氧化还原反应和原电池
电化学第十章-氧化还原反应与电池
30
由电池的电池符号写出电池反应 例: 已知某电池的电池符号为:
(-) Pt |Sn2+(c1), Sn4+(c2) ¦ ¦ Fe2+(c3), Fe3+(c4) | Pt (+)
写出其电池反应 解: 电极反应 (-) Sn2+ = Sn4+ + 2e (氧化反应) (+) Fe3+ + e = Fe2+ (还原反应)
电极反应 : 2H (aq) 2e H 2 g 电 E θ H /H 2 0.0000V
对 : H /H 2
标准氢电极
表示为:
Pt H2(100KPa) H+(1.0mol L-1)
人为规定标准氢电极的电极电势为0，来 测定其它电极的标准电极电势。
39
氢电极使用不方便，常用甘汞电极代替标准氢 电极。
9
（3）有关名词
氧化(oxidation)：氧化值升高的过程 还原(reduction)：氧化值降低的过程 氧化还原反应:指元素的氧化值有改变的反应。 氧化剂(oxidizing agent)：得到电子的物质 还原剂(reducing agent)：失去电子的物质 氧化还原反应由氧化反应和还原反应组成。
33
伏达电池中电子流从阴极流向阳极很象水由高处流向低处
34
双电层理论
M(s)
溶解 沉积
Mn+ (aq) + ne
金属相对活泼溶解倾 向大于沉积倾向
金属相对不活泼沉积 倾向大于溶解倾向
使电极与溶液间形成扩散双电层，产生电势差， 35 即电极的电极电势,记为E。
不同的电极产生的 E 不同，将两个不 同的电极组合成原电池时，电子将从低 电势负极流向高电势正极，从而产生电流。
原电池和氧化还原反应
电池的电动势和 r Gm 的关系
( r Gm )T , p zEF
rG m zE F
式中，z是电池的氧化还原反应式中传递的电子数， F是法拉第常数，即1mol电子所带的电量，其值为 96485C· mol 。这是联系热力学和电化学的重要公 式。
-1
原电池反应的标准平衡常数
表示电极电势的能斯特方程
(r Gm )T , p r G (T ) RT ln (aB )T , p
m B
B
zEF zE F RT ln (aB )T , p
B
B
RT B EE ln (aB )T , p zF B
0.059V B EE lg (aB ) T, p z B
罗马数字表示它的氧化态，写成Fe(III)。
氧化还原氧化还原方程式的配平——氧化数法
原则：还原剂氧化数升高数和氧化剂氧化数降低 数相等。 1. 确定反应物和产物的化学式； 2. 找出氧化剂和还原剂，确定它们氧化数的变化 ；
3. 根据氧化数升高及降低的数值的最小公倍数，
写出并配平稀H2SO4介质下KMnO4与NaCl的反应
2KMnO4 +10NaCl+8H 2SO 4 =2MnSO 4 +5Cl2 +K 2SO 4 +5Na 2SO 4 +8H 2 O
氧化还原方程式的配平——离子电子法
原则：还原剂和氧化剂得失电子数目相等。
1. 确定氧化剂、还原剂和相应的产物（离子形式）；
• 氟在化合物中的氧化数为-1。
氧化还原的基本概念——氧化数
例： K2Cr2O7 Fe3O4 Na2S2O3 Cr ----- +6 Fe ----- +8/3 S ------ +2
第十一章 电化学基础1
Zn 极
Zn —— Zn2+ + 2 e
（ 1）
电子留在 Zn 片上，Zn2+ 进入溶液，发生氧化
Cu 极
Cu2+ + 2 e —— Cu
（ 2）
通过外电路从 Zn 片上得到电子，使 Cu2+ 还原成 Cu，沉积在 Cu 片上。
Zn —— Zn2+ + 2 e
Cu2+ + 2 e —— Cu
（ 1）
价，将从化学式出发算得的化合价定义为 氧化数。 S2O32－ 中的 S 元素的氧化数为 2，
S4O62－ 中的 S 元素的氧化数为 2.5。
前面的讨论中我们看到，从物质的微观
结构出发得到的化合价只能为整数，但氧化
数却可以为整数也可以为分数。 一般来说元素的最高化合价应等于其所 在族数，但是元素的氧化数却可以高于其所 在族数。
电池中电极电势 大的电极为正极，故 电池的电动势 E 的值为正。
有时计算的结果 E池 为负值，这说明计 算之前对于正负极的设计有特殊要求。
（–）Zn Zn2+（1mol· dm－3） Cu2+（1mol· dm－3）Cu（+）
E池 ＝ + － －
＝ 0.34 V －（－ 0.76 V） ＝ 1.10 V
价为正； 得到电子的原子带负电，这种元素的化合 价为正。
在共价化合物里，元素化合价的数值，就
是这种元素的一个原子与跟其他元素的原子形 成的共用电子对的数目。 化合价的正负由电子对的偏移来决定。
由于电子带有负电荷，电子对偏向哪种元
素的原子，哪种元素就为负价；电子对偏离哪
种元素的原子，哪种元素就为正价。
氧化还原反应与原电池
电极材料
铜片、锌片、碳棒等；
电解质溶液
稀硫酸、食盐水、氢氧化钠溶液等；
其他材料
盐桥、导线、电流表等；
工具
烧杯、滴定管、搅拌器、电烙铁等。
原电池的制作过程与注意事项
制作电极
配置电解质溶液
组装原电池
测试原电池性能
注意事项
将选定的电极材料加工 成适当的大小和形状；
根据需要，将适量的电 解质溶解在水中；
将电极插入电解质溶液 中，通过导线连接电流 表；
观察电流表是否显示电 流，记录实验数据。
确保电极间距适中，避 免短路；电解质溶液应 适量，避免过饱和或不 足；注意安全，避免电 极短路或电解过度导致 发热或爆炸。
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原电池中氧化还原反应的类型与实例
01
活性金属-活性非 铜作为氧化剂，发生氧化还原反 应产生电流。
02
活性金属-不活泼金 属型
如铁-银原电池，铁作为还原剂， 银作为氧化剂，发生氧化还原反 应产生电流。
03
燃料电池型
燃料电池通过燃料（还原剂）和 氧气（氧化剂）的反应产生电流， 如氢氧燃料电池。
原电池的设计原则与步骤
确定反应物和产物
根据氧化还原反应的原理，确定参与 反应的物质和生成物。
选择合适的电极材料
根据反应性质和可获得性，选择适当 的电极材料。
设计电解质溶液
根据反应物和产物，选择合适的电解 质溶液。
确定电极间距和连接方式
根据实验需求，确定电极之间的距离 和连接方式。
原电池的制作材料与工具
根据化合价变化确定电子 转移数目。
电子转移过程
通过离子或共价键实现电 子转移。
02
原电池的基本原理
氧化还原反应和原电池
一、构成原电池的条件构成原电池的条件有：（1）电极材料。
两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性（非金属或某些氧化物等）；（2）两电极必须浸没在电解质溶液中；（3）两电极之间要用导线连接，形成闭合回路。
说明：①一般来说，能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。
②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极，如K、Na、Ca等。
二、原电池正负极的判断（1）由组成原电池的两极材料判断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。
但具体情况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。
（2）根据外电路电流的方向或电子的流向判断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。
（3）根据内电路离子的移动方向判断：在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。
（4）根据原电池两极发生的化学反应判断：原电池中，负极总是发生氧化反应，正极总是发生还原反应。
因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。
（5）根据电极质量的变化判断：原电池工作后，若某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱；如果某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。
（6）根据电极上产生的气体判断：原电池工作后，如果一电极上产生气体，通常是因为该电极发生了析出氢的反应，说明该电极为正极，活动性较弱。
（7）根据某电极附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后，均能使该电极附近电解质溶液的pH增大，因而原电池工作后，该电极附近的pH增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。
三、电极反应式的书写（1）准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键如果原电池的正负极判断失误，电极反应式的书写一定错误。
从氧化还原反应原理分析原电池
氧化还原反应中存在电子的得失，在该反应中，线桥仿佛是一根
导线，假如电子能在导线上流动，就会由电子的转移变成电子的
定向移动，也就形成了电流。因此，并不是所有的反应均可以设
计成原电池，只有自发进行的氧化还原反应才能设计成原电池。
从单线桥上看，可将导线一端连接在锌极上，另一端当然不可能
直接放在溶液中，因此可将另一端连接在一个能导电的电极上，
解析
由题给电极反应式可知，Ag2O得到电子，发生还原反应，
作原电池的正极。
答案 B
3．电子的流向及离子的流向
整个原电池装置是一个闭合回路，在外电路中(导线)是靠电子的
定向移动导电，在溶液中则是靠阴、阳离子的定向移动导电。在
外电路中，电子是由负极流向正极，电流的方向与电子移动的方
向相反，由正极流向负极。在溶液中，阳离子移向正极，阴离子
电子在导线中实现了定向移动，即形成了电流。这样，化学反应
的化学能就转变成了电能，这样的装置我们称之为原电池。
2．原电池的构成
从以上分析可以看出，原电池是由两个活动性不同的电极、电解
质溶液构成的闭合回路，也就是说原电池的构造是①两个活动性
不同的电极；②电解质溶液；③闭合回路，如下图。
在原电池中，科学上规定把电子流出的一极称为负极(较活泼的金
反应方程式可以很容易地设计原电池装置。
典例3
人造地球卫星上使用的一种高能电池 ——银锌蓄电池，其
电池的电极反应式为Zn＋2OH－－2e－===ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O ＋2e－===2Ag＋2OH－。据此判断Ag2O是( A．负极，被氧化 C．负极，被还原 B．正极，被还原 D．正极，被氧化 )
生成 PbSO4。根据充电时的总反应，可判断出充电时硫酸的浓度
原电池与氧化还原反应
原电池与氧化还原反应作者：杨丙彦来源：《中学生数理化·自主招生》2019年第08期氧化还原反应和原电池是高考的核心考点，氧化还原反应的本质是电子的转移，而原電池在工作时必须有电子的流动。
可见，原电池是利用了氧化还原反应，把化学能转变成电能。
在高考中，氧化还原反应是基础，原电池是其应用。
一、从氧化还原反应的基础知识看原电池反应原理的考查在氧化还原反应中，反应物所含元素化合价升高的反应叫作氧化反应;反应物所含元素化合价降低的反应叫作还原反应，氧化反应与还原反应既对立又统一。
在原电池中，主要是其工作原理：负极上发生氧化反应，正极上发生还原反应，电子从负极流向正极，在内电路中，由于电势差的作用，阴离子移向负极，阳离子移向正极。
例如，在把氧化还原反应设计成原电池这类题目中，要用到这些考点。
二、从氧化还原反应的规律——优先律看原电池的考查同时含有几种还原剂时，加入氧化剂将按照还原性由强到弱的顺序依次反应;同时含有几种氧化剂时，加入还原剂将按照氧化性由强到弱的顺序依次反应，这是氧化还原反应的规律之一：优先律。
而在原电池的考点中，也有这样的考点，当有两种阳离子同时向正极靠近的时候，由于阳离子在正极发生还原反应，是氧化剂，现在有两种氧化剂，当然是氧化性较强的首先放电。
因此，在原电池正负极电极方程式的书写过程中，必须考虑此规律。
不仅如此，还要掌握常见离子的放电顺序：三、从氧化还原反应的规律——守恒律看原电池的考查在氧化还原反应中氧化剂得到的电子总数与还原剂失去的电子总数相等，即得失电子守恒。
利用守恒思想，可以抛开烦琐的反应过程，可不写化学方程式，不追究中间反应过程，只要把物质分为初态和终态，从得电子与失电子两个方面进行整体思维，便可迅速获得正确结果，该规律可用于有关氧化还原反应的计算。
（责任编辑谢启刚）。
原电池总反应一定是氧化还原反应
原电池总反应一定是氧化还原反应一、电池的基本原理电池是一种能够将化学能转化为电能的装置。
它由正极、负极和电解质组成。
在电池正极，化学反应导致电子的流失；在负极，化学反应导致电子的获得。
而电池中的电解质则是连接正负极的媒介，通过其中的离子传导完成电荷的平衡。
电池的工作原理基于氧化还原反应，即通过原电池的正负极发生氧化还原反应，从而产生电能。
二、原电池反应的定义原电池是将化学能转化为电能的装置，其工作原理基于氧化还原反应。
在原电池中，正极发生氧化反应，负极发生还原反应，从而产生电能。
原电池反应可以用如下的方程式来描述：总的反应：Anode（氧化反应）+ Cathode（还原反应）→ 电池反应三、原电池反应的机理在原电池反应中，正极和负极的反应过程分别为氧化反应和还原反应。
氧化反应是指物质失去电子的过程，而还原反应是指物质获得电子的过程。
这两个过程是相互关联的，正负极通过电解质的媒介进行电荷平衡，并产生电能。
下面以一个典型的锂电池为例进行说明：1. 正极（Anode）反应：Li → Li+ + e-2. 负极（Cathode）反应：LiCoO2 + e- → Li+ + CoO2总反应：Li + LiCoO2 → 2Li+ + CoO2通过上述反应方程式可以看出，锂电池的正极反应是锂原子向离子的氧化过程，负极反应是钴酸锂化合物接受电子还原的过程，最终形成了锂离子和钴酸盐，产生了电能。
四、普通原电池反应类型原电池反应可以分为原电池和电解质电池两种类型。
其中，原电池是指其中的化学反应不需要与外部电源相联系即可进行，如干电池、锂电池等；电解质电池是指其中的化学反应需要借助外部电源才能进行，如电解池等。
根据反应类型的不同，原电池反应还可以分为氧化性反应和还原性反应。
氧化性反应是指原电池中的正极发生氧化反应，而还原性反应是指原电池中的负极发生还原反应。
这些反应类型的不同会导致电池产生不同的特性，如电压、电流、容量等。
《氧化还原反应》原电池与氧化还原
《氧化还原反应》原电池与氧化还原在化学的世界里，氧化还原反应是一类极其重要的化学反应，而原电池则是氧化还原反应的一种实际应用。
让我们一同走进这个充满奥秘的领域，深入了解氧化还原反应和原电池之间的紧密联系。
首先，我们来聊聊什么是氧化还原反应。
简单来说，氧化还原反应是一种化学反应，在这个过程中，元素的氧化态发生了变化。
这意味着某些元素失去了电子，被氧化了；而另一些元素则得到了电子，被还原了。
举个例子，铁与硫酸铜溶液的反应，铁原子失去电子变成亚铁离子，铁被氧化；铜离子得到电子变成铜原子，铜离子被还原。
氧化还原反应的本质是电子的转移。
电子从一个原子或离子转移到另一个原子或离子，从而导致了氧化态的改变。
这种电子转移可以发生在分子之间、离子之间，甚至是原子与离子之间。
那么，如何判断一个反应是否为氧化还原反应呢？这就需要我们关注元素的化合价变化。
如果在反应中，有元素的化合价升高，那么它发生了氧化反应；如果有元素的化合价降低，那么它发生了还原反应。
只要存在化合价的升降，就是氧化还原反应。
接下来，我们再看看原电池。
原电池是一种将化学能转化为电能的装置。
它的工作原理正是基于氧化还原反应。
在原电池中，通常有两个电极，一个是正极，一个是负极。
在负极，发生氧化反应，物质失去电子；在正极，发生还原反应，物质得到电子。
电子通过外电路从负极流向正极，从而产生了电流。
比如说，铜锌原电池就是一个常见的例子。
锌片作为负极，在硫酸溶液中，锌原子失去电子变成锌离子进入溶液；铜片作为正极，溶液中的氢离子得到电子变成氢气逸出。
电子从锌片通过导线流向铜片，形成了电流，灯泡就亮起来了。
原电池的构成要件包括两个电极、电解质溶液和形成闭合回路。
电极材料需要具有良好的导电性，并且能够参与氧化还原反应。
电解质溶液则提供了离子迁移的环境，使反应能够持续进行。
原电池在我们的生活中有着广泛的应用。
从常见的干电池、蓄电池到各种新型的燃料电池，它们都在为我们的生活提供便利。
原电池和氧化还原反应.
电极反应 电池反应
负极 Zn ——→ Zn2+ + 2e 正极 Cu2+ + 2e ——→ Cu
Zn + Cu2+ ——→ Zn2+ + Cu
铜锌原电池有两个电极组成式为：
Zn2+│Zn和Cu2+│Cu。
在电池中，电子的方向是从负极流向正极，正 极的电势高于负极。 E = φ+－φ－
自发进行的氧化还原反应组成的原电池，电池 电动势应为正值。
金属越活泼，电势越低；越不活泼，电势越高。 在同一种金属电极中，金属离子浓度越大，电
势越高，浓度越小，电势越低。 温度越高，电势越高。
我们称双电层（double charge layer）结构产 生的电势为电极电势（electrode potential）。
2、标准电极电势
各电极溶液中的离子浓度为1.0mol·L-1，气体的 压力100 kPa。
配成分子方程式
K2Cr2O7 + 6FeSO4 + 7H2SO4 ==== Cr2(SO4)3 + 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 7H2O
又例如配平碱性介质中： SO32- + MnO4- ——→ SO42- + MnO2 半反应：SO32- ——→ SO42-
SO32- + 2OH- -2e === SO42- + H2O MnO4- +3e ——→ MnO2
氧在化合物中的氧化数为-2，过氧化物如H2O2中， 氧的氧化数为-1，超氧化物中为-1/2，KO2；臭氧 化物为-1/3，KO3，OF2中为+2。
多原子分子或离子中，各元素氧化数的代数和等 于零或等于原子团的电荷数。
2020高中化学原电池和氧化还原反应
4. The oxidation number of elements in Groups 1 and 2 is equal to their group number.
电极电势表说明： (1) 电极电势高，其氧化型的氧化能力强；电极电势低其 还原型的还原能力强。 (2) 标准电极电势表是酸介质中的表。
(3)碱介质中另有一张标准电极电势表。例如 2 H2O ＋ 2 e － ＝ H2 ＋ 2 OH － EӨ ＝ － 0.83 V Cu( OH )2 ＋ 2 e － ＝ Cu ＋ 2 OH－ EӨ＝ － 0.22 V
第1节 氧化还原反应与原电池
一、化合价与氧化数(Oxidation Number)
氧化－还原反应：有电子得失（或电子偏移）的反应。
the surroundings
化合价降低，还原反应 氧化剂 ＋ 还原剂 还原产物 ＋ 氧化产物
化合价升高，氧化反应
The loss or gain of electrons is easy to identify for monatomic ions, because we can monitor the charges of the species. Thus, when Br ions are converted into bromine atoms (which go on to form Br2 molecules), we know that each Br– ion must have lost an electron and hence that it has been oxidized. When O2 forms oxide ions, O2-, we know that each oxygen atom must have gained two electrons and therefore that it has been reduced. The difficulty arises when the transfer of electrons is accompanied by the transfer of atoms. For example, is chlorine gas, Cl2, oxidized or reduced when it is converted into hypochlorite ions, ClO-?
原电池工作原理
氧化 反应
还原 反应
负极 正极
Cu片 电池反应 式
2H+ + 2e-＝H2↑
Zn+2H+＝Zn2++H2↑
注意：负极本身失去电子，正极只起传递电子的作 用，溶液中容易得电子的离子在正极得电子。 10
8、银锌电池广泛用作各种电子仪器的电源,它的充电 和放电过程可以表示为：
充电 2Ag + Zn(OH)2 放电
Ag2O + Zn + H2O
在此电池放电时,负极上发生反应的物质是( C )
A. Ag
B. Zn(OH)2
C. Ag2O
D. Zn
9、氢镍电池是近年开发出来的可充电电池，它可以取 代会产生污染的铜镍电池。氢镍电池的总反应式是： H2+NiO(OH)2
Fe
C
FeCl3
试设计一个原电池，使之发生的总反应方程式为 2FeCl3+Cu==CuCl2+2FeCl2，画出装置图，并写出正、 负极电极反应式及电池总反应的离子方程式。（提示： 可用石墨作电极）。
负极： Cu-2e-=Cu2+
Cu C 正极： 2Fe3++2e-=2Fe2+ 总反应的离子方程式： Cu + 2Fe3+=2Fe2+ +Cu2+ FeCl3溶液
2、某装置，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐 渐变细，C为电解质溶液，则A、B、C应是下列各组中的哪 一组（ D ） A、A是锌，B是铜，C为稀H2SO4 B、A是铜，B是锌，C为稀硫酸 C、A是铁，B是银，C为AgNO3溶液 D、A是Ag，B是铁，C为AgNO3溶液
氧化还原反应和原电池
Cu-Zn原电池
电流方向的动画
第五章 氧化还原反应和原电池
电极反应：
Zn片（负极）：Zn(s) ＝ Zn2+ (aq) + 2e （氧化反应）
Cu片（正极）：Cu2+(aq) + 2e ＝ Cu （还原反应）
电池反应：
Zn + Cu2+ (aq) ＝ Zn2+(aq) + Cu
2. 原电池表示方法
Mn2+ + 4H2O 2F－
Mnn/Mn /V
-3.024 -2.931 -2.710 -0.447 0.0000 0.3419 0.5355 0.771 1.232 1.3595 1.51 2.656
三、电极电势及其应用
1.判断氧化剂和还原剂的强弱
（1）根据标准电极电势的大小，可以判断该物质的氧化还 原能力的强弱。
（2）标准电极电势值越大，其氧化型Mn+越容易得到电子， 氧化性越强。
（3）标准电极电势值越小，其还原型M越容易失去电子， 还原性越强。
2.判断氧化还原反应进行的方向
在标准状态下，如果电池的标准电动势E ＞0， 则电池反应 能自发进行；如果电池的标准电动势E ＜0， 则电池反应不
能自发进行。
在非标准状态下，则用该状态下的电动势来判断。氧化剂的 电极电势必须大于还原剂的电极电势，才能满足 E ＞0的条 件。
第五章 氧化还原反应和原电池
（2）氧化还原反应的3种类型
分子间的氧化还原反应
Zn + CuSO4 分子内的氧化还原反应
ZnSO4 + Cu
2KMnO4
自身氧化还原反应
K2MnO4 + MnO2 + O2↑
不是所有氧化还原反应都可以设计成原电池
练后归纳
化学
判断原电池正、负极的五种方法
注意:原电池的正极和负极与电极材料的性质有关,也与电解质溶液有 关,不要形成活泼电极一定作负极的思维定式。
化学
题组二 盐桥原电池 3.(2016·江西铜鼓二模)用铜片、银片设计成如图所示的原电池。 以下有关该原电池的叙述正确的是( D ) A.电子通过盐桥从乙池流向甲池
知识整合
1.设计制作化学电源
核心主干 系统全面
拆分反应 ——将氧化还原反应分成两个半反应
选择电极材料 ——将还原剂(一般为比较活泼金属)作负极,活泼性比负 极弱的金属或非金属导体作 正极 .
构成闭合回路 ——如果两个半反应分别在两个容器中进行(中间连接盐 桥),则两个容器中的电解质溶液应含有与 电极材料 . 相同的金属的阳离子
镀,所以不是原来的装置反应原理,故 B 错误;银片是原电池的正极,溶
液中的银离子得到电子发生还原反应,电极反应是 Ag++e- Ag,故 C
错误;铜片浸入 AgNO3 溶液中发生的化学反应与该原电池总反应都是 发生了 Cu+2Ag+ 2Ag+Cu2+,故 D 正确。
化学
4.控制适合的条件,将反应Fe3++Ag
反应 电极 闭合回路
能发生 自发进行 的氧化还原反应(一般是活泼性强的 金属与电解质溶液反应)
一般是活泼性不同的两电极(金属或 石墨 )
形成需三个条件:① 电解质溶液 ;②两电极直接或间 接接触;③两电极插入电解质溶液中
3.工作原理
化学
单液原电池
双液原电池
装置图
电极与 电极反应
电子流向 离子迁 移方向 电池反应 方程式
6OH-+3H2↑ Fe3+ H2↑
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是可以通过氧化还原反应而产生电流的装置，也可以说是把化学能转变成电能的装置。
这次小编在这里给大家整理了高考化学原电池知识点归纳，供大家阅读参考。
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。
氧化还原反应(6)
第一节
第一章
1970年国际纯化学和应用化学协会(IUPAC)定义： 氧化数是化学实体中某元素一个原子的电荷数，这种 电荷数是假设把每个化学键中的电子指定给电负性更 大的原子，从而得到的某原子在化合状态时的“形式 电荷数”。确定氧化数的规则如下： (1) 在单质中元素的氧化数皆为零。H2、Zn、S8等物 质中，H、Zn、S的氧化数都为零。 (2) 单原子离子的氧化数等于它所带的电荷。如Na+, Mg2+, Cl－的氧化数分别为+1，+2，-1。
第一节
第一章
(3) 氧在化合物中的氧化数一般为-2。但在OF2中其氧 化数为+2；在H2O2和Na2O2等过氧化物中其氧化数为1 1；在超氧化物KO2中其氧化数是 2
(4) 氢在化合物中氧化数一般为+1，只有与活泼金属 生成的离子型氢化物(如NaH，CaH2)中氧化数为-1。
⑸ 根据需要改写成分子方程式：
3H2SO4 +2KMnO4 +5Na 2SO3 ==5Na 2SO4 +2MnSO4 +K2SO4 +3H2O
第二节 原电池与电极电势
一、原电池
第一章
1、原电池的组成 根据热力学原理，定温定压下自发进行的化学反 应能对环境做非体积功，功( W′)的大小与化学反应的 r Gm 有以下关系： r Gm ≤ W′ 如果反应是热力学可逆，上式取等号；如果反应是自 发进行的，取小于号。即系统对环境所做的最大功的 绝对值不会超过 | r Gm | ， 只能小于等于| r Gm | 。
第二节
第一章
4、电池符号 原电池的组成装置可用电池符号表示。例如ZnCu原电池的符号可表示为： (-) Zn|ZnSO4 (c1)||CuSO4 (c2 )|Cu(+)
大学化学4.2 原电池和电极电势
EFe3+/Fe2+
= Eθ F e3+ /F e2+
c(Fe3+） + 0.05917 lg c(Fe2+）
正极： Cr2O72-+6e-+14H+→ 2Cr3++7H2O
(-)Pt︱Fe2+(c1),Fe3+(c2)‖Cr2O72-(c3), Cr3+(c4), H+(c5)︱Pt(+)
20
负极： 4Cl- - 4e- → 2Cl2 正极： MnO42-+4e-+8H+→ Mn2++4H2O
(-)Pt︱Cl2(pCl2)︱Cl-(c1)‖MnO42-(c2), Mn2+(c3), H+(c4)︱Pt(+)
25
当溶解和沉积过程平衡时，
若溶解趋势大，则金属带负电荷， 溶液带正电荷(图1)。若沉积的趋 图1 势大，则金属带正电荷，溶液带 负电荷(图2)。两种电荷集中在固液界面附近形成了类似于电容器 一样的双电层。由于双电层的形 图2 成，在金属和溶液之间便存在一 个电势差。这就是该金属电极的 平衡电势，或称电极电势。
37
(5)电极反应中有H+、OH-时，电对有酸性
或碱性介质中两种不同的E值。
酸中：O2+4H++4e- 2H2O EθO2/H2O
碱中： O2+2H2O +4e-
4OH- EθO2/OH-
38
参比电极
标准氢电极是一理想参比电极，但制备和 使用很不方便，随时需要准备好一个纯净的氢 气源，并准确控制通入的气体压力为100kPa， 溶液若含有少量杂质As、S、Hg等会使铂黑铂电 极中毒失效。所以实际工作中常采用其它稳定 而又方便的电极（参比电极）作为间接比较的 标准。该参比电极的标准电极电势由标准氢电 极测得。
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基本概念和理论
二、氧化还原反应
1．氧化还原反应的特征：
2．氧化还原反应的实质：
3．在氧化还原反应中，氧化剂电子，元素化合价，被，发生。
还原剂电子，元素化合价，被，发生。
4．用双线桥法分析下列反应：
2Al + Fe2O3 = 2 Fe + Al2O33Cu+8HNO3=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O
[例]下列反应不属于氧化还原反应的是（）
A、2H2O2===2H2O +O2↑
B、CaO + H2O===Ca(OH)2
C、Cl2 + H2O==HCl + HClO
D、3CO + Fe2O3 = 2 Fe +3CO2
[例]铁在高温下可以和水蒸汽发生如下反应：3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2;在此反应中，还原剂是，当有3molFe参加反应时，可生成标准状况下的氢气L．转移电子的物质的量为mol
三、原电池（以Zn-Cu原电池为例）
1、定义：原电池是将能转化为能的装置。
2、对于Zn、Cu和稀硫酸组成的原电池（如右图），
Zn作电池的极，发生反应，
电极反应式；
Cu作电极的极，发生反应，
电极反应式是
总反应式：
[例]关于锌-铜原电池，下列说法正确的是（）
①锌作负极；②铜作负极；③正极发生氧化反应；④正极发生还原反应；⑤锌电极上有气泡产生。
A、①④
B、②③
C、①④⑤
D、②④⑤
[巩固练习]
1、下列反应中，不属于．．．
氧化还原反应的是 （ ） A ．2 H 2O 2 催化剂 2 H 2O + O 2↑
B ．2 Al(OH)3 △ Al 2O 3 + 3 H 2O
C ．Fe 2O 3 + 3 CO
高温 2 Fe +3 CO 2
D ．Cl 2+2 NaOH NaCl + NaClO + H 2O 2、 下列反应中，不属于．．．
氧化还原反应的是 A ．2Fe + 3Cl 2 点燃=== 2FeCl 3
B ．NH 4Cl ∆
=== NH 3↑+ HC l ↑ C ．2Na + 2H 2O === 2NaOH + H 2↑
D ．Cl 2 + 2KI = 2KCl + I 2 3、有关SiO 2+ 2C
高温 Si+2CO ↑的反应，下列说法正确的是
A ．SiO 2 是还原剂
B ．氧化剂与还原剂的质量比为1:2
C ．此反应中电子转移4mol
D ．CO 是还原产物
4、对于锌、铜和稀硫酸组成的原电池（如右图）。
下列说法
正确的是
A ．Zn 是正极
B ．铜是负极
C ．铜片上有气泡产生
D ．氢离子在铜片表面被氧化 5．在右图所示的原电池中，负极发生的反应是 （ ）
A ．+2Cu
+ 2e - == Cu B ．Cu - 2e - == +2Cu C ．2+H + 2e - == H 2↑ D ．Zn - 2e - == +
2Zn 6．铜与浓硫酸发生反应的化学方程式为：Cu + 2 H 2SO 4（浓） △ CuSO 4+ SO 2↑ + 2 H 2O ，其中铜元素的化合价 （填“升高”或“降低”），被 （填“氧化”或“还原”，下同）；浓H 2SO 4作 剂，具有 性。
在该反应中，若消耗了1 mol Cu ，则生成 mol SO 2 。
7、（1）反应Cu + 4HNO 3(浓) Cu(NO 3)2 + 2NO 2↑+ 2H 2O 中，氧化剂是 （填化学式），若消耗了1 mol Cu ，则生成NO 2 mol 。
（2）氯元素有多种化合价，其最高正化合价为＋7，最低化合价为 —1 。
从氯元素化合价变化的角度分析，微粒Cl 2、Cl —、ClO 4—中仅表现还原性是。
稀H 2SO 4。