第四章原电池电解池笔记

第四章电化学基础

4.1原电池

只有Zn插入H Cl中制只做杂乱无章的运动，无电流，1799年意大利科学家伏达。

一.定义：将化学能转化为电能的装置

二.实质：将自发的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动

三.构成原电池的条件：两级一线一液

1、正极和负极必须由活泼性不同的金属或金属与导电的非金属材料

如石墨等做电极，即有两级。一般条件下注

①负极必须和电解液反应

②谁与电解质的溶液反应谁做负极，都和电解质的溶液反应，谁活泼谁做负极

③如果能和水反应正极永远不与电解质液反应

④两极必须浸没在电解液中

{Zn-2e-=Zn2+ 负极的电解式

{2H+ +2e-=H2↑正极的电解式

2、负极必须和电解质溶液反应

3、形成闭回电路

4、自发氧化还原反应

电解方程式：一般用离子反应方程式表示元电池正负极的工作原理

半反应方程式：{负Zn-2e-=Zn2+

化合价升高，失电子，被氧化

{正2H+ +2e-=H2↑Array化合价降低，得电子，被还原

四.原电池的工作原理

1.插入液体以内的叫内电路；以外的叫外电路

2.电子相等的情况下加和就是总电极式

电子流向负→正点流流向正→负

3.负极式：Zn-2e-=Zn2+

正极式：2H+ +2e-=H2↑

总：Zn+2H+ =Zn2++H2↑

正负极同时出现电子必须

相等（负离子往负极走

正离子往正极走）

伏达电池不能持续供电的原

因，是因为两极出现了电极

化，正极堆积了大量的负电

荷，而负极堆积了大量的正

电荷，使电极和电解质溶液

之间产生电极化。而不能持1、原电池两极有一个正极有一个负极，（经验：一般是谁与电解质溶液反应谁

是负极，都与电解质溶液反应谁活泼谁是负极，金属活动顺序表）相对活泼的

金属做负极相对不活泼的金属或导电材料做正极。

活泼性：Al>Fe

正极不参加反应负极

负极永远被消耗

2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2

↑

正Mg Al负

2.

出电子是负极 出电流的是正极

3.电极变细是负极；电极变粗或冒气泡是正极

4.电极周围聚集电解质阳离子的是正极，电击周围聚集电解质阴离子的为负极

5.发生氧化反应的是负极 发生还原反应的是正极，化合价升高是负极,化合价降低是正极，失电子是负极,得电子式是正极

6.根据电极周围P H 的变化: P H 变大是正极，PH 变小是负极。 六.电极方程式及总方程式出书写要求

1.确定在两极发生反应的物质，判断原电池的正负极，标出正负极，及电极材料

2.正负电极式得失电子一定守衡

3.负极失电子被氧化，化合价升高及发生还原反应“-e -”；M-xe -=M x+ 正极得电子被还原，化合价降低,及发生氧化反应“+e -”；N x++Xe -=N

4.书写电极式时用 =，气体 ，沉淀正常用号。

5..书写原电池电极式时，先确定谁和电解液反应，谁就是负极，写出负极电极式，然后再写出正极电极式，在电子守恒情况下做和即为总极电极，如果两极都不与电解液发生反应，而且装置中还有电流则发生吸氧腐蚀

6..书写电极式时，一般先写出负极电极式，然后再写出总的电极式，消掉正极即得到负极。前提是总方程式中的负极材料与负极材料化学计量系数相同。 例：负：

Zn-2e -+2OH - =Zn(OH)2

先写总电极式，再推出负电极式，让总电极式与负电极式的物质系数相同做差，得到正电极式

七．原电池原理应用

1.加速化学反应速率；

Zn +Hcl 若反应慢可成无数个微小的原电池，而锌作负极，加快消耗，Zn.Hcl 反应速率较慢，通常加入Cucl 2原理；Zn Hcl 反应生成Zncl 2锌铜电解质形成无数个微小的原电池；使锌的反应速率加快 2揭示钢铁腐蚀的原因 ：负：（Fe ）2Fe-4e=2Fe 2+ 正：（C ）O 2+H2O+4e -=4OH - 3.判断金属活动性强弱 4制作化学电源

5防止电化学腐蚀，牺牲（负）阳极的（正）阴极保护法（铁船挂锌板） 6设计化学电源

锌银电池 负：Zn-2e -+2OH -=Zn （OH ）2

正：Ag 2O+H 2O+2e -=2Ag+2OH - 总：Ag 2O+Zn+H 2O=2Ag+Zn （OH ）2

Zn Ag 2O

KOH

负：Cu-2e-=Cu2+

正：4H++2e-+2NO3-=2NO2↑+2H2O

总：Cu+4HNO3=Cu(NO3）2+2NO2↑+2H2O

Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2

↑+2H2O

Al Cu

冷HNO3（浓）

电池太阳能电池：硅，将来→航天器、卫星双翼

原子能电池：核变，体系能量高，供能时间长

化学电池

电池和燃料电池

1、原电池：将化学能转换成电能的装置

2、分类：化学电池一次性电池（即不可充电）：造价低廉，污染大，储能小，浪费资源。

二次性能（可充电）：节省原料，节省能源，造价高，不能长年使用。

燃料电池：转换率为百分之八十，造价高

3、电池的优点

能量转换效率高，使用方便，便于维护，可以适用于各种环境下工作，供能稳定可靠，可制造各种形状和大小，不同容量和电压的电池和电池组

4、一次性电池：活性物质（指能发生氧化还原反应物质）消耗到一定程度就不能使用了（普通电池、碱性干电池、A（—空气—海水）

①普通电池（华太电池）负：Zn-2e—=Zn2+

（NH4Cl）(碳棒)←正：2NH4++2e—+2MnO2==Mn2O3+2NH3↑+H2O

除杂除气方法：2NH4++2e－+2MnO2==Mn2O3+2NH3↑+H2O

②碱性锌锰干电池（南孚）

负：Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2

正：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OH-

总：Zn+2MnO4+2e-=2MnOOH+Zn（OH）2

③铝—空气—海水电池(吸氧腐蚀)

负：4Al－12e－==4Al3+

正：3O2+H2O+12e－==12OH－

总：4Al+3O2+6H2O==4Al(OH)3↓

④锂电池：负：8Li－8e－==8Li+