高二化学选修4 原电池的知识梳理

原电池的知识梳理

1、原电池是一种将化学能转变成电能的装置。

2、原电池的构成条件：活动性不同的两个电极、电解质溶液、形成闭合回路。韵语记忆：一强一弱两块板，两极必用导线连，同时插入电解液，活动导体溶里边。

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）。

4、氧化还原反应中还原剂的氧化反应和氧化剂的还原反应同时发生，一个氧化还原反应被设计成原电池后，氧化反应和还原反应被分别设计在负极和正极发生，两极反应式叠加后应该与氧化还原反应式吻合，要求书写电极反应式时，负极失去的电子数与正极得到的电子数相等。

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。

7、原电池作为一种化学电源，当它用导线连接上用电器形成闭合回路时就会有电流通过。（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）

8、原电池的基本类型：

（1）只有一个电极参与反应的类型：负极溶解，质量减小；正极本身不参与反应，但是在正极可能有气体产生或正极质量增大。

（2）两个电极都参与反应的类型：例如：充电电池类的：蓄电池、锂电池、银锌电池等。（3）两个电极都不参与反应的类型：两极材料都是惰性电极，电极本身不参与反应，而是由引入到两极的物质发生反应，如：燃料电池，燃料电池的电解质溶液通常是强碱溶液。

9、电解质溶液的作用：运载电荷或参与电极反应（产生沉淀、放出气体、改变微粒的存在形式）。

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11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）。

意义：在标准状况下，正极每析出2.24升氢气，负极质量就减小6.5克。

（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

意义：在标准状况下，正极每析出2.24升氢气，负极质量就减小6.5克。

（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：OH-（参与溶液反应）向锌片移动遇到Zn2+发生反应产生ZnO-22，Na+（运载电荷）向正极移动。

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）。

意义：在标准状况下，正极每析出6.72升氢气，负极质量就减小5.4克。

（3）微粒移动方向：

①在外电路：电流由铜片经用电器流向铝片，电子由铝片经用电器流向铜片。

②在内电路：SO-24（运载电荷）向铝片移动，H+ （参与电极反应）向铜片移动得电子放出氢气。

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

意义：在标准状况下，正极每析出6.72升氢气，负极质量就减小5.4克。

（3）微粒移动方向：

①在外电路：电流由铜片经用电器流向铝片，电子由铝片经用电器流向铜片。

②在内电路：OH-（参与溶液反应）向铝片移动遇到Al3+发生反应产生AlO-2，Na+（运载电荷）向正极移动。

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）；