原电池知识点总结
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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)。
(3)微粒移动方向:
①在外电路:电流由铜片经用电器流向锌片,电子由锌片经用电器流向铜片。
②在内电路:SO-24(运载电荷)向锌片移动,H+ (参与电极反应)向铜片移动的电子放出氢气。
2、铜锌强碱溶液的原电池(电极材料:铜片和锌片,电解质溶液:氢氧化钠溶液)
(1)氧化还原反应的离子方程式:Zn +2OH- =ZnO-22+ H2↑
(2)电极反应式及其意义
①正极(Cu):2H+ +2e-=H2↑(还原反应);修正为:2H2O+2e- =H2↑+2OH-
②负极(Zn):Zn -2e-=Zn2+ (氧化反应);修正为:Zn +4OH--2e-=ZnO-22+2H2O
3、铝铜非氧化性强酸溶液的原电池(电极材料:铜和铝;电解质溶液:稀硫酸。)
(1)氧化还原反应的离子方程式:2Al+6H+ = 2Al3+ + 3H2↑
(2)电极反应式及其意义
正极(Cu):6H+ +6e- =3H2↑(还原反应);
负极(Al):2Al -6e-=2Al3+ (氧化反应)。
4、铜铝强碱溶液的原电池(电极材料:铜片和铝片,电解质溶液:氢氧化钠溶液)
(1)氧化还原反应的离子方程式:2Al +2OH- +2H2O=2AlO-2+ 3H2↑
(2)电极反应式及其意义
①正极(Cu):6H+ +6e-=3H2↑(还原反应);修正为:6H2O+6e- =3H2↑+6OH-
②负极(Al):2Al -6e- =2Al3+ (氧化反应);修正为:2Al +8OH--6e-=2AlO-2+4H2O
5、铝铜电池浓硝酸原电池(电极材料:铜片和铝片,电解质溶液:浓硝酸)
(1)氧化还原反应的离子方程式:Cu+4H+ +2NO3- =Cu2+ +2NO2↑+2H2O
(2)电极反应式及其意义
①正极(Al):4H+ +2NO3- +2e- =2NO2↑+2H2O(还原反应);
②负极(Cu):Cu-2e- =Cu2+(氧化反应);
6、镁铝非氧化性强酸溶液的原电池(电极材料:镁和铝;电解质溶液:稀硫酸。)
(1)氧化还原反应的离子方程式:Mg+2H+ = Mg2+ + H2↑
(2)电极反应式及其意义
正极(Al):2H+ +2e-=H2↑(还原反应);
负极(Mg):Mg -2e-=Mg2+ (氧化反应)。
7、镁铝强碱溶液的原电池(电极材料:镁片和铝片,电解质溶液:氢氧化钠溶液)
(1)氧化还原反应的离子方程式:2Al +2OH- +2H2O=2AlO-2+ 3H2↑
(2)电极反应式及其意义
①正极(Mg):6H+ +6e-=3H2↑(还原反应);修正为:6H2O+6e- =3H2↑+6OH-
②负极(Al):2Al -6e-=2Al3+ (氧化反应);修正为:2Al +8OH--6e- =2AlO-2+4H2O
8.氢氧燃料电池(酸性介质)
正极:O2+ 4H++ 4e- → 2H2O 负极:2H2- 4e-→ 4H+
总反应式:2H2+ O2== 2H2O
9.氢氧燃料电池(碱性介质)
正极:O2+ 2H2O + 4e- → 4OH- 负极:2H2- 4e- + 4OH- → 4H2O
总反应式:2H2+ O2== 2H2O
10.铅蓄电池(放电)
正极(PbO2) :PbO2+ 2e- + SO42-+ 4H+→ PbSO4+ 2H2O
负极(Pb) :Pb-2e-+ (SO4)2-→ PbSO4
总反应式:Pb+PbO2+4H++ 2(SO4)2-== 2PbSO4+ 2H2O
11、甲烷和氧气燃料电池(电解质溶液是氢氧化钾溶液)
(1)电极反应式及其意义
①正极(惰性材料):2O2 +8e-=4O2-(还原反应);在强碱性条件下修正为:2O2 +4H2O +8e-=8OH-
②负极(惰性材料):CH4 -8e-→CO2(氧化反应);修正为:CH4–8e- +10 OH- =CO32- +7 H2O
总反应式:CH4+2O2 +2NaOH=Na2CO3+3H2O
12.吸氧腐蚀和析氢腐蚀的区别