一轮复习原电池
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正极:2MnO2+2H2O+2e-=2MnO(OH)+2OH 总反应:
Zn+2MnO2+2H2O= 2MnO(OH)+Zn(OH)2 优点:比能量和储存时间有所提高,适用于大电流和 连续放电 缺点:多数只能一次使用,不能充电;价格较贵
单位质量的电极材料放 出电能的大小
银锌电池
银锌电池—纽扣电池 该电池使 用寿命较长,广泛用于电子表和电
质溶液不同,因此电极反应 有区别,但是总电池反应相 同,反应实质相同。实际应 用中常用碱做电解质溶液。
质子交换膜燃料电池
4 氢氧燃料电池
总反应: 2H2 + O2 = 2H2O
酸性 负极 (磷酸) 正极
中性 负极 正极
碱性 负极 (KOH) 正极
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
三、金属的电化学腐蚀
金属腐蚀本质: 金属与周围物质发生氧化还原反应
1 化学腐蚀
金属与接触到的干燥气体(如 O2,Cl2,SO2)或非电解质液体(石 油)等直接发生化学反应引起的腐
蚀叫做化学腐蚀。
2 电化学腐蚀
不纯的金属与电解质溶液
(更普遍且危害大)接应触,比时较,活会泼发的生金原属电失池电反子而
被氧化的腐蚀叫做电化学腐
放 电
正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+ 2e- 过
总反应: =PbSO4(s)+2H2O(l)
程
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)
铅蓄电池是二次电池,能放电也能充电, 充电是放电的逆过程
充电过程:写导学案上
阳极:PbSO4 (s)-2e-+2H2O (l)= PbO2(s) +SO42-(aq) +4H+(aq)
思考: 电流和溶液中阳离子是怎样移动的?
导线中电流
氧化反应 负极
正极 还原反应
溶液中阳离子 正电荷流向示意图
一 原电池
1 构成原电池的条件:
(1)活动性不同的两种金属作电池的 正负极(不活泼金属可换作C棒或金属 氧化物) 注意:燃料电池中两极可同选石墨或铂
(2)电极材料均浸入电解质溶液中
(3)形成闭合电路
(4)分开进行的氧化还原反应
二、由两个半电池组成的原电池
1 盐桥
(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。
导线的作用是传递电子,沟通外电路。 请思考,盐桥的作用?
(2)盐桥的作用: 可使由它连接的两溶液保持电中性,沟通两 个半电池的内电路。
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。
水膜呈酸性
_
Fe-2e =Fe2+
水膜酸性很弱或呈中性
_
2Fe-4e =2Fe
2+
反 应
正极C(+)
+
_
2H +2e = H2
_
_
O2+2H2O+4e = 4OH
总反应 Fe+ 2H + =Fe2++ H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
进一步反应
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3 ·nH2O
燃料电池---氢氧燃料电池(碱性)
• H2~O2燃料电池(碱性环境) • 电极材料为活性铂电极、活性石墨电极
• 或多孔镍板
• 电解质溶液:20%~40%的KOH溶液 • 负极:2H2+ 4OH–– 4e- = 4H2O • 正极:O2+ 2H2O + 4e- = 4OH– • 电池反应: 2H2+ O2= 2H2O • 特点:
总结(1)C在酸性溶液中以CO2 形式存在, 在碱性溶液中以CO32-形式存在。
(2)三价铝在酸性条件下以Al3+形式存在,在 中性条件下以Al(OH)3形式存在,在碱性条 件下以AlO2- 形式存在。
来自百度文库
2书写电极方程式步骤(修改后)
(1)得失电子微粒及产物(环境,图) (2)标化合价,标得失电子 (3)配电荷 (酸碱性,用H+或OH-) (4)配平
(1)哪种微粒得失电子 (2)标化合价 (3)还生成什么物质(价态,酸碱性,图) (4)配平(补全反应 )
化学电源 概念:利用原电池原理制造的供电装置 写导学案上
干电池(一次电池)
普通锌锰电池
碱性电池
纽扣电池
1 碱性锌锰电池
电解质是KOH:
负极:Zn,正极:MnO2,
负极:Zn+2OH--2e- =Zn(OH)2
高三一轮复习 电化学
1电化学考点及思维过程
什么池,什么极, 什么反应,什么现象, 离子及电子流向,相关计算。
请叙述外电路电子的流向及内电路离子的 流向
负极 A 正极
Zn
Cu
做学案
H+ SO42-H+
H2SO4
思考: 电子和溶液中阴离子是怎样移动的?
见板书
导线中电子
氧化反应 负极
正极 还原反应
溶液中阴离子 正电荷流向示意图
子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn, 电解质为KOH溶液。其电极反应式
为:
负极反应:
Zn +2OH-
正极反应
-2e-
=Zn(OH)2
Ag2O + H2O+ 2e- = 2Ag+2OH-
总反应:
Zn + Ag2O +H2O= Zn(OH)2 + 2Ag
2 铅蓄电池
负极:Pb(s)+SO42-(aq) -2e- =PbSO4(s)
(1)电解质溶液:海水,中性 负极材料:铝 正极材料:石墨、铂网等
负极:4Al-12e- = 4Al3+; 正极:3O2+6H2O+12e- = 12OH- 总反应式为:4Al+3O2+6H2O = 4Al(OH)3
(1)电解质溶液:NaOH 负极材料:铝 正极材料:石墨、铂网等
负极:4Al-12e-+ 16OH- = 4AlO2- + 8H2O; 正极:3O2+6H2O+12e- = 12OH- 总反应:4Al+3O2+4OH- = 4AlO2- + 2H2O
联系 通常两种腐蚀同时存在,但以吸氧腐蚀为主。
5 甲烷燃料电池
两极为多孔镍板, 电解质溶液为KOH,生成的 CO2还要与KOH反应生成K2CO3,所以总反应为: CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O。
CH4 + 2OH- + 2O2 = CO32-+ 3H2O。 负极:CH4 + 10 OH- - 8e- == CO32- + 7H2O 正极:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH -
阴极: PbSO4 (s)+2e- =Pb(s)+SO42-(aq)
总反应:
2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
放电
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
2PbSO4(s)+2H2O(l)
充电
燃料电池
小型高性能燃料电池
(微型氢氧燃料电池)
掌握了甲烷燃料电池的电极反应式,就掌握 了其它气态烃燃料电池的电极反应式
6 甲醇燃料电池
(1)碱性电解质 负极: CH3OH+8OH- - 6e- =CO32-+6H2O 正极: O2+2H2O+4e- = 4OH–
总反应: 2CH3OH+3O2+4OH- =2CO32-+6H2O
甲醇、水与空气相互反 应而产生电能。装置工 作时只排出水蒸汽和碳 氧化合物,因此比起传 统的电池它常被视为一 种绿色能源。只需要更 换甲醇匣就可以在数秒 之内重新补充能源。
其中铁作负极,碳作正极
电解质溶液
钢铁
钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图 负极(Fe): Fe—2e— = Fe2+ 正极(C):①水膜酸性较强 2H++2e— = H2
②水膜酸性很弱或呈中性 2H2O+O2+4e— = 4OH—
5 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
电 极
负极Fe(-)
6 甲醇燃料电池 (2) 酸性电解质 负极:2CH3OH - 12e-+2H2O = 12H++ 2CO2 正极:3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O 总反应: 2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O
7 铝-空气燃料电池
我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型 海水标志灯,以海水为电解质,靠空气中的氧 气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入 海水中数分钟,就会发出耀眼的白光。
2 电极反应及电子流向
请写出电极反应及总反应
半反应: 负氧正还
负极:Zn-2e-=Zn2+ 正极:Cu2++2e-=Cu 总反应: Zn+Cu2+=Zn2++Cu
外电路电子流向: 由负极到正极
内电路离子流向: 阴离子流向负极 阳离子流向正极 盐桥: Cl-流向硫酸锌溶液 K+流向硫酸铜溶液
2书写电极方程式步骤
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 反应时释放出来的化学能直接 转化成电能的一类原电池。
3 氢氧燃料电池
两个电极均为惰性电极(石墨/铂)
总反应方程式 : 2H2+O2=2H2O 不能写条件
燃料和氧化剂连续不断地由 外部供给,在电极上不断地 反应,生成物不断地被排除, 于是电池就连续不断地提供 电能。
• (1) 该电池的标准电池电动势为1.229V • (2) 不产生污染物质 • (3) KOH的物质的量没有损失
燃料电池---氢氧燃料电池(酸性)
•电解质溶液:磷酸
•负极:2H2 – 4e- = 4H+ •正极:4H+ + O2+ 4e- = 2H2O •电池反应:2H2+ O2 = 2H2O
• 氢氧燃料电池由于电解
蚀。
钢铁在干燥的空气里长时间不易被 腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐 蚀,这是什么原因呢?
(1)钢铁腐蚀的原因
在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄 的水膜。水膜中溶解有来自大气中的CO2、 SO2、H2S等气体 使水膜中含有一定量的H +
H2O + CO2 ⇌ H2CO3 ⇌ H + + HCO3 - H2O ⇌ H + +OH- 这样在钢铁表面形成了一层电 解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳 构成无数微小的原电池。
Zn+2MnO2+2H2O= 2MnO(OH)+Zn(OH)2 优点:比能量和储存时间有所提高,适用于大电流和 连续放电 缺点:多数只能一次使用,不能充电;价格较贵
单位质量的电极材料放 出电能的大小
银锌电池
银锌电池—纽扣电池 该电池使 用寿命较长,广泛用于电子表和电
质溶液不同,因此电极反应 有区别,但是总电池反应相 同,反应实质相同。实际应 用中常用碱做电解质溶液。
质子交换膜燃料电池
4 氢氧燃料电池
总反应: 2H2 + O2 = 2H2O
酸性 负极 (磷酸) 正极
中性 负极 正极
碱性 负极 (KOH) 正极
2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 4H+ + 4e- = 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+ O2 + 2H2O + 4e- = 4OH2H2 + 4OH- - 4e- = 4H2O O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-
三、金属的电化学腐蚀
金属腐蚀本质: 金属与周围物质发生氧化还原反应
1 化学腐蚀
金属与接触到的干燥气体(如 O2,Cl2,SO2)或非电解质液体(石 油)等直接发生化学反应引起的腐
蚀叫做化学腐蚀。
2 电化学腐蚀
不纯的金属与电解质溶液
(更普遍且危害大)接应触,比时较,活会泼发的生金原属电失池电反子而
被氧化的腐蚀叫做电化学腐
放 电
正极:PbO2(s)+4H+(aq)+SO42-(aq)+ 2e- 过
总反应: =PbSO4(s)+2H2O(l)
程
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)=2PbSO4(s)+2H2O(l)
铅蓄电池是二次电池,能放电也能充电, 充电是放电的逆过程
充电过程:写导学案上
阳极:PbSO4 (s)-2e-+2H2O (l)= PbO2(s) +SO42-(aq) +4H+(aq)
思考: 电流和溶液中阳离子是怎样移动的?
导线中电流
氧化反应 负极
正极 还原反应
溶液中阳离子 正电荷流向示意图
一 原电池
1 构成原电池的条件:
(1)活动性不同的两种金属作电池的 正负极(不活泼金属可换作C棒或金属 氧化物) 注意:燃料电池中两极可同选石墨或铂
(2)电极材料均浸入电解质溶液中
(3)形成闭合电路
(4)分开进行的氧化还原反应
二、由两个半电池组成的原电池
1 盐桥
(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。
导线的作用是传递电子,沟通外电路。 请思考,盐桥的作用?
(2)盐桥的作用: 可使由它连接的两溶液保持电中性,沟通两 个半电池的内电路。
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。
水膜呈酸性
_
Fe-2e =Fe2+
水膜酸性很弱或呈中性
_
2Fe-4e =2Fe
2+
反 应
正极C(+)
+
_
2H +2e = H2
_
_
O2+2H2O+4e = 4OH
总反应 Fe+ 2H + =Fe2++ H2 2Fe+2H2O+O2= 2 Fe(OH)2
进一步反应
4Fe(OH)2+2H2O+O2=4Fe(OH)3 Fe2O3 ·nH2O
燃料电池---氢氧燃料电池(碱性)
• H2~O2燃料电池(碱性环境) • 电极材料为活性铂电极、活性石墨电极
• 或多孔镍板
• 电解质溶液:20%~40%的KOH溶液 • 负极:2H2+ 4OH–– 4e- = 4H2O • 正极:O2+ 2H2O + 4e- = 4OH– • 电池反应: 2H2+ O2= 2H2O • 特点:
总结(1)C在酸性溶液中以CO2 形式存在, 在碱性溶液中以CO32-形式存在。
(2)三价铝在酸性条件下以Al3+形式存在,在 中性条件下以Al(OH)3形式存在,在碱性条 件下以AlO2- 形式存在。
来自百度文库
2书写电极方程式步骤(修改后)
(1)得失电子微粒及产物(环境,图) (2)标化合价,标得失电子 (3)配电荷 (酸碱性,用H+或OH-) (4)配平
(1)哪种微粒得失电子 (2)标化合价 (3)还生成什么物质(价态,酸碱性,图) (4)配平(补全反应 )
化学电源 概念:利用原电池原理制造的供电装置 写导学案上
干电池(一次电池)
普通锌锰电池
碱性电池
纽扣电池
1 碱性锌锰电池
电解质是KOH:
负极:Zn,正极:MnO2,
负极:Zn+2OH--2e- =Zn(OH)2
高三一轮复习 电化学
1电化学考点及思维过程
什么池,什么极, 什么反应,什么现象, 离子及电子流向,相关计算。
请叙述外电路电子的流向及内电路离子的 流向
负极 A 正极
Zn
Cu
做学案
H+ SO42-H+
H2SO4
思考: 电子和溶液中阴离子是怎样移动的?
见板书
导线中电子
氧化反应 负极
正极 还原反应
溶液中阴离子 正电荷流向示意图
子计算机。其电极分别为Ag2O和Zn, 电解质为KOH溶液。其电极反应式
为:
负极反应:
Zn +2OH-
正极反应
-2e-
=Zn(OH)2
Ag2O + H2O+ 2e- = 2Ag+2OH-
总反应:
Zn + Ag2O +H2O= Zn(OH)2 + 2Ag
2 铅蓄电池
负极:Pb(s)+SO42-(aq) -2e- =PbSO4(s)
(1)电解质溶液:海水,中性 负极材料:铝 正极材料:石墨、铂网等
负极:4Al-12e- = 4Al3+; 正极:3O2+6H2O+12e- = 12OH- 总反应式为:4Al+3O2+6H2O = 4Al(OH)3
(1)电解质溶液:NaOH 负极材料:铝 正极材料:石墨、铂网等
负极:4Al-12e-+ 16OH- = 4AlO2- + 8H2O; 正极:3O2+6H2O+12e- = 12OH- 总反应:4Al+3O2+4OH- = 4AlO2- + 2H2O
联系 通常两种腐蚀同时存在,但以吸氧腐蚀为主。
5 甲烷燃料电池
两极为多孔镍板, 电解质溶液为KOH,生成的 CO2还要与KOH反应生成K2CO3,所以总反应为: CH4 + 2KOH+ 2O2 = K2CO3 + 3H2O。
CH4 + 2OH- + 2O2 = CO32-+ 3H2O。 负极:CH4 + 10 OH- - 8e- == CO32- + 7H2O 正极:O2 + 2H2O + 4e- == 4OH -
阴极: PbSO4 (s)+2e- =Pb(s)+SO42-(aq)
总反应:
2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
放电
Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)
2PbSO4(s)+2H2O(l)
充电
燃料电池
小型高性能燃料电池
(微型氢氧燃料电池)
掌握了甲烷燃料电池的电极反应式,就掌握 了其它气态烃燃料电池的电极反应式
6 甲醇燃料电池
(1)碱性电解质 负极: CH3OH+8OH- - 6e- =CO32-+6H2O 正极: O2+2H2O+4e- = 4OH–
总反应: 2CH3OH+3O2+4OH- =2CO32-+6H2O
甲醇、水与空气相互反 应而产生电能。装置工 作时只排出水蒸汽和碳 氧化合物,因此比起传 统的电池它常被视为一 种绿色能源。只需要更 换甲醇匣就可以在数秒 之内重新补充能源。
其中铁作负极,碳作正极
电解质溶液
钢铁
钢铁的析氢腐蚀示意图 钢铁的吸氧腐蚀示意图 负极(Fe): Fe—2e— = Fe2+ 正极(C):①水膜酸性较强 2H++2e— = H2
②水膜酸性很弱或呈中性 2H2O+O2+4e— = 4OH—
5 钢铁的析氢腐蚀和吸氧腐蚀比较
析氢腐蚀
吸氧腐蚀
条件
电 极
负极Fe(-)
6 甲醇燃料电池 (2) 酸性电解质 负极:2CH3OH - 12e-+2H2O = 12H++ 2CO2 正极:3O2 + 12e- + 12H+ = 6H2O 总反应: 2CH3OH + 3O2 = 2CO2 + 4H2O
7 铝-空气燃料电池
我国首创以铝–空气–海水电池作为能源的新型 海水标志灯,以海水为电解质,靠空气中的氧 气使铝不断被氧化而产生电流。只要把灯放入 海水中数分钟,就会发出耀眼的白光。
2 电极反应及电子流向
请写出电极反应及总反应
半反应: 负氧正还
负极:Zn-2e-=Zn2+ 正极:Cu2++2e-=Cu 总反应: Zn+Cu2+=Zn2++Cu
外电路电子流向: 由负极到正极
内电路离子流向: 阴离子流向负极 阳离子流向正极 盐桥: Cl-流向硫酸锌溶液 K+流向硫酸铜溶液
2书写电极方程式步骤
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 反应时释放出来的化学能直接 转化成电能的一类原电池。
3 氢氧燃料电池
两个电极均为惰性电极(石墨/铂)
总反应方程式 : 2H2+O2=2H2O 不能写条件
燃料和氧化剂连续不断地由 外部供给,在电极上不断地 反应,生成物不断地被排除, 于是电池就连续不断地提供 电能。
• (1) 该电池的标准电池电动势为1.229V • (2) 不产生污染物质 • (3) KOH的物质的量没有损失
燃料电池---氢氧燃料电池(酸性)
•电解质溶液:磷酸
•负极:2H2 – 4e- = 4H+ •正极:4H+ + O2+ 4e- = 2H2O •电池反应:2H2+ O2 = 2H2O
• 氢氧燃料电池由于电解
蚀。
钢铁在干燥的空气里长时间不易被 腐蚀,但在潮湿的空气里却很快被腐 蚀,这是什么原因呢?
(1)钢铁腐蚀的原因
在潮湿的空气里,钢铁表面吸附了一层薄薄 的水膜。水膜中溶解有来自大气中的CO2、 SO2、H2S等气体 使水膜中含有一定量的H +
H2O + CO2 ⇌ H2CO3 ⇌ H + + HCO3 - H2O ⇌ H + +OH- 这样在钢铁表面形成了一层电 解质溶液的薄膜,它跟钢铁里的铁和少量的碳 构成无数微小的原电池。