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时间:2020-08-01
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1、电化学基础§1原电池§2化学电源§4金属的电化学腐蚀与防护电化学基础§3电解池氧化还原反应化学能转化为电能,自发进行电能转化为化学能,外界能量推动知识结构一、原电池原理把化学能转变为电能的装置叫原电池要解决的问题:1.什么是原电池?2.原电池的工作原理?(电子的流向、电流的流向、离子的流向、形成条件、电极的判断、电极反应的写法)原电池及其工作原理:1.定义:化学能转化为电能的装置为原电池。从理论上说,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池;2.电极名称:原电池相对活泼的电极为负极相对不活泼的电极为正极3.电极反应:原电池负极:正极:失电子的
2、氧化反应得电子的还原反应4.原电池的形成条件(4)形成闭合回路。(两电极用导线连接,或接触。)(1)能自发地发生的氧化还原反应:①电极和电解质溶液②两电极上分别有还原剂和氧化剂(燃料电池)(2)电解质溶液:参与电极反应或构成内电路(3)两导体作电极:①活动性不同的金属(或一种金属和一种非金属导体石墨),与电解质溶液反应的活泼金属为负极。②两不活泼的导体-石墨或Pt等。(燃料电池电极)5.定向移动方向:电子、离子原电池“负极给出电子,并流向正极”必发生失电子的氧化反应必发生得电子的还原反应例1.下列哪几个装置能形成原电池?ABCDEFMNCuSO
3、4√√√√例2.在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片,下列叙述正确的是()(A)正极附近的SO42-离子浓度逐渐增大(B)电子通过导线由铜片流向锌片(C)正极有O2逸出(D)铜片上有H2逸出D氧化反应Zn-2e=Zn2+铜锌原电池电解质溶液盐桥失e,沿导线传递,有电流产生还原反应2H++2e-=H2↑阴离子阳离子总反应:负极正极2H++2e-=H2↑Zn-2e-=Zn2+Zn+2H+=Zn2++H2↑Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑(离子方程式)(化学方程式)电极反应正极:负极:(氧化反应)(还原反应)阳离子外电路内电路强调
4、:原电池的工作原理:1.某金属能跟稀盐酸作用发出氢气,该金属与锌组成原电池时,锌为负极,此金属是()A.MgB.FeC.AlD.CuB2.由铜锌和稀硫酸组成的原电池工作时,电解质溶液的pH()A.不变B先变大后变小C逐渐变大D.逐渐变小C练习:例3.市场上出售的“热敷袋”,其主要成分是:铁屑、炭粉、木屑与少量NaCl、水等。它在使用之前,需要塑料袋与空气隔绝。使用时开启塑料袋上的小孔,轻轻揉搓就会有热量放出。当使用完后还会发现有铁锈生成。(1)热敷袋使用时,为什么会放出热量?(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。(2)碳粉的主要作用是什么?
5、氯化钠又起了什么作用?(1)热敷袋使用时,为什么会放出热量?(3)试写出有关的电极反应式和化学方程式。利用铁被氧气氧化时放热反应所放出的热量。负极:2Fe-4e-=2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-=4OH-总反应:4Fe+3O2+6H2O=4Fe(OH)3(2)碳粉的主要作用是什么?氯化钠又起了什么作用?碳粉的主要作用是和铁粉、氯化钠溶液一起构成原电池,加速铁屑的氧化。氯化钠溶于水,形成了电解质溶液。(2)盐桥的作用是什么?可提供定向移动的阴阳离子,使由它连接的两溶液保持电中性,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
6、析出过程得以继续进行。导线的作用是传递电子,沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。6.双液原电池的工作原理(有关概念)(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盐桥的作用:(1)形成闭合回路。(2)平衡电荷。(3)双液原电池的优点:能产生持续、稳定的电流。例4.依据氧化还原反应:2Ag+(aq)+Cu(s)=Cu2+(aq)+2Ag(s)设计的原电池如图所示。盐桥XYACuSO4溶液电流计Ag请回答下列问题:(1)电极X的材料是________;电解质溶液Y是___________;(2)银电极为电池的__
7、______极,发生的电极反应为_________________X电极上发生的电极反应为____________________________;(3)外电路中的电子是从_______电极流向________电极。铜(或Cu)AgNO3溶液正Ag++e-=AgCu-2e-=Cu2+负(Cu)正(Ag)利用反应Zn+2FeCl3=2FeCl2+ZnCl2,设计一个单液原电池,一个双液原电池(使用盐桥),画出原电池的示意图,并写出电极反应。(+)(-)GZnPtFeCl3溶液负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极(Pt或C):2Fe
8、3++2e-=2Fe2+(还原反应)(+)(-)盐桥ZnCZnCl2溶液FeCl3溶液G强调:原电池的设计请将氧化还原反应Cu+2Ag+=Cu2++2
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