原电池.电解池电极反应原理及应用.doc

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1、原电池、电解池电极反应原理及应用湖南祁东育贤中学汤自强原电池与电解池是每年高考的热点之一，考查要求：（1）理解原电池原理，熟记金属活动性顺序，了解化学腐蚀与电化腐蚀及一般防腐方法。（2）了解电解和电镀的基本原理及应用。科学家预测：燃料电池将是二十一世纪获得电力的重要途径。随地下煤气化制氢以及金属合金贮氢等技术的日趋成熟，燃料电池作为把氢能直接连续转化为电能的高效洁净发电装置，即将大规模全面进入社会，预计到2077年，30%以上的电力将由燃料电池供给。燃料电池的优点：它可将化学能直接转化为电能，可避免中间转换的损失，利用率高，同时还具有以下一些特点：1、能保持高发电效率。2．可

2、将化学能直接转化成电能。3．能适用的燃料广泛。4．NOX及SOX等排出量少，环境相容性优。第一部分原电池一、原电池原理1、原电池的构造：正负两极材料,电解质（溶液、融熔体或固体）、闭合回路。2、原电池：因氧化还原反应中电子作定向移动，从而形成电流，这种把化学能转变为电能的装置叫原电池。原电池的负极发生氧化反应（失电子），正极发生还原反应（得电子），电子从负极经外电路流向正极，电流方向相反。二、原电池的正负极的判断1、根据两极材料与电解质溶液性质判断在原电池中，一般是相对活泼的金属作负极，相对不活泼的金属或非金属导体作正极（即通常是根据金属活动性顺序表），但也有例外现象，如电解

3、质溶液改变会改变电极的正负极。（相对活泼金属是指在特定环境中易氧化发生反应的金属。）例1、将Cu片与A1片用导线相连，分别同时插入稀硫酸与浓硝酸中两极所形成的原电池的正负极不同，两极反应不同。Al-Cu//稀H2SO4Al能与稀H2SO4反应为负极（为相对活泼金属）电极反应：负极：2Al-6e-=2Al3+正极：6H++6e-=3H2↑总反应：2Al+6H+=3Al3++3H2↑Al-Cu//稀HNO3（或浓HNO3），因Cu能与稀HNO3和浓HNO3反应（常温下）即为相对活泼金属，Al可发生能化，故Cu为负极。电极反应负极：Cu-2e-=Cu2+正极：稀HNO3：NO3+4

4、H++3e-=NO↑+2H2O浓HNO3：2NO3-+4H++2e-=2NO2↑+2H2O例2：Mg、Al两金属为电极分别在NaOH溶液或稀H2SO4中的两极判断及电极反应Mg-Al//稀H2SO4，Mg为负极Al-Mg//NaOH溶液Al为负极电极反应：负：Mg-2e-=Mg2+正：2H++2e-=H2↑总反应：Mg+2H+=Mg2++H2↑电极反应:负：2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O正：6H2O+6e-=6OH-+3H2↑总反应：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑由例2可得：因溶液的酸碱性的区别：即在碱性溶液中OH-参加负极反应，在酸性溶

5、液中H+参加正极反应，在中性或弱碱性溶液中H2O参加正极反应，因电极反应中不能产生H+,且水必须参加正极反应生成OH-。例3：Zn-Al//浓H2SO4，Zn为负极，Al为正极，因Al可发生钝化反应电极反应负：Zn+2e-=Zn2+正：2H2SO4+2e-=SO2↑+H2O+SO42-由以上三例可得以下结论：（1）相同的电极材料在不同的电解质溶液中电极正负不同，又电解质溶液的浓度不同则电极反应不同。（2）电解质溶液的酸碱性改变会引起电极反应的改变。2、根据两极现象判断（1）产生气体原电池工作时若某极上有气泡产生是H2说明该极为正极。（2）两极质量变化电极本身参加反应而质量逐渐

6、减小的为负极。电极本身不参加反应，则在反应过程中质量不断增加的为正极。（3）PH变化析氢和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，若某电极附近溶液的PH增大了，说明该电极活泼性较弱为正极。3、根据电流计指针偏向（电流、电子流动方向）判断指针向连接正极的接线柱方向偏移；在外由路中电子从负极流向正极，电流从正极流向负极。4、根据电解质溶液中离子移动方向判断：在内电路中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。5、可根据原电池与电解池连接方式判断：三、常见的实用原电池原理分析1、干电池（属于一次性电池）（1）结构：锌筒，填满MnO2的石黑，溶有NH4Cl的糊状物。（

7、2）电极反应：负极：Zn-2e-=Zn2+正极：2MH4++2e-=2MH3+H2NH3和H2被Zn2+，MnO2吸收；MnO2+H2=MnO+H2OZn2++4NH3=[Zn(NH3)4]2+2、铅蓄电池（属于二次电池，可充电电池）（1）结构：铅板、填满PbO2的铅板，稀H2SO4（2）放电反应：负：Pb-2e-+SO42=PbSO4正：PbO2+2e-+4H+SO42-=PbSO4+2H2O充电反应：阴极：PbSO4-2e-=Pb+SO42-阳极：PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+4H++SO