原電池總複習知識點

2021-03-03 23:58:37 字數 2914 閱讀 7569

一、定義:

將化學能直接轉變成電能的裝置。

二、構成原電池的條件:

①電解質溶液

②兩個導體做電極

③形成閉合迴路(或在溶液中接觸)

④有能自發進行的氧化還原反應

三、原理

四、原電池電極的判斷

(1)由組成原電池的兩極材料判斷:一般來說,較活潑的或能和電解質溶液反應的金屬為負極,較不活潑的金屬或能導電的非金屬為正極。但具體情況還要看電解質溶液,如鎂、鋁電極在稀硫酸在中構成原電池,鎂為負極,鋁為正極;但鎂、鋁電極在氫氧化鈉溶液中形成原電池時,由於是鋁和氫氧化鈉溶液發生反應,失去電子,因此鋁為負極,鎂為正極。

(2)根據外電路電流的方向或電子的流向判斷:在原電池的外電路,電流由正極流向負極,電子由負極流向正極。

(3)根據內電路離子的移動方向判斷:在原電池電解質溶液中,陽離子移向正極,陰離子移向負極。

(4)根據原電池兩極發生的化學反應判斷:原電池中,負極總是發生氧化反應,正極總是發生還原反應。因此可以根據總化學方程式中化合價的公升降來判斷。

(5)根據電極質量的變化判斷:原電池工作後,若某一極質量增加,說明溶液中的陽離子在該電極得電子,該電極為正極,活潑性較弱;如果某一電極質量減輕,說明該電極溶解,電極為負極,活潑性較強。(但鉛蓄電池放電時正負極質量都增大)

(6)根據電極上產生的氣體判斷:原電池工作後,如果一電極上產生氣體,通常是因為該電極發生了析出氫的反應,說明該電極為正極,活動性較弱。

(7)根據某電極附近ph的變化判斷

析氫或吸氧的電極反應發生後,均能使該電極附近電解質溶液的ph增大,因而原電池工作後,該電極附近的ph增大了,說明該電極為正極,金屬活動性較弱。

五、電極反應式的書寫

(1)準確判斷原電池的正負極是書寫電極反應的關鍵

如果原電池的正負極判斷失誤,電極反應式的書寫一定錯誤。上述判斷正負極的方法是一般方法,但不是絕對的,例如銅片和鋁片同時插入濃硝酸溶液中,由於鋁片表明的鈍化,這時銅失去電子,是負極,其電極反應為:負極:

cu -2e- = cu2+正極:no3- + 4h+ + 2e- = 2h2o + 2no2↑

再如鎂片和鋁片同時插入氫氧化鈉溶液中,雖然鎂比鋁活潑,但由於鎂不與氫氧化鈉反應,而鋁卻反應,失去電子,是負極,其電極反應為:

負極:2al + 8oh--2×3e- =2alo2- + 2h2o正極:6h2o + 6e- = 6oh- + 3h2↑(2)要注意電解質溶液的酸鹼性。

在正負極上發生的電極反應不是孤立的,它往往與電解質溶液緊密聯絡,如氫氧燃料電池有酸式和鹼式,在酸溶液中,電極反應式中不能出現oh-,在鹼溶液中,電極反應式中不能出現h+,像ch4、ch3oh等燃料電池,在鹼溶液中碳(c)元素以co32-離子形式存在,而不是放出co2氣體。

(3)要考慮電子的轉移數目

在同乙個原電池中,負極失去電子數必然等於正極得到的電子數,所以在書寫電極反應時,一定要考慮電荷守恆。防止由總反應方程式改寫成電極反應式時所帶來的失誤,同時也可避免在有關計算中產生誤差。

(4)要利用總的反應方程式

從理論上講,任何乙個自發的氧化還原反應均可設計成原電池,而兩個電極反應相加即得總反應方程式。所以只要知道總反應方程式和其中乙個電極反應,便可以寫出另乙個電極反應方程式。

六、金屬的腐蝕與防護

1.腐蝕 ①金屬腐蝕的型別:化學腐蝕和電化學腐蝕。 ②電化學腐蝕的型別:

吸氧腐蝕和析氫腐蝕。 吸氧腐蝕: 金屬在酸性很弱或中性溶液裡,空氣裡的氧氣溶解於金屬表面水膜中而發生的電化學腐蝕,叫吸氧腐蝕。

例如鋼鐵在接近中性的潮濕的空氣中腐蝕屬於吸氧腐蝕,其電極反應如下,負極fe:2fe-4e-+ 4oh-= 2fe(oh)2

正極c:2h2o + o2 + 4e-= 4oh-。鋼鐵等金屬的電化腐蝕主要是吸氧腐蝕。

析氫腐蝕金屬在酸性較強的溶液中發生電化學腐蝕時放出氫氣的腐蝕叫做析氫腐蝕。

2.金屬的防護方法

(1)改變金屬的內部結構:如製成不鏽鋼。

(2)覆蓋保護層:塗漆、電鍍、搪瓷、塗瀝青、塑料、瀝青等。

(3)電化學保**:

①犧牲陽極保**:如輪船的船底四周鑲嵌鋅塊。

②外加電流陰極保**(又叫陰極電保**):將被保護的金屬製品(如水庫閘門、合成氨塔等)與直流電源的負極相連線,做電解池的陰極,受到保護。

七、常見的原電池

(1)一次電池

①鹼性鋅錳電池 zn+2mno2+2h2o ==2mnooh+zn(oh)2

負極 zn+2oh--2e-=zn(oh)2;正極:2mno2+2h2o+2e-=2mnooh+2oh-

②鋰電池8li+3soc12=6licl+li2so3+2s

負極:8li-8e-=8li+ ;正極:3soc12+8e-=so32-+2s+6cl-

(2)二次電池

①鉛蓄電池:pb+pbo2+2h2so4=2pbso4+2h2o

負極:pb + so42- - 2e- = pbso4;

正極:pbo2 + 4h+ + so42- + 2e- = pbso4 + 2h2o

②鎳一鎘鹼性蓄電池

負極:cd+2oh- - 2e-=cd(oh)2;

正極:2nio(oh) + 2h2o + 2e-= 2ni(oh)2+2oh-

(3)燃料電池

①氫氧燃料電池2h2+o2=2h2o

當用酸性電解質時,負極:2h2-4e-=4h

正極:o2+4h++4e-=2h2o

當用鹼性電解質時,負極:2h2+4oh- -4e-=4h2o;

正極:o2+2h2o+4e-=4oh-

②甲烷燃料電池(金屬鉑片作電極)

當用鹼性電解質時,ch4+2o2+2oh-=co32-+3h2o

負極:ch4+10oh--8e-=co32-+7h2o;

正極:2o2+4h2o+8e-=8oh-

當用酸性電解質時,ch4+2o2=co2+2h2o

負極:ch4+2h2o-8e-=co2+8h+;

正極:2o2+8h++8e-=4h2o

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原電池1 定義 將化學能直接轉變成電能的裝置。2 構成原電池的條件 電解質溶液 兩個導體做電極 形成閉合迴路 或在溶液中接觸 有能自發進行的氧化還原反應 3 原理 本質 氧化還原反應 4 原電池電極的判斷 1 由組成原電池的兩極材料判斷 一般來說,較活潑的或能和電解質溶液反應的金屬為負極,較不活潑的...

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