，胶冻的作用是防止管中溶液流出
（２）盐桥的作用是什么？
可提供定向移动的阴阳离子，
使由它连接的两溶液保持电
中性，盐桥保障了电子通过
外电路从锌到铜的不断转移
，使锌的溶解和铜的析出过 程得以继续进行。
盐桥的作用： （1）形成闭合回路。
？思考
1、银器皿日久表面逐渐变黑色，这是由于生成硫
化银，有人设计用原电池原理加以除去，其处理方 法为：将一定浓度的食盐溶液放入一铝制容器中， 再将变黑的银器浸入溶液中，放置一段时间后，黑 色会褪去而银不会损失。 试回答：在此原电池反应中，负极发生的反应
为 Al -3e- = Al3＋ ； 正极发生的反应为 Ag2S+2e- = 2Ag；+S2-
【电化学】第五章 电化学能量转换和储存
2Na+5S=Na2S5
(初期)
2Na+4Na2S5=5Na2S4 (中、后期)
2Na+Na2S4=2Na2S2 (后期，Na2S5耗尽后)
二、固体电解质电池
与溶液型电解质电池相比，其特点是贮存寿命长，使用 温度范围广，耐振动及冲击，没有泄漏电解液或产生气体 等问题，能制成薄膜，做成各种形状和微型化。但是固体 电解质的电导率低于液态电解质溶液，常温时电他的比功 率和比能量较低，容易出现极化，不易适应工作时体积变 化
第三节 蓄 电 池
一、铅酸蓄电池
1、 铅酸蓄电池分类、结构和工作原理
铅酸蓄电池分类
启动用蓄电池
固定型蓄电池
牵引用蓄电池
摩托车用蓄电池
按用途分
船舶用蓄电池
航空用蓄电池
坦克用蓄电池
铁路客车用蓄电池
航标用蓄电他
矿灯用蓄电池等
三.锌汞电池和锌银电池
1.锌汞电池
Zn(含少量Hg)｜30-40%KOH(ZnO饱和)｜HgO，Hg 负极反应 Zn+4OH- = Zn(OH)42-+ 2e
（6）自放电
第三节 蓄 电 池
3、密封式铅酸电池 使电池达到气密有三个途径：
（1）气相催化法 （2）辅助电极式 （3）阴极吸收式
二、镉镍蓄电池 碱性蓄电池是使用KOH或NaOH电解液的二次电池的
总称。包括镉镍、镉银、锌银、锌镍、氢镍等蓄电池 镉镍电池的优点：①对进行高率放电；②低温特性好；
③循环寿命长；④即使完全放电，性能也不怎么下降； ⑤易于维护；⑥易于密闭化。缺点主要是电压较低
三、电池的命名和型号 自学！！
第二节 用锌作负极的电池
一、锌锰干电池 锌－二氧化锰电池常称锌锰十电池，正极为二氧
高二化学选修4课件：第4章 电化学基础
预习全程设计
第
一
节
名师全程导学
原
电
案例全程导航
池
训练全程跟踪
原电池及其工作原理 1．概念
把 化学 能转化为 电 能的装置．
Hale Waihona Puke 2．实验探究实验 现象
两个 Zn棒逐渐变 细 ，Cu棒逐渐变粗
烧杯中
外线路中
电流表指针 偏转
两个半 左烧杯
Zn－2e－===Zn2＋
反应 右烧杯
Cu2＋＋2e－===Cu
(5)根据反应现象判断．电极溶解的一极是负极．有固体 析出或有气体放出的一极是正极．
2．电极反应式的书写 (1)分清负极发生氧化反应，一般是本身被氧化，正极发
生还原反应，一般是电解质中的阳离子得电子． (2)看清电解质，电极反应中生成的离子能否存在． (3)注意得失电子守恒．
[特别关注] 原电池的电极类型不仅跟电极材料有关，还与电解
1．构成原电池电极的材料必须是活动性不同的两种金
属
()
提示：错误．只要能导电，非金属如石墨也可以作
原电池的正极材料，也有一些金属氧化物能够用于
作原电池的正极．
2．电池工作时，负极材料必须失电子被氧化 ( ) 提示：错误．有些燃料电池是利用燃烧的反应设计 而成的，如氢氧燃料电池、甲烷燃料电池等，都是 被燃烧物在负极处发生氧化反应，而负极材料并不 消耗．
烧过程(能量转换化仅30%多)，有利于节约能源．
上述列举的化学电源与Cu－Zn(H2SO4)原电池的原理是 否相同？ 提示：原理相同，都是设置特定装置，将自发进行的氧 化还原反应中转移的电子，通过外电路从负极流向正极， 从而产生电流.
1．任何电池，电量耗完后都可以充电使它恢复能量( ) 提示：错误．只有二次电池(可逆电池)才可以充电，不 可逆电池则不能充电．
高考化学一轮复习 第9章 电化学基础 高考热点课7 高考中的新型化学电源教学案
【高考中的新型化学电源】之小船创作 命题分析：以新型化学电源为命题背景考查原电池的结构和工作原理是高考的热点；涉及的新型化学电源种类繁多，如储氢电池、高铁电池、海洋电池、锂离子电池等。
解答此类题，不要被新材料、新情境所吓倒，只要学会迁移运用常见化学电源工作原理，正确判断正负极，写出电极反应式就能破题。
1．正、负极的判断新型电池中⎩⎪⎨⎪⎧ 负极材料⎩⎪⎨⎪⎧元素化合价升高的物质发生氧化反应的物质正极材料⎩⎪⎨⎪⎧ 元素化合价降低的物质发生还原反应的物质2．放电时正极、负极电极反应式的书写(1)首先分析物质得失电子的情况。
(2)然后再考虑电极反应生成的物质是否跟电解质溶液中的离子发生反应。
(3)对于较为复杂的电极反应，可以利用“总反应式－较简单一极的电极反应式＝较复杂一极的电极反应式”的方法解决。
3．充电时阴极、阳极的判断(1)首先应搞明白原电池放电时的正、负极。
(2)再根据电池充电时阳极接正极、阴极接负极的原理进行分析。
(3)电极反应式：放电时的负极与充电时的阴极、放电时的正极与充电时的阳极分别互逆。
4．可充电电池的分析(1)“正正负负”——原电池的正极充电时要与外接电源的正极相连，原电池的负极充电时要与外接电源的负极相连。
(2)“颠颠倒倒”——原电池的正极反应倒过来，就是充电时电解池的阳极反应式。
原电池的负极反应倒过来，就是充电时电解池的阴极反应式。
[解析]该反应中，可产生电流，反应条件比较温和，没有高温高压条件，A正确；该生物燃料电池中，左端电极反应式为MV＋－e－===MV2＋，则左端电极是负极，应为负极区，在氢化酶作用下，发生反应H2＋2MV2＋===2H＋＋2MV＋，B错误；右端电极反应式为MV2＋＋e－===MV＋，是正极，在正极区N2得到电子生成NH3，发生还原反应，C正确；原电池中，内电路中H＋通过交换膜由负极区向正极区移动，D正确。
[答案]B(2019·广东汕头高三期末)我国科学家开发设计一种天然气脱硫装置，利用如图装置可实现：H2S＋O2―→H2O2＋S。
电化学基础知识
电化学基础知识整理1.原电池原电池是将化学能转化为电能的装置原电池原理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.2.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—＝ZnOH2正极：2MnO2＋2H2O ＋2e—＝2MnOOH ＋2OH—总反应：Zn ＋2MnO2＋2H2O＝2MnOOH ＋ZnOH2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—＝ZnOH2正极：Ag2O＋H2O＋2e—＝2Ag＋2OH－总反应：Zn＋Ag2O＋H2O＝ZnOH2＋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,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PbO2,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：Pbs＋SO42－aq－2e－＝PbSO4s氧化反应正极：PbO2s＋SO42－aq十4H＋aq＋2e－＝PbSO4s＋2H2O l还原反应总反应：Pbs＋PbO2s＋2H2SO4aq＝2PbSO4s十2H2O l铅蓄电池充电的反应是上述反应的逆过程：阴极：PbSO4s＋2e－＝Pbs＋SO42－aq还原反应阳极：PbSO4s＋2H2O l －2e－＝PbO2s＋SO42－aq十4H＋aq氧化反应总反应：2PbSO4s十2H2O l ＝Pbs＋PbO2s＋2H2SO4aq可以把上述反应写成一个可逆反应方程式：Pbs＋PbO2s＋2H2SO4aq 2PbSO4s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;3甲烷燃料电池KOH做电解质用金属铂片插入KOH溶液作电极,又在两极上分别通甲烷燃料和氧气氧化剂;电极反应式为：负极：CH4＋10OH－－8e＝CO32-＋7H2O；正极：4H2O＋2O2＋8e＝8OH;电池总反应式为：CH4＋2O2＋2KOH＝K2CO3＋3H2O知识拓展：海洋电池1991年,我国首创以铝－空气－海水为能源的新型电池,称之为海洋电池;它是一种无污染、长效、稳定可靠的电源;海洋电池彻底改变了以往海上航标灯两种供电方式：一是一次性电池,如锌锰电池、锌银电池、锌空气电池等;这些电池体积大,电能低,价格高;二是先充电后给电的二次性电源,如铅蓄电池,镍镉电池等;这种电池要定期充电,工作量大,费用高;海洋电池,是以铝合金为电池负极,金属Pt、Fe网为正极,用取之不尽的海水为电解质溶液,它靠海水中的溶解氧与铝反应产生电能的;我们知道,海水中只含有%的溶解氧,为获得这部分氧,科学家把正极制成仿鱼鳃的网状结构,以增大表面积,吸收海水中的微量溶解氧;这些氧在海水电解液作用下与铝反应,源源不断地产生电能;两极反应为：负极：Al：4Al－12e－＝4Al3＋正极：Pt或Fe等：3O2＋6H2O十12e－＝12OH－总反应式：4Al＋3O2十6H2O＝4AlOH3↓海洋电池本身不含电解质溶液和正极活性物质,不放入海洋时,铝电极就不会在空气中被氧化,可以长期储存;用时,把电池放入海水中,便可供电,其能量比干电池高20～50倍;电池设计使用周期可长达一年以上,避免经常交换电池的麻烦;即使更换,也只是换一块铝板,铝板的大小,可根据实际需要而定;海洋电池没有怕压部件,在海洋下任何深度都可以正常了作;海洋电池,以海水为电解质溶液,不存在污染,是海洋用电设施的能源新秀;3. 电解池一电解原理⑴．电解质溶液的导电我们知道,金属导电时,是金属内部的自由电子发生的定向移动,而电解质溶液的导电与金属导电不同;通电前电解质溶液中阴、阳离子在溶液中自由地移动；通电后在电场的作用下,这些自由移动的离子改作定向移动,带负电荷的阴离子由于静电作用向阳极移动,带正电荷的阳离子则向阴极移动;电极名称：电解池中与直流电源负极相连的电极叫阴极,与直流电源正极相连的电极叫阳极;物质能否导电是由其内部能否形成定向移动的自由电荷所决定的,对金属就是自由电子,而对电解质溶液就是自由移动的阴阳离子;⑵．电解①概念：使电流流过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程叫电解;②电子流动的方向：电子从外接直流电源的负极流出,经导线到达电解池的阴极,电解池溶液中的阳离子移向阴极,并在阴极获得电子而被还原,发生还原反应；与此同时,电解池溶液中的阴离子移向阳极,并在阳极上失去电子也可能是阳极很活泼而本身失去电子而被氧化,发生氧化反应;这样,电子又从电解池的阳极流出,沿导线而流回外接直流电源的正极;③电极反应的类型：阳极反应为氧化反应,阴极反应为还原反应,故而阴极处于被保护的状态,而阳极则有可能被腐蚀;⑶．电解池与原电池的联系与区别能量转变化学能转变为电解电能转变为化学能反应自发能自发进行的氧化还原反应反应一般不能够自发进行,需电解条件性举例Zn+CuSO4=Cu+ZnSO4CuClCu+Cl2↑2装置特点无外接直流电源有外接直流电源相似之处均能发生氧化还原反应,且同一装置中两个电极在反应过程中转移电子总数相等;重点出击：原电池与电解池的判断⑴判断下图是原电池、电解池还是电镀池,为什么2延伸有人设计以Pt和Zn为电极材料,埋入人体内作为某种心脏病人的心脏起搏的能源;它依靠人体内含有一定浓度的溶解氧进行工作,下列各种叙述中错误的是A: Pt是正极B: 负极反应：C: 正极反应：D 正极反应：小结与反思：原电池、电解池、电镀池判定规律：若无外接电源,可能是原电池,然后依据原电池的形成条件分析判定；若有外接电源,两极插入电解质溶液中,则可能是电解池或电镀池;当阳极金属与电解质溶液中的金属阳离子相同则为电镀池,其余情况为电解池;4．实验分析：电解CuCl2溶液1电极材料阴极可用惰性电极,甚至较活泼的金属,但阳极需使用惰性电极,否则会发生氧化反应而溶解;2惰性电极一般指金、铂、石墨电极,银、铜等均是活性电极;3实验现象：通电后,电流表指针发生偏转,阴极石墨棒上析出一层红色固体,阳极表面有气泡放出,可闻到刺激性气味;4淀粉碘化钾试纸的作用：检验阳极产物是否为Cl2;使用时应先润湿并缠于玻棒端或用镊子夹持,作用时间不宜太久,否则变蓝后会被Cl2漂白;二、电解的应用I．电解饱和食盐水反应原理1．实验分析：电解饱和食盐水在U型管里装入饱和食盐水,滴入几滴酚酞试液,用碳棒作阳极、铁棒作阴极,将湿润的碘化钾淀粉试纸放在阳极附近,接通电源,观察管内发生的现象及试纸颜色的变化;注意：铁棒不可作阳极,否则发生Fe－2e－=Fe2+；碘化钾淀粉试纸需事先用水润湿;现象：阴、阳两极均有气体放出,阳极气体有刺激性气味,能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝；阴极区域溶液变红;说明阴极区域生成物为碱性物质与H2,阳极产物是Cl2;2．电解饱和食盐水反应原理饱和食盐水成分：溶液存在Na+、Cl－、H+、OH－四种离子;电极反应式：阴极：2H+＋2e－=H2↑还原反应；阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑氧化反应;实验现象解释：1阴极区域变红原因：由于H+被消耗,使得阴极区域OH－离子浓度增大实际上是破坏了附近水的电离平衡,由于K W为定值,cH+因电极反应而降低,导致cOH－增大,使酚酞试液变红;2湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝原因：氯气可以置换出碘化钾中的碘,Cl2+2KI=2KCl+I2,I2使淀粉变蓝;注意：如果试纸被熏蒸的太久,蓝色会因为湿氯气的漂白作用而褪去;电解饱和食盐水的总反应式：该电解反应属于放氢生碱型,电解质与水均参与电解反应,类似的还有K2S、MgBr2等;II、铜的电解精炼1．原理：电解时,用粗铜板作阳极,与直流电源的正极相连；用纯铜板作阴极,与电源的负极相连,用CuSO4溶液加入一定量的硫酸作电解液;CuSO4溶液中主要有Cu2+、、H+、OH－,通电后H+和Cu2+移向阴极,并在阴极发生Cu2++2e－=Cu,OH－和移向阳极,但阳极因为是活性电极故而阴离子并不放电,主要为阳极活泼及较活泼金属发生氧化反应而溶解,阳极反应：Cu－2e－=Cu2+;电解过程中,比铜活泼的Zn、Fe、Ni等金属杂质,在铜溶解的同时也会失电子形成金属阳离子而溶解,此时阴极仍发生Cu2++2e－=Cu,这会导致电解液浓度不发生变化；Ag、Au不如Cu易失电子,Cu溶解时它们以阳极泥沉积下来可供提炼Au、Ag等贵金属;该过程实现了提纯铜的目的;离子在电极上得失电子的能力与离子的性质、溶液的浓度、电流的大小、电极的材料等都有关系;中学阶段我们一般只讨论电极材料的性质、离子的氧化性强弱和还原性强弱对它们得失电子能力的影响2．电极反应中得失电子的规律1阳极上失电子的规律应首先看电极材料是惰性电极,还是活性电极,如是惰性电极,则由溶液中的阴离子失去电子,阴离子的还原性越强越易失电子,阴离子的放电顺序为：S2->I－>Br－>Cl－>OH－>含氧酸根离子；如是活性电极,则这些金属首先失去电子进入溶液,此时溶液中其他离子不再失电子;2阴极上得电子的规律阴极上只能由溶液中阳离子获得电子,阳离子氧化性越强越易得电子,阳离子放电顺序一般为：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+酸>Fe2+>Zn2+>H+盐溶液3变价的金属Fe在作阳极发生氧化反应时电极反应为：Fe－2e－=Fe2+III、电解冶炼铝工业上,用纯净的氧化铝为原料,采用电解的方法制取铝;纯净的氧化铝熔点很高2045℃,很难熔化,现在都用熔化的冰晶石Na3AlF6作熔剂,使氧化铝在1000℃左右溶解在液态的冰晶石里,成为冰晶石和氧化铝的熔融体,然后进行电解;电极反应式：阴极：4Al3+＋12e-＝4Al阳极：6O2－＋12e-＝3O2↑总反应式：2Al2O34Al＋3O2↑只能电解Al2O3,不能是AlCl3在冶炼铝时,阳极产生氧气,石墨阳极在如此高温条件下,将不断被氧气氧化而消耗,因而需不断补充石墨阳极;三、电镀铜1．原理：电镀时,一般都是用含镀层金属离子的电解质溶液为电镀液；把待镀金属制成品浸入电镀液中与直流电源的负极相连,作为阴极,而用镀层金属为阳极,阳极金属溶解在溶液中成为阳离子,移向阴极,并在阴极上被还原成金属析出;电镀铜规律可概括为“阳极溶解,阴极沉积,电解液不变”;工业上电镀常使用有毒电镀液,因此电镀废水应回收有用物质、降低有害物质含量后,达标排放,以防污染环境;2．实验分析：电镀铜实验1待镀件需酸洗去除表面的锈;2电镀液CuSO4中加氨水制成铜氨溶液以降低Cu2+浓度使镀层光亮;四、电解质溶液电解时均为惰性电极,pH变化情况,电解液复原所需加入物质及电解类型;1、1分解水型：含氧酸、强碱、活泼金属的含氧酸盐如NaOH、H2SO4、K2SO4等的电解;阴极：4H++4e－=2H2↑阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O总反应：2H2O 2H2↑+O2↑阴极产物：H2；阳极产物：O2;电解质溶液复原加入物质：H2O;pH变化情况：原来酸性的溶液pH变小,原来碱性的溶液pH变大,强酸含氧酸强碱的正盐溶液pH 不变;2分解电解型：无氧酸除HF外、不活泼金属的无氧酸盐氟化物除外的电解,如HCl、CuCl2等;阴极：Cu2++2e－=Cu阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑总反应：CuCl2 Cu+Cl2↑阴极产物：酸为H2,盐为金属；阳极产物：卤素等非金属单质;电解液复原加入物质为原溶质,如电解CuCl2溶液,需加CuCl2;pH变化情况：如电解无氧酸溶液pH变大但不会超过7；如为盐溶液的电解则视无氧酸根的情况而定;3放氢生碱型：活泼金属的无氧酸盐氟化物除外溶液的电解,如NaCl、MgBr2等;阴极：2H++2e－=H2↑阳极：2Cl－－2e－=Cl2↑总反应：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑阴极产物：碱和H2；阳极产物：卤素等非金属单质;电解饱和食盐水的产物分别为NaOH和H2以及Cl2;电解液复原加入物质为卤化氢;电解饱和食盐水,要使电解质溶液复原需加入HCl;pH变化情况：电解液pH显着变大4放氧生酸型：不活泼金属的含氧酸盐溶液的电解,如CuSO4、AgNO3等;阴极：2Cu2++4e－=Cu阳极：4OH－－4e－=O2↑+2H2O总反应：2CuSO4+2H2O2Cu+O2↑+2H2SO4阴极产物：析出不活泼金属单质；阳极产物是该盐对应的含氧酸和氧气,本例中分别是Cu以及H2SO4、O2.电解液复原加入物质为不活泼金属的氧化物金属价态与原盐中相同;如电解CuSO4溶液,复原需加入CuO;pH变化情况：溶液pH显着变小;规律变化液复原法解反应类型电解质类型解水氧酸质电解水-- > H2 + O2解稀H2SO4低H2O碱溶液质电解水-- > H2 + O2解NaOH溶液高H2O泼金属含氧酸盐质电解水-- > H2 + O2解Na2SO4溶液变H2O练习：电解液中含有K+、Cl —、SO42—、OH —少量、Cu2+、H+少量,用两个石墨棒作电极,电解时,阳极上析出_______,电极反应式是______________；阴极析出_______,电极反应式是______________;改用两个铜棒作电极,则阳极变化是______________________,电极反应式是______________；阴极上析出_______,电极反应式是______________;小结与反思：关键是放电顺序：阳极：活性电极>S2- >I- >Br- >Cl->OH - >含氧酸根>F-阴极：Ag+>Hg2+>Fe3+>Cu2+>H+>Pb2+>Sn2+> Fe2+> Zn2+ > Al3+> Mg2+> Na+> Ca2+> K+4、金属的电化学腐蚀与防护一、金属腐蚀的类型：1、化学腐蚀：金属与接触到的物质直接发生化学反应而引起的腐蚀;例如铁丝在氧气中燃烧、铜在氯气中燃烧等;2、电化学腐蚀：不纯金属与电解质溶液接触时比较活泼的金属失电子而被氧化的腐蚀;二、金属的电化学腐蚀：金属或合金与周围接触到的气体或液体进行化学反应而腐蚀损耗的过程;不纯的金属跟电解质溶液接触时,会发生原电池反应,比较活泼的金属失去电子而被氧化,这种腐蚀叫做电化学腐蚀;钢铁在潮湿的空气中所发生的腐蚀是电化学腐蚀最突出的例子;金属腐蚀的本质：2金属腐蚀的本质：M—ne—=Mn+三、钢铁的电化学腐蚀1析氢腐蚀钢铁表面吸附水膜酸性较强时阳极Fe：Fe-2e-=Fe2+Fe2+＋2H2O=FeOH2＋2H+阴极杂质：2H+＋2e-=H2电池反应：Fe＋2H2O=FeOH2＋H2↑由于有氢气放出,所以称之为析氢腐蚀;2吸氧腐蚀钢铁表面吸附水膜酸性较弱时阳极Fe：Fe—2e-=Fe2+阴极：O2＋2H2O＋4e-=4OH-总反应：2Fe＋O2＋2H2O=2FeOH2由于吸收氧气,所以也叫吸氧腐蚀;析氢腐蚀与吸氧腐蚀生成的FeOH2被氧所氧化,生成FeOH3脱水生成Fe2O3 铁锈;钢铁制品在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀;Fe＋2H2O=FeOH2＋H2↑ O2＋2H2O＋4e-→4OH-2Fe＋O2＋2H2O=2FeOH2 2H+＋2e-→H2析氢腐蚀主要发生在强酸性环境中,而吸氧腐蚀发生在弱酸性或中性环境中;化学腐蚀和电化学腐蚀的区别和联系：相互联系化学腐蚀和电化学腐蚀往往同时发生四、金属的防护1、牺牲阳极的阴极保护法正极：要保护的金属负极：比要保护金属活泼的金属2、外加电流的阴极保护法比组成原电池防护更好阴极：被保护的金属阳极：惰性电极两者均存在于电解质溶液中接上外接直流电源;3、覆盖保护膜及其他保护方法覆盖保护膜涂油漆,电镀,钝化等改变金属的内部结构钢→不锈钢,在钢中加入镍和铬习题指导1 解题步骤方法①判断两池原电池还是电解池—②标注电极名称—③写出电极反应式—根据电极产物、溶液成分变化—④描述或解释现象或进行有关计算;练1-01 把锌片和铁片放在盛有稀食盐水和酚酞试液混合溶液的玻璃皿中如图所示平面图,经过一段时间后,首先观察到溶液变红的区域是 BA、Ⅰ和Ⅲ附近B、Ⅰ和Ⅳ附近C、Ⅱ和Ⅲ附近D、Ⅱ和Ⅳ附近解析①判两池：通常有外接电源的装置是电解池,故左图为电解池,根据右图为两个活性不同金属浸在电解质溶液中可判断为原电池；②标电极名：左图由外接电源极性可知I为阴极,II为阳极；右图因Zn比Fe活泼,故III为负极,IV为正极;③写电极反应：左图中,阳极II：金属Fe优先氧化Fe-2e-=Fe2+；阴极I：水中氢放电：2H++2e-=H2；④现象及解释：因I区OH-增生,碱性,使酚酞变红;又右图,正极IV上电极反应：O2+4e-+2H2O = 4OH- 吸氧腐蚀,该区域呈碱性使酚酞变红,B入选;1-02 如图甲乙两池分别以碳棒、铂条、铝条、镁条为电极,并用导线相连接,以NaCl、NaOH溶液为电解溶液,有关该装置的描述正确的是 DA.乙池中,Mg极的电极反应是 Mg-2e-=Mg2+B.甲池中,Pt极的电极反应是 2Cl—2e-=Cl2↑C.随着反应的进行.乙池中 nNaOH保持不变D.反应过程中,甲池中两极附近溶液 PH C <PHPt解析先判两池,乙为原电池,甲为电解池;乙池中,因为在NaOH溶液中Al比Mg易失电子,故Al为原电池的负极,其电极反应式为：Al-3e-+4OH-= =AlO2-+2H2O ；Mg为正极,其电极反应式为：3H2O+3e-=↑+3OH- ;甲池中,Pt电极为阴极: 2H+ +2e- =H2↑, 碳棒C电极为阳极2Cl- -2e- =Cl2↑,电解后溶液为NaOH 溶液;练1-03如图A、B为两个串联的电解池,已知B池中c为铁,d为石墨,电解质溶液为NaCl溶液;试回答：1若A池为用电解原理精练铜装置,则a电极名称为阴极,电极材料是精铜,电极反应式为Cu2++2e-=Cu ,电解质溶液可以是 CuSO4溶液;2B池中c极Fe电极反应式为 2H++2e-=H2↑ 2H2O+2e-=H2 +2OH- ,若在B池中加入少量酚酞试液,开始电解一段时间,铁极附近呈红色;3若A池a极增重12.8g,则B池d极石墨上放出气体在标况下的体积为 4.48L ;电解后,若B池余下的溶液为 400ml,则溶液的PH值是 14 ;练4-04 金属镍有广泛的的用途;粗镍中含有少量的 Fe、Zn、Cu、Pt等金属杂质,可电解法制备高纯度原镍已知：氧化性：Fe2+<Ni2+<Cu2+, 下列叙述正确的是 DA．阳极发生还原反应,其电极反应式是Ni2+ + 2e- = Nix y a b乙溶液B ．电解过程中,阳极质量的减少与阴极质量的增加相等C ．电解后,溶液中存在的阳离子只有 Fe 2+ 、Zn 2+D ．电解后,电解模底部阳极泥中中存在 Cu 、Pt解析 这是电解的过程,阳极发生的是氧化反应,A 错；阳极：Zn-2e - = Zn 2+ Fe-2e - = Fe 2+ Ni-2e -=Ni 2+ ,Pt 为惰性金属,不会放电,而Cu 要在金属Ni 全部氧化为Ni 2+后才能放电,但此时Cu 已没有了支撑物了,结果和Pt 一起落下,形成阳极泥,故 D 正确; 阴极：因氧化性Ni 2+>Fe 2+>Zn 2+ ,所以只有 Ni 2++2e -=Ni ,可见,阳极质量减少的是“溶解”下的Zn 、Fe 、Ni,而阴极质量增加的只是析出的镍,两者质量是不相等的,故 B 错;;电解后,溶液中除留下 Fe 2+、Zn 2+ 外,还有 Ni 2+ ,C 也错; 练1-05 铅蓄电池是典型的可充型电池,它的正负极格板是惰性 材料,电池总反应式为： Pb+PbO 2+4H ++2SO2-42PbSO 4+2H 2O请回答下列问题不考虑氢、氧的氧化还原: 1 放电时：正极的电极反应式是______________;电解液中H 2SO 4的浓度将变________;当外电路通过1 mol 电子时,理论上负极板的质量增加________g;2 在完全放电耗尽PbO 2和Pb 时,若按题27图连接,电解一段时间后,则在A 电极上生成__________、B 电极上生成________,此时铅蓄电池的正负极的极性将________________________;解析：铅蓄电池的负极是铅Pb,正极是二氧化铅PbO 2;放电时电极反应： 正极 A-PbO 2 PbO 2 + 2e - + 2H ++ SO 42- == PbSO 4+ H 2O 与常见电池不同,铅蓄电池放电时正极材料PbO 2本身参与了电极反应 负极 B-Pb Pb - 2e - + 2H ++ SO 42- == PbSO 4+ H 2O可见,当通过2mole -时,负极1molPb 变为1mol PbSO 4沉积在负极板上,既净增加1molSO 4,所以当外电路通过1 mol 电子时,理论上负极板的质量增加 49g;因放电时要消耗H 2SO 4,故;电解液中H 2SO 4的浓度将变小; 完全放电后两极材料都有变为硫酸铅PbSO 4,外接电源时,发生电解过程,电极反应如下： 阴极A-PbSO 4 PbSO 4 + 2e -+ = Pb + SO 42- ,A 电极上生成 Pb 阳极B-PbSO 4 PbSO 4 - 2e -+ 2H 2O = PbO 2 + + 4H ++ SO 42-,B 电极上生成 PbO 2 此时铅蓄电池的正负极的极性将 对换; 2、电极名称判断法根据两极金属相对活性判定原电池的电极名称,根据X 极所连接在的外接电源极性“+”或“-”判定电解池的电极名称；根据电子或电流流向或测电极电势高低等电学原理判断电极名称；此外根据X 极发生氧化还是还原,移向X 极的离子是阳离子还是阴离子,X 极增重还是减重,X 极区PH 值是升高还是降低等判定X 电极的名称;但要注意X 极指的是在原电池还是电解池;说明：化学上规定,凡发生氧化变化的电极均为阳极,而发生还原的电极均为阴极;据此,从发生的化学变化角度看,原电池中的负极-又叫阳极,正极+又叫阴极;练1-06 x,y 分别为直流电源的两极,通电后,发现a 极质量加,b 极处有无色无味气体放出,符合此情况的是： A备选项a 电极 B 电极 x 电极 溶液 A 锌Zn 石墨C 负 CuSO 4 B石墨C石墨C负NaOH。
考点19电化学基础
3．燃料电池
（2）甲烷燃料电池 碱性电解质 负极： CH4＋10OH-－8e-＝CO32-＋7H2O 正极： 2O2＋4H2O＋8e-＝8OH总反应： CH4＋2O2＋2OH-＝CO32-＋3H2O （3）甲醇燃料电池 碱性电解质
负极： 2CH3OH＋16OH-－12e-＝2CO32-＋12H2O
答案：FeO42－＋3e－＋4H2O = Fe(OH)3 ＋5OH－ 2FeO42－＋8H2O＋3Zn = 2Fe(OH)3 ＋3Zn(OH)2 ＋4OH－
1．一次电池
（2）锌银纽扣电池
Zn Ag KOH ①负极： 正极： 2O 电解质：
②电极反应式： 总反应：Zn＋Ag2O＝ZnO＋2Ag 负极： Zn＋2OH-－2e-＝ZnO＋H2O
参考2012年高考26题
⑷高铁酸钾(K2FeO4)是一种强氧化剂，可作为 水处理剂和高容量电池材料。FeCl3与KClO在强碱 性条件下反应可制取K2FeO4，其反应的离子方程式 为 —————— 。与MnO2－Zn电池类似，K2FeO4 －Zn也可以组成碱性电池，K2FeO4在电池中作为正 极材料，其电极反应式为 _____,该电池总反应的 离子方程式为_________。
3．根据电流方向或电子流动方向判断 电流是由正极流向负极； 电子流动方向是由负极流向正极。 4．根据电解质溶液内离子移动方向
阳离子移向正极，阴离子移向负极
判断核心
负极：失电子 正极：得电子
(1)比较金属活动性强弱。
1、 下列叙述中，可以说明金属甲比乙活泼性强 的是（ C ） A.甲和乙用导线连接插入稀盐酸溶液中，乙溶 解，甲上有H2气放出； B.在氧化–还原反应中，甲比乙失去的电子多； C.将甲乙作电极组成原电池时甲是负极；
高中化学人教版化学反应原理第四章电化学基础第二节化学电源【市一等奖】
第二节化学电源【教学目标】1、了解电池的一般分类,2、掌握几种典型电池的用途和特点.3、掌握几种典型化学电池的电极反应【教学重点】1、掌握几种典型电池的用途和特点.2、掌握几种典型化学电池的电极反应【教学难点】掌握几种典型化学电池的电极反应【教学方法】讲解法【教学过程】[情景导入]：在日常生活中，你用过那些电池？你知道电池的其它应用吗？[交流结果]：干电池、蓄电池、纽扣电池、燃料电池，电池可用于照明、电动车动力、手机电源、手表电源等，那么本节课我们来学习化学电源的有关知识。
[板书]：第二节化学电源[指导阅读]：阅读教材74页，思考下列问题1、目前化学电池主要分为哪几个大类？在性能等方面它们各有什么特点？2、化学电池与其他能源相比有哪些优点？3、判断电池的优劣标准主要是什么？[板书]：化学电池1、概念:是将化学能转化为电能的装置①、一次电池又称不可充电电池——如：干电池2、分类: ②、二次电池又称充电电池——蓄电池③、燃料电池①、能量转换效率高，供能稳定可靠3、优点:②、可以制成各种形状和大小、不同电压的电池，使用方便③、易维护，可在各种环境下工作。
[投影]：图4-2电池及其用途。
面对许多原电池，我们怎样判断其优劣或适合某种需要？①、比能量：［符号(A·h/kg)，(A·h/L)］[板书]：4、电池优劣的判断标准: ②、比功率：[符号是W/kg，W/L)]③、比时间：电池的储存时间的长短[过渡]：展示出几种一次电池：普通锌锰干电池、碱性锌锰干电池、银锌电池、锂电池等，下面介绍常见化学电池的工作原理和化学电池的电极反应。
[板书]：一、一次电池1、碱性锌锰干电池：负极（锌筒）：Zn +2OH－—2e—= Zn（OH）2；正极（石墨）：正极：2MnO2+2H2O+2e－= 2MnOOH+2OH－电池的总反应式为：Zn +2MnO2+2H2O= 2MnOOH+ Zn（OH）2[讲解分析]：比普通锌锰干电池好，比能量和储存时间有所提高，使用于大电流和连续放电，是民用电池更新换代产品。
电化学知识梳理
电化学基础知识整理1.原电池原电池是将化学能转化为电能的装置1.1 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。
电化学中的化学电源的种类
电化学中的化学电源的种类
电化学是研究化学反应和电流之间关系的科学。
化学电源是一种将
化学能转化为电能的装置。
化学电源可以分为以下几类：
1. 原电池
原电池是最简单、最基本的化学电源。
它是由两个不同金属构成的电
极和它们之间的一种电解质溶液组成。
当两个金属与电解质发生反应时，会产生电动势，从而产生电流。
2. 电解池
电解池是一种将电能转化为化学能的装置。
它由两个电极和一个电解
质组成。
当在电解质中施加电压时，电解质中的离子将移动到电极上，发生氧化还原反应，从而转化成化学能。
3. 燃料电池
燃料电池是一种将化学能直接转化为电能的装置，它通过氧化还原反应，在不燃烧的情况下将燃料转化为电能。
燃料电池的种类包括氢气
燃料电池、甲醇燃料电池、乙醇燃料电池等。
4. 太阳能电池
太阳能电池是一种将阳光能转化为电能的装置。
它利用半导体材料吸收光子的能量，将其转化为电子能，从而产生电流。
5. 电池组
电池组是由多个电池单元组成的电源，可以为大型设备提供稳定的电源。
电池组的种类包括铅酸电池组、镍氢电池组、锂离子电池组等。
以上是电化学中常见的化学电源种类，每种电源都有自己独特的应用场景和优点。
而现代社会对电力的需求愈发增长，化学电源在生活和工业中的应用前景将更为广阔。
化学电源与测试
化学电源与测试化学电源是将物质化学反应产生的能量直接转换成电能的一种装置。
由正极、负极、隔膜、电解液、外壳等组成电极是电池的核心部分，由活性物质和导电骨架组成。
对活性物质的要求是电化学活性高，组成电池的电动势高，即自发反应的能力强，质量比容量和体积比容量大，在电解液中的化学稳定性好，电子导电性好。
电解质在电池内部正负极之间担负传递电荷的作用，要求比电导高，溶液欧姆电压降小。
对固体电解质，要求具有离子导电性，而不具有电子导电性。
隔膜的作用是防止正负极活性物质直接接触，防止电池内部短路。
要求化学性能稳定，有一定的机械强度，对电解质离子运动的阻力小，是电的良好绝缘体，并能阻挡从电极上脱落的活性物质微粒和枝晶的生长。
外壳是电池的容器，要求机械强度高、耐振动、耐冲击、耐腐蚀、耐温差的变化等。
电化学反应过程电能与化学能的重要转变装置是原电池与电解池。
前者是通过化学反应获得电能，后者是通过电能制取化学物质。
两者一般都包含下列电极反应步骤：（1）电极作用物质自溶液本体向电极表面迁移，即液相传质步骤；（2）在电极表面吸附，脱出溶剂壳，配合物解体等电极放电反应前的步骤，又称前置表面转化步骤；（3）在电极表面放电步骤，又称电化学步骤；（4）放电后在电极附近的表面转化步骤，又称随后转化步骤；（5）产物生产新相，例如生成气泡离开电极或形成固态结晶的步骤。
化学电源的性能1、原电池电动势在等温等压条件下，当体系发生变化时，体系吉布斯自由能的减小等于对外所作的最大膨胀功，如果膨胀功只有电功，则式中：n——电极在氧化或还原反应中，电子的计量系数。
上式揭示了化学能转变为电能的最高限度，为改善电池性能提供了理论根据。
2、电池内阻电池内阻有欧姆电阻和电极在电化学反应时所变现的极化电阻。
欧姆电阻由电极材料、电解液、隔膜电阻及各部分零件的接触电阻组成。
隔膜电阻是当电流流过电解液时，隔膜有效微孔中电解液所产生的电阻。
极化电阻是指电化学反应时由于极化引起的电阻，包括电化学极化和浓差极化引起的电阻。
人教版化学选修4第四章第二节《化学电源》
及电池组。
(3)使用方便，易于维护。
3．判断电池优劣的主要标准 (1)比能量：即单位质量和单位体积所能
输出电能的多少，单位(A·h)/kg、 (A·h)/L或(W·h)/kg、(W·h)/L 。 (2)比功率：即单位质量或单位体积所能
输出功率的大小，单位W/kg或W/L。 (3)电池储存时间的长短。
=4H+ ，则其正极反应式为：O__2_+_4__e_-+__4_H__+_=__2_H__2_O。
碱式电池的电解质是碱，其正极反应式为O2+2H2O+4e-
=4OH-，则其负极反应可表示为2H：2_-_4_e__-+__4_O__H__-=__4_H_。2O
练习2：若将氢气换成甲烷，写出各电极的电极反应
将铂丝插入KOH溶液作电极，然后向两个电 极上分别通入甲烷和氧气，可以形成原电池， 由于发生的反应类似于甲烷的燃烧，所以称 作燃料电池，根据两极上反应的实质判断， 通入甲烷的一极为_负__极_，这一极的电极反应 为C__H_4_-_8_e_-+_1_0_O__H_-_=_C_O__32-+7H2_O；通入氧气的 一极为__正__极___，电极反应为
第四章 电化学基础
第2节 化学电源
【学与问】在日常生活和学习中，你用过哪些电池，
你知道电池的其它应用吗？
化学电池 将化学能转换成电能的装置
电池
太阳能电池 将太阳能转换成电能的装置
原子能电池 将放射性同位素自然衰变时产 生的热能通过热能转换器转变 为电能的装置
用途广泛的电池
用于汽车的铅蓄电池和燃料电池
用途广泛的电池
用于“神六”的太阳能电 池
摄 像 机 专 用 电 池
化学电源和电化学储能
化学电源和电化学储能随着科技的不断发展，电力作为人类生产和生活中必不可少的能源，扮演了越来越重要的角色。
在这样的背景下，化学电源和电化学储能这两个领域也变得愈加重要。
化学电源是指通过化学反应转换化学能为电能的装置，包括化学电池和燃料电池。
而电化学储能则是指通过电化学反应储存电能的方法，主要包括电化学电容器和电化学储能电池。
本文将对化学电源和电化学储能进行简要探讨。
1. 化学电源化学电源是将化学反应中的化学能转化为电能的装置。
化学电池是最常见的化学电源，其结构通常由阳极、阴极和电介质三部分组成。
当两种不同金属置于某些电解液中时，它们之间就会产生电势差，从而产生电流。
化学反应的类型和物质有很多种，从而衍生出了许多不同种类的化学电池，如干电池、铅酸蓄电池（车用蓄电池）、镍镉电池、锂离子电池等。
其中，锂离子电池因其高能量密度、长寿命和低自放电率等优势，被广泛应用于移动设备、电动汽车等领域。
2. 电化学储能电化学储能是通过电化学反应来储存电能的方法。
电化学电容器和电化学储能电池是最常见的两种电化学储能设备。
电化学电容器通过在两个电介质之间建立电场来存储电能。
与传统电容器不同的是，电化学电容器的电介质是由具有高比表面积的电化学活性物质构成的纳米结构薄膜，能够大幅提高电容的容量。
电化学电容器的优点在于其充放电速度快，Life 能力好，循环寿命长，而且容量可以大幅提高。
因此，电化学电容器被广泛用于电子领域，如手机、电脑等设备。
电化学储能电池主要包括锂离子电池、镍氢电池等。
锂离子电池是最常见的电化学储能电池之一。
锂离子电池以其高能量密度、长寿命、低自放电率和无记忆效应等优点而被广泛应用于各种电子设备和电动汽车中。
另外，新型的钠离子电池和钾离子电池等也正在不断发展和研究中，被认为有可能成为未来电化学储能电池的热门备选。
总的来说，化学电源和电化学储能是目前最常见的电源和储能方式。
随着全球产业的不断发展，这两个领域也在不断壮大。
化学电源知识点总结手写
化学电源知识点总结手写一、电化学基础知识1. 电化学基础概念电化学是研究化学反应中电荷传递过程和电能与化学能之间相互转化的科学。
在电化学中，电化学反应是调控电流的传递行为，电解质是电导性的物质，具有带电离子的特性。
电化学反应包括还原和氧化两个反应过程。
2. 电池和电解槽电池是一种将化学能转变为电能的装置。
电池由正极、负极和电解质组成，正负极之间存储着化学反应所释放的电荷。
电解槽则是将电能转化为化学能的装置，通过电流传递使得电解质中发生氧化还原反应。
3. 电极和电解质电极是电化学反应中发生氧化还原反应的地点，分为阳极和阴极，通常是导电材料的簇集；电解质是电解槽中充当离子或电子传递媒介的物质，有机电解质和无机电解质两种类型。
4. 电解质溶液和离子传递电解质溶液是电解质在溶液中的离子状态，电解质呈现不同的离子状态，离子传递是电化学反应中电池中所需要的机制。
二、电化学反应及其应用1. 电解质溶液中的氧化还原反应在电解质溶液中，发生氧化还原反应是通过电流传递，使得阳极发生氧化反应，阴极发生还原反应。
常见的电解质溶液有酸性溶液和碱性溶液。
2. 电化学反应在电池中的应用电池中的化学反应是通过将化学能转变为电能来驱动电子流动。
常见的电池有干电池和蓄电池，它们通过不同的化学反应来存储和释放电能。
3. 电解质在电解槽中的应用电解槽是一种利用电能来促进化学反应的装置，通过电解质溶液中的离子传递来实现金属电镀、水电解等工艺。
4. 电化学反应在能源领域的应用电化学反应在能源领域有着重要的应用，如燃料电池、太阳能电池、电解水制氢等技术，通过利用化学反应转化能量，实现清洁能源的高效利用。
三、电化学测量和分析技术1. 电化学测量的基本原理电化学测量是利用电化学方法来进行化学物质的分析和测量，通过测定电化学反应中的电流、电势、电荷等参数来推导出样品的浓度、反应速率等信息。
2. 电化学分析方法电化学分析方法包括电位滴定法、电化学计量法、极谱法、循环伏安法、交流伏安法等，这些方法能够对溶液中的离子浓度、化学反应速率、电化学行为等进行准确测定。
第章电化学基础化学电源学习目标进一
第章电化学基础化学电源学习目标进一Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】第四章电化学基础第二节化学电源学习目标：（1）进一步理解原电池的工作原理，熟练掌握电极反应式的书写方法。
（2）利用原电池的工作原理，分析各类电池的本质和特点，学会利用所学的知识分析新问题，提高分析解决问题的能力。
学习重点：一次电池、二次电池和燃料电池的反应原理、性能及其应用学习难点：化学电池的反应原理学法指导：（1）三种化学电源的原理都是已经学习过的知识，对旧知识复习增强知识迁移的能力。
(2)通过对不同电池电极反应式的分析与对比，可熟练掌握电池电极反应式的书写方法。
学习过程：一，课前准备二、新课导学常见的几种电池1.碱性锌锰电池负极：正极：总反应：2.银锌电池负极：正极：总反应：3.铅蓄电池负极：正极：总反应：4.燃料电池负极： 正极： 总反应：三．巩固练习1．关于如图所示装置的叙述，正确的是A ．铜是阳极，铜片上有气泡产生B ．铜片质量逐渐减少C ．电流从锌片经导线流向铜片D ．铜离子在铜片表面被还原2．锌银电池广泛用作各种电子仪器的电源，它的充放电过程可以表示为：2Ag ＋Zn(OH)2 Ag 2O ＋Zn ＋H 2O 此电池放电时，被氧化的物质是 （ ）A ．ZnB ．Zn(OH)2C ．Ag 2OD ．Ag3．一个原电池的总反应的离子方程式是Zn ＋Cu 2+＝Zn 2+＋Cu ，该反应的原电池的正确组成是 4．据报到，锌电池可能取代目前广泛使用的铅蓄电池，因为锌电池容量大，而且没有铅污染。
其电池反应为：2Zn ＋O 2＝2ZnO 原料为锌粒，电解液和空气。
下列叙述正确的是A ．锌为正极，空气进入负极反应B ．正极反应为Zn －2e －＝Zn 2＋C ．正极发生氧化反应D ．电解液肯定不是强酸 5．锰锌干电池在放电时总反应方程式可以表示为：Zn （s ）＋2MnO 2＋2NH 4＋＝Zn 2+＋Mn 2O 3（s ）＋2NH 3＋H 2O在此电池放电时正极（碳棒）上发生反应的物质是 （ ） A. Zn B. 碳 C. MnO 2和N H 4+D. Zn 和NH 36．镍一镉(Ni —Cd)可充电电池可以发生如下反应：Cd(OH)2+2Ni(OH)2 Cd+2NiO(OH)+2H 2O 由此可知，该电池的负极材料是（ ）A ．CdB ．NiO(OH)C ．Cd(OH)2D ．Ni(OH)27.蓄电池在放电时起原电池的作用，在充电时起电解池的作用。
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讨论：(2011全国)铁镍蓄电池又称爱迪生电池，放电时的总反应 为：Fe+Ni2O3+3H2O= Fe(OH)2+2Ni(OH)2 下列有关该电池的说法不正确的是（ ） A. 电池的电解液为碱性溶液，正极为Ni2O3、负极为Fe B. 电池放电时，负极反应为Fe+2OH--2e-=Fe(OH)2 C. 电池充电过程中，阴极附近溶液的pH降低 D. 电池充电时，阳极反应为2Ni(OH)2+2OH--2e-Ni = 2O3+3H2O
①能量转换效率高，供能稳定可靠。
（2）分类: ②二次电池又称充电电池——蓄电池
（3）优点:
②可以制成各种形状和大小、不同容量和电压的 电池和电池组，使用方便。 ③易维护，可在各种环境下工作。
（4）电池优劣的判断标准: ①比能量 ［符号(W· h/kg)，(W· h/L)］ 指电池单位质量或单位体积所能输出电能的多少 ②比功率 [符号是W/kg，W/L)] 指电池单位质量或单位体积所能输出功率的大小 ③电池的储存时间的长短
2、碱性锌-锰干电池
电池反应： Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2 ［思考］该电池的正负极材料和电解质．
碱性电池
(Zn) Zn + 2OH- - 2e- = Zn(OH)2 负极： (MnO2) 2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH正极： 电解质： KOH
3、银-锌电池
2NH4++2e-=2NH3+H2 ， H2 +2MnO2=Mn2O3+H2O Zn-2e-=Zn2+
总反应 Zn+2MnO2 + 2NH4Cl = ZnCl2+ Mn2O3+2NH3+H2O
通常我们可以通过干电池的外观上的哪些变化判断它已经不 锌筒变软，电池表面变得不平整 能正常供电了？_____________________________ 我们在 使用干电池的过程中并没有发现有气体产生，请推测可能是 干电池中的什么成分起了作用？ MnO ZnCl 2 2 优点：制作简单、价格便宜。 缺点：放电时间短，电压下降快。
原子能电池
将放射性同位素自然衰变时产生的热 能通过热能转换器转变为电能的装置
学与问
2、①目前化学电池主要分为哪几个大类？ 在性能等方面它们各有什么特点？ 产生电能的基本原理是什么？ ②化学电池与其他能源相比有哪些优点？ ③判断电池的优劣标准主要是什么？
第二节
化学电源
（1）概念: 将化学能变成电能的装置 ①一次电池又称不可充电电池——如：干电池 ③燃料电池
学与问
碱性锌锰电池、锌银电池、铅 1、在日常生活和学习中，你用过哪些电池，你知道 蓄电池、镉镍电池、氢镍电池、 电池的其它应用吗？ 锂离子电池等。 化学电池
广泛应用于通讯、交通、文化、 办公及家用电子产品。高科技、 将化学能转换成电能的装置 军事、生产行业也有特殊应用。
电池
太阳能电池
将太阳能转换成电能的装置
形形色色的电
“震动动力充电电池”
勺水充电
三 维 纳 米 结 构 电 池
尿液充电的电池
(一) 一次电池
1、干电池(普通锌锰电池）
锌筒
石墨棒 NH4Cl、ZnCl2 和 H2O等糊状物 MnO2和C
练习：写出锌锰干电池的电极反应方程式。 负极：———————————————— 正极：————————————————
燃 料 电 池
介质 电池反应： 2H2 +Ｏ２ = 2H2O
3、燃料电池：
大有发展前景的燃料电池 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。目前燃料电池的能量转化率可达近80%，约为 火力发电的2倍。这是因为火力发电中放出的废热太多。燃料 电池的噪声及硫氧化物、氮氧化物等废气污染都接近零；燃 料电池发明于19世纪30年代末，经反复试验、改进，到20世 纪60年代才开始进入实用阶段。第一代燃料电池的 大致情况 如下：
另：镉镍电池
负极材料：Cd； 正极材料：涂有NiO2， 电解质：KOH溶液。 总反应式： 放电 充电
NiO2+Cd+2H2O
Ni(OH)2+ Cd(OH)2
试写出电池放电的电极反应式：
负极：Cd-2e-+2OH-=Cd(OH)2
正极：2NiO(OH)+2e-+2H2O=2Ni(OH)2+2OH-
2、锂电池 P43
负极：Pb(s) + SO42- -2e- =PbSO4 (s)
正极： PbO2(s) + 4H++SO42- +2e- =2PbSO4 (s) +2H2O 还原反应 铅蓄电池充电的反应则是上述反应的逆过程 ②充电过程： 2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 接电源负极 阴极： PbSO4 (s) +2e- =Pb(s) + SO42还原反应 接电源正极 阳极： 2PbSO4 (s)+2H2O -2e- = PbO2(s) + H++ SO42- 氧化反应 铅蓄电池的充放电过程： 放电 Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4 2PbSO4(s)+2H2O(l)
特点：① “绿色”；② 容量大； ③ 电解液中不能有水
讨论：（2010浙江）Li-Al/FeS电池是一种正在开发的车载电池， 该电池中正极的电极反应式为： 2Li++FeS+2e-＝Li2S+Fe 有关 该电池的下列中，正确的是（ ） A.Li-Al在电池中作为负极材料，该材料中Li的化合价为+1价 B. 该电池的电池反应式为：2Li+FeS＝Li2S+Fe C.负极的电极反应式为Al-3e-=Al3+ D.充电时，阴极发生的电极反应式为：Li2s+Fe-2e 2Li FeS
电池反应： Ag2O + Zn+H2O = Zn(OH)2 + 2Ag 负极： Zn+ 2OH- -2e- = Zn(OH)2 正极：Ag2O +H2O +2e- =2Ag +2OH-
(二) 二次电池 1、铅蓄电池
正极：PbO2 正负极材料 电解质：H2SO4溶液 负极：Pb ① 放电过程： Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4=2PbSO4(s)+2H2O 氧化反应