高中化学原电池.doc

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1、原电池原电池的形成条件　　原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，实现化学能向电能的转化。　　从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。　　原电池的构成条件有三个：　　（1）电极材料由两种金属活动性不同的金属或由金属与其他导电的材料（非金属或某些氧化物等）组成。　　（2）两电极必须浸泡在电解质溶液中。　　（3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。　　只要具备以上三个条件就可构成原电池。而化学电源

2、因为要求可以提供持续而稳定的电流，所以除了必须具备原电池的三个构成条件之外，还要求有自发进行的氧化还原反应。也就是说，化学电源必须是原电池，但原电池不一定都能做化学电池。　　形成前提：总反应为自发的氧化还原反应　　电极的构成：　　a.活泼性不同的金属—锌铜原电池，锌作负极，铜作正极；b.金属和非金属（非金属必须能导电）—锌锰干电池，锌作负极，石墨作正极；c.金属与化合物—铅蓄电池，铅板作负极，二氧化铅作正极；d.惰性电极—氢氧燃料电池，电极均为铂。　　电解液的选择：电解液一般要能与负极材料发生自发的氧化还原反应。　　原电池正负极判断

3、：　　负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。　　电子由负极流向正极，电流由正极流向负极。溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极电极反应方程式的书写　　负极：活泼金属失电子，看阳离子能否在电解液中大量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存，则进行进一步的反应。例：甲烷燃料电池中，电解液为KOH，负极甲烷失8个电子生成CO2和H2O，但CO2不能与OH-共存，要进一步反应生成碳酸根。　　正极：①当负极材料能与电解液直接反应时，溶液中的阳离子得电子。例：锌铜原电池中，电解液为HCl，正极H+得电子生成H2。②当负极

4、材料不能与电解液反应时，溶解在电解液中的O2得电子。如果电解液呈酸性，O2+4e-+4H+==2H2O；如果电解液呈中性或碱性，O2+4e-+2H2O==4OH-。特殊情况:Mg-Al-NaOH，Al作负极。负极：Al-3e-+4OH-==AlO2-+2H2O；正极：2H2O+2e-==H2↑+2OH-　　Cu-Al-HNO3，Cu作负极。　　注意：Fe作负极时，氧化产物是Fe2+而不可能是Fe3+；肼（N2H4）和NH3的电池反应产物是H2O和N2　　无论是总反应，还是电极反应，都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。　　pH变化

5、规律　　电极周围：消耗OH-(H+)，则电极周围溶液的pH减小（增大）；反应生成OH-(H+)，则电极周围溶液的pH增大（减小）。　　溶液：若总反应的结果是消耗OH-(H+)，则溶液的pH减小（增大）；若总反应的结果是生成OH-(H+)，则溶液的pH增大（减小）；若总反应消耗和生成OH-(H+)的物质的量相等，则溶液的pH由溶液的酸碱性决定，溶液呈碱性则pH增大，溶液呈酸性则pH减小，溶液呈中性则pH不变。两类原电池吸氧腐蚀　　吸氧腐蚀金属在酸性很弱或中性溶液里，空气里的氧气溶解于金属表面水膜中而发生的电化腐蚀，叫吸氧腐蚀．　　例如

6、钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反应如下：　　负极（Fe）：2Fe-4e=2Fe2+　正极（C）：2H2O+O2+4e=4OH-　　析氢腐蚀　　在酸性较强的溶液中发生电化腐蚀时放出氢气，这种腐蚀叫做析氢腐蚀。在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁表面会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就变成一种电解质溶液，使水里的H+增多。是就构成无数个以铁为负极、碳为正极、酸性水膜为电解质溶液的微小原电池。这些原电池里发生的氧化还原反应是：负极（铁）：铁被氧化Fe-2e=Fe2+；正极（碳）：溶液中的H+

7、被还原2H++2e=H2↑　常用原电池方程式　　1．Cu─H2SO4─Zn原电池　　正极：2H++2e-→H2↑　　负极：Zn-2e-→Zn2+　　总反应式：Zn+2H+==Zn2++H2↑　　2．Cu─FeCl3─C原电池　　正极：2Fe3++2e-→2Fe2+　　负极：Cu-2e-→Cu2+　　　总反应式：2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+　　　3．钢铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀　　正极：O2+2H2O+4e-→4OH-　　负极：2Fe-4e-→2Fe2+　　总反应式：2Fe+O2+2H2O==2Fe（OH)2　　4．氢氧

8、燃料电池（中性介质）　　正极：O2+2H2O+4e-→4OH-　　负极：2H2-4e-→4H+　　总反应式：2H2+O2==2H2O　　5．氢氧燃料电池（酸性介质）　　正极：O2+4H++4e-→2H2O　　负极：2H2-4e-→4H