高中化学知识点——原电池和电解池
16页1、.原电池和电解池1原电池和电解池的比拟:装置原电池电解池实例原理使氧化复原反响中电子作定向移动,从而形成电流。这种把化学能转变为电能的装置叫做原电池。使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化复原反响的过程叫做电解。这种把电能转变为化学能的装置叫做电解池。形成条件电极:两种不同的导体相连;电解质溶液:能与电极反响。电源;电极惰性或非惰性;电解质水溶液或熔化态。反响类型自发的氧化复原反响非自发的氧化复原反响电极名称由电极本身性质决定:正极:材料性质较不活泼的电极;负极:材料性质较活泼的电极。由外电源决定:阳极:连电源的正极;阴极:连电源的负极;电极反响负极:Zn-2e-=Zn2+ 氧化反响正极:2H+2e-=H2复原反响阴极:Cu2+ +2e- = Cu 复原反响阳极:2Cl-2e-=Cl2氧化反响电子流向负极正极电源负极阴极;阳极电源正极电流方向正极负极电源正极阳极;阴极电源负极能量转化化学能电能电能化学能应用抗金属的电化腐蚀;实用电池。电解食盐水氯碱工业;电镀镀铜;电冶冶炼Na、Mg、Al;精炼精铜。一 原电池;原电池的形成条件原电池的工作原理原电池反响属于放热的氧化复原反响,但区别
2、于一般的氧化复原反响的是,电子转移不是通过氧化剂和复原剂之间的有效碰撞完成的,而是复原剂在负极上失电子发生氧化反响,电子通过外电路输送到正极上,氧化剂在正极上得电子发生复原反响,从而完成复原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路,使两个电极反响不断进展,发生有序的电子转移过程,产生电流,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;从化学反响角度看,原电池的原理是氧化复原反响中的复原剂失去的电子经导线传递给氧化剂,使氧化复原反响分别在两个电极上进展。 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*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,还要求有自发进展的氧化复原反响。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:总反响为自发的氧化复原反响 电极的构成:
3、 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复原反响。 原电池正负极判断: 负极发生氧化反响,失去电子;正极发生复原反响,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 电极反响方程式的书写负极:活泼金属失电子,看阳离子能否在电解液量存在。如果金属阳离子不能与电解液中的离子共存,则进展进一步的反响。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,要进一步反响生成碳酸根。 正极:当负极材料能与电解液直接反响时,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。当负极材料不能与电解液反响时,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
4、-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的电池反响产物是H2O和N2 无论是总反响,还是电极反响,都必须满足电子守恒、电荷守恒、质量守恒。 pH变化规律 电极周围:消耗OH-(H+),则电极周围溶液的pH减小增大;反响生成OH-(H+),则电极周围溶液的pH增大减小。 溶液:假设总反响的结果是消耗OH-(H+),则溶液的pH减小增大;假设总反响的结果是生成OH-(H+),则溶液的pH增大减小;假设总反响消耗和生成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。 原电池表示方法原电池的组成用图示表达,未免过于麻烦。为书写简便,原电池的装置常用方便而科学的符号来表示。其写法习惯上遵循如下几点规定: 1. 一般把负极如Zn棒与Zn2+离子溶液写在电池符号表示式的左边,正极如Cu棒与Cu2+离子溶液写在电池符号表示式的右边。 2.
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