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时间:2020-04-01
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1、原电池 化学电源考纲要求1.理解原电池的构成、工作原理及应用2.能书写电极反应式和总反应方程式3.了解常见化学电源的种类及其工作原理一、原电池1.定义2.构成条件(2)通常活动性不同的两电极(或都为惰性电极)活泼电极:活泼金属。惰性电极:石墨、铂电极(4)电解质溶液:酸、碱、盐等,或熔融盐等(3)形成闭合回路。(外电路导线连接,内电路电解质溶液相通。双池原电池,两池用盐桥相连)(1)反应自发进行且△H<0的氧化还原反应3.原电池正、负极判断方法注意:活泼性强的金属不一定作负极,但负极一定发生氧化反应。Mg
2、NaOH(aq)
3、
4、Al电池中,Al为负极。Fe
5、HNO3(浓)
6、Cu电池中,Cu为负极。(2)负极本身不一定参加反应。如燃料电池,负极材料不参加反应,只起导电作用。(3)电极反应①负极:氧化反应。负极反应式:R-ne-=Rn+②正极:还原反应。正极反应式:An++ne-=A(4)原电池反应自发的氧化还原反应即为电池反应正极、负极反应式联立消去电子,得反应。要考虑溶液中的其它离子影响。负极:2Al+8OH--6e-=2AlO2-+4H2O正极:6H2O+6e-=3H2↑+6OH-总反应:2Al+2OH-+2H2O=2AlO2-+3H2↑稀硫
7、酸负极:Mg-2e-=Mg2+正极:2H++2e-=H2↑总:Mg+2H+=Mg2++H2↑FeCu负极:2Fe-4e-+4OH-=2Fe(OH)2正极:2H2O+O2+4e-=4OH-总反应:2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2NaCl溶液负极:Cu-2e-=Cu2+正极:4H++2NO3-+2e-=2NO2↑+2H2O总:Cu+4H++2NO3-=2NO2+Cu2++2H2O3.工作原理(以铜锌原电池为例):(1)电极反应:锌是极,电子发生反应,_________________;铜是____极,电子发生反应,__
8、________________。负失氧化Zn-2e-=Zn2+正得还原Cu2++2e-==Cu负极正极Zn-2e-=Zn2+2H++2e-=H2↑还原剂(Zn)失去电子,发生氧化反应氧化剂(H+)在铜极上得到电子,发生还原反应还原剂失去的电子从锌极流出流入铜极经外电路Zn2+H+SO42-电流方向(2)电子方向和电流方向:①电子从负极流出经外电路流入;溶液中不存在电子②电流从正极流出经外电路流入。(3)离子的迁移方向:电解质溶液中,阴离子向极区迁移,阳离子向极区迁移。正极负极负正阴离子向发生氧化反应那极迁移(电解池相同)
9、(4)溶液pH变化电极区pH变化由电极反应式分析原电池pH变化由电池总反应式分析例:分析Fe
10、NaCl(aq)
11、C正负极区pH变化与电池pH变化②装置Ⅰ中Zn与Cu2+直接接触,会有部分Zn与Cu2+直接反应,化学能转化为热能,造成能量损耗;装置Ⅱ中,Zn在负极区,Cu2+在正极区,不存在Zn与Cu2+的直接反应,减少能量损耗,电流稳定,且持续时间长。(5)两种装置的比较:①盐桥的作用:a.连接内电路,形成闭合回路b.平衡电荷(溶液中离子不能通过盐桥)。U形管内的琼脂浸泡KCl、KNO3等盐溶液1.将Ⅱ中盐桥换成铜导线是否
12、可行?不可行。原电池放电时,电子走外电路(导线),离子走水路(溶液)。外电路是电子的定向移动,内电路(溶液中)是阴、阳离子的定向移动,电子不通过内电路。2.(2015年长春调研)下图为一原电池装置,下列叙述中正确的是()A.铜离子在铜片表面被还原B.盐桥中的K+移向ZnSO4溶液C.电流从锌片经导线流向铜片D.铜是阳极,铜片上有气泡产生3.有一种一面镀锌、一面镀二氧化锰的超薄纸质电池,在使用印刷与压层技术后,变成一张可任意裁剪大小的“电纸”,纸内的离子“流过”水和氧化锌组成的电解质溶液,电池总反应式为Zn+2MnO2+H2
13、O===ZnO+2MnOOH。下列说法不正确的是A.该电池的负极材料为锌B.该电池反应中二氧化锰发生了还原反应C.电池的正极反应式为MnO2+H2O+e-===MnOOH+OH-D.当有0.1mol锌溶解时,流经电解质溶液的电子数为1.204×10234.如图所示的装置能够组成原电池产生电流的是B5.下列有关原电池的说法中正确的是()A.在内电路中,电子由正极流向负极B.在原电池中,相对较活泼的金属作负极,不活泼的金属作正极C.原电池工作时,正极表面一定有气泡产生D.原电池工作时,可能会伴随着热能变化答案:D6.分析下图所
14、示四个原电池装置,其中结论正确的是A.①②中Mg作负极,③④中Fe作负极B.②中Mg作正极,电极反应式为6H2O+6e-=6OH-+3H2↑C.③中Fe作负极,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+D.④中Cu作正极,电极反应式为2H++2e-=H2↑1.比较金属活动性强弱两种金属分别作原电池的两极时,一般
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