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第四章 电化学基础第一节原电池知识点20120524

2020-11-26 来源:好走旅游网
第四章 电化学基础

第一节 原电池 原电池:

一、概念: 化学能转化为电能的装置叫做原电池。

实质:将一定的氧化还原反应的电子转移变成电子的定向移动。即将化学能转化成电能的形式释放。

二、组成条件:①两个活泼性不同的电极② 电解质溶液③形成闭合回路(导线连接或直接接触且电极插入电解质溶液)④自发的氧化还原反应(本质条件)

三、电子流向:外电路: 负 极——导线—— 正 极

内电路:盐桥中 阴 离子移向负极的电解质溶液,盐桥中 阳 离子移向正极的电解质溶液。 四、电极反应:以锌铜原电池为例:

负极: 氧化 反应: Zn-2e=Zn2 (较活泼金属)

正极: 还原 反应: 2H+2e=H2↑ (较不活泼金属) 总反应式: Zn+2H+=Zn2++H2↑

五、正、负极的判断: (负氧正还)

(1)从电极材料:一般较活泼金属为负极;或金属为负极,非金属为正极。

注意:①Al、Mg在NaOH溶液中,Al作负极,Mg作正极;

②Fe \\Al在HNO3中钝化后比Cu等金属更难失电子,Cu等金属做负极,Fe、Al作正极。 ③很活泼的金属单质一般不做原电池的负极,如K、Ca、Na、等。 (2)从电子的流动方向 负极流入正极 (3)从电流方向 正极流入负极

(4)根据电解质溶液内离子的移动方向 阳离子流向正极,阴离子流向负极 (5)根据实验现象①__溶解的一极为负极__② 增重或有气泡一极为正极 判断依据 电极材料 电子流动方向 电解质溶液中离子定向流动方向 发生的反应 反应现象 负极 一般是活动性较强的金属 电子流出的极 阴离子移向的极 氧化反应 电极溶解 正极 活动性较弱的金属或能导电的非金属 电子流入的极 阳离子移向的极 还原反应 电极增重或有气泡放出 六.什么是盐桥? 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。 盐桥的作用是什么?

可使由它连接的两溶液保持电中性,否则锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电,铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电。

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。

七.原电池电极反应式的书写: ①先分析原电池装置的正负极,再根据正负极反应规律去写电极反应式。见4.

②如果给定的是电池的总反应式和其中一个电极反应式。另一极的电极反应式可用总反应式减去已知的电极反应式而得出另一电极反应式。

③书写电极反应式时要注意以下几点:

a. 先观察电极,看负极是否参加了电极反应,注意负极能否与电解质溶液发生氧化还原反应。

b. 注意溶液的酸碱性,适当地在电极反应式两边添加H+、OH-、H2O、要遵循电荷守恒和质量守恒定律。

注意电极反应式是将原电池分解为氧化反应和还原反应两个半反应,电极反应式遵循电荷守恒、质量守恒、两极得失电子守恒,在书写时要结合溶液的酸碱性,确定氧化产物和还原产物,并配平方程式。

八.PH变化规律 在电极反应消耗OH-(或H+),则电极周围溶液的PH减小(或增大)若电极反应生成OH-(或H+)则电极周围溶液的PH 增大(或减小)

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若总反应的结果是消耗OH-(H+)或生成OH-(H+),则溶液的PH减小(增大)或增大(减小)。若两极消耗等物质的量的OH-和H+,则溶液哦PH变化使溶液酸碱性的不同而不同。

九、原电池原理的应用 1.运用原电池的原理,制造各种化学电源 2.运用原电池原理,加快化学反应速率

如:在Zn与稀硫酸反应制取H2的过程中,为了加快化学反应速率,通常往稀硫酸中加入少量的CuSO4溶液,此时Zn置换出Cu,形成(Cu-Zn)原电池,使反应速率加快。 3.运用原电池原理,对金属实行有效保护

如:为防止轮船船体或大坝闸门的过快腐蚀,通常在船外壳或闸门上连接一块活泼性比船体或闸门金属活动性大的金属,以保护船体或闸门。

4.运用原电池的原理,判断金属的活泼性大小,作为原电池负极的金属,其活泼性比作为原电池正极的金属强 5. 运用原电池的原理,判断氧化还原反应进行的方向 6.设计原电池

如利用反应Cu++Zn=Zn2++Cu的氧化还原反应可以设计原电池。由反应式可知,Zn失去电子,作负极;Cu2+在正极上得到电子,正极为活泼性比Zn弱的金属或导电的非金属等;含有可溶性的铜盐作电解质溶液。所设计原电池的电极反应式为:

负极:Zn-2e-=Zn2 (氧化反应) 正极:Cu2++2e- =Cu (还原反应) 7.原电池有关的计算

基本方法:①根据电子守恒法计算:用于串联电路、正负两极产物、相同电量等类型计算,其依据是电路上转移的电子数相等。②根据总反应式计算:先写出电极反应式,再写出总反应式,最后根据总反应式列比例式计算。③根据关系式计算:由得失电子守恒定律关系建立已知量与未知量之间的桥梁,建立计算所需的关系式。④利用电量

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Q=It、一个电子的电量(1.60×10C)及阿伏伽德罗常数NA解决相关的综合问题。 下列哪些装置能构成原电池?

【例题1】将镁片和铝片用导线相连,插入H2SO4溶液中,写出两池中的电极反应式和电池反应式。

【练习2】将镁片和铝片用导线相连,插入NaOH溶液中,写出两池中的电极反应式和电池反应式

②Al—Mg—NaOH原电池: 负极( ): 正极( ): 电池反应:

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