原电池知识点.docx

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1、本文格式为 Word 版，下载可任意编辑第 3 页 共 7 页原电池学问点1、定义：将化学能直接转变成电能的装置。2、构成原电池的条件：电解质溶液两个导体做电极形成闭合回路(或在溶液中接触)有能自发进展的氧化复原反响3、原理本质：氧化复原反响4、原电池电极的推断1由组成原电池的两极材料推断：一般来说，较活泼的或能和电解质溶液反响的金属为负极，较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体状况还要看电解质溶液，如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池，镁为负极，铝为正极；但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时，由于是铝和氢氧化钠溶液发生反响，失去电子，因此铝为负极，镁为正极。2依据外电路电流的方向或电

2、子的流向推断：在原电池的外电路，电流由正极流向负极，电子由负极流向正极。（3） 依据内电路离子的移动方向推断：在原电池电解质溶液中，阳离子移向正极，阴离子移向负极。（4） 依据原电池两极发生的化学反响推断：原电池中，负极总是发生氧化反响，正极总是发生复原反响。因此可以依据总化学方程式中化合价的升降来推断。（5） 依据电极质量的变化推断：原电池工作后，假设某一极质量增加，说明溶液中的阳离子在该电极得电子，该电极为正极，活泼性较弱；假设某一电极质量减轻，说明该电极溶解，电极为负极，活泼性较强。（6） 依据电极上产生的气体推断：原电池工作后，假设一电极上产生气体，通常是由于该电极发生了析出氢的反响，

3、说明该电极为正极，活动性较弱。（7） 依据某电极四周 pH 的变化推断A 近的 pH 增大了，说明该电极为正极，金属活动性较弱。5、盐桥盐桥的作用仅仅是导电【相当于导线的作用】，将两个烧杯形成闭合回路，否则就相当2e 2H2O + 2NO2于断开，而盐桥的导电是利用了其中的阴阳离子的定向移动。再如镁片和铝片同时插入氢氧化钠溶液中，虽然镁比铝活泼，但由于镁不与氢氧化钠反锌铜电池，电解质溶液锌端硫酸锌，铜端硫酸铜，即两端不一样，所以产生电势差，于应，而铝却反响，失去电子，是负极，其电极反响为：是，电子从负极 Zn 失去，沿着导线移向正极 Cu，即外面的导线中，电子即负电荷从 Zn 到 Cu，负极：

4、2Al + 8OH23e2AlO2 + 2H2O 正极：6H2O + 6e 6OH + 3H22中间有盐桥连接，即盐桥中的负电荷即阴离子应当从 CuSO4 的一端沿着盐桥移向 ZnSO4 的一要留意电解质溶液的酸碱性。在正负极上发生的电极反响不是孤立的，它往往与电解质溶液端，或者说，盐桥中的正电荷即阳离子就从 ZnSO4 的一端沿着盐桥移向 CuSO4 的一端，总之，严密联系，如氢氧燃料电池有酸式和碱式，在酸溶液中，电极反响式中不能消灭 OH，在碱要保证两端烧杯中的正负电荷要守恒。【应当是没有进入到盐桥内的】溶液中，电极反响式中不能消灭 H+，像 CH4、CH3OH 等燃料电池，在碱溶液中碳C

5、元素以【溶液中是靠硫酸铜和硫酸锌自己的离子导电，他们自已各担其职】CO32离子形式存在，而不是放出 CO2 气体。还有以含有离子的琼脂块作盐桥的，应用很广泛。3要考虑电子的转移数目6、电极反响式的书写在同一个原电池中，负极失去电子数必定等于正极得到的电子数，所以在书写电极反响（1） 准确推断原电池的正负极是书写电极反响的关键时，肯定要考虑电荷守恒。防止由总反响方程式改写成电极反响式时所带来的失误，同时也假设原电池的正负极推断失误，电极反响式的书写肯定错误。上述推断正负极的方法是可避开在有关计算中产生误差。一般方法，但不是确定的，例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中，由于铝片说明的钝化，4要利用总

6、的反响方程式这时铜失去电子，是负极，其电极反响为：负极：Cu 2e Cu2正极：NO3 + 4H +从理论上讲，任何一个自发的氧化复原反响均可设计成原电池，而两个电极反响相加即得总反响方程式。所以只要知道总反响方程式和其中一个电极反响，便可以写出另一个电极-Zn(s)Zn2+ (C)Cu2+ (C) Cu(s) +反响方程式。理论上，任何氧化复原反响都可以设计成原电池，例如反响:7、原电池的书写Cl2+ 2I- 2Cl- +I21. 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. 以化学式表示电池中各物质的组成

7、，溶液要标上活度或浓度mol/L，假设为气体物质应注明其分压(Pa)，还应标明当时的温度。如不写出，则温度为 298.15K，气体分压为101.325kPa，溶液浓度为 1mol/L。此反响可分解为两个半电池反响：负极：2I- I2+ 2e- 氧化反响正极：Cl2+2e- 2Cl- 复原反响该原电池的符号为：-Pt I2(s)I- (C)Cl- (C)C2(PCL2) Pt+3. 以符号“”表示不同物相之间的接界，用“”表示盐桥。同一相中的不同物质之8、常见的原电池间用“，”隔开。(1)一次电池4. 非金属或气体不导电，因此非金属元素在不同氧化值时构成的氧化复原电对作半电池时，需外加惰性导体如

8、铂或石墨等做电极导体。其中，惰性导体不参与电极反响，只起导电输送或接送电子的作用，故称为“惰性”电极。按上述规定，CuZn 原电池可用如下电池符号表示：碱性锌锰电池构成:负极是锌,正极是 MnO2,正极是 KOH工作原理:负极 Zn+2OH2e=Zn(OH)2；正极:2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH总反响式:Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2特点:比能量较高,储存时间较长,可适用于大电流和连续放电。总反响式：Pb+PbO2+2H2SO42PbS04+2H2O钮扣式电池(银锌电池)(2)铅蓄电池充电原理的电极反响锌银电池的负极是 Zn，正极是 Ag20，电解

9、质是 KOH，总反响方程式：Zn+Ag20=2Ag+ZnO 特阳极：PbSO4+2H2O2e=PbO2+4H+SO42；阴极：PbSO4+2e=Pb+SO42总反响：点：此种电池比能量大，电压稳定，储存时间长，适宜小电流连续放电。2PbSO4+2H2O=Pb+PbO2+2H2SO4锂电池镍一镉碱性蓄电池锂电池用金属锂作负极，石墨作正极，电解质溶液由四氯化铝锂(LiAlCl4)溶解在亚硫酰构成:放电时镉(Cd)为负极,正极是 NiO(OH),电解液是 KOH氯(SOC12)中组成。工作原理:负极:Cd+2OH2e=Cd(OH)2；正极:2NiO(OH)+2H2O+2e=2Ni(OH)2+2OH锂

10、电池的主要反响为：负极：8Li8e8Li+；正极：3SOC12+8eSO32+2S+6Cl总反响式:总反响式为：8Li+3SOC12=6LiCl+Li2SO3+2S特点：电压稳定、使用便利、安全牢靠、使用寿命长，但一般体积大、废弃电池易污染特点：锂电池是一种高能电池，质量轻、电压稳定、工作效率高和贮存寿命长的优点。环境。(2)二次电池(3)燃料电池铅蓄电池:氢氧燃料电池(1)铅蓄电池放电原理的电极反响当用碱性电解质时，电极反响为：负极：Pb+S0422ePbSO4；正极：Pb02+4H+S042+2ePbSO4+2H20负极：2H2+40H4e4H20；正极：02+2H20+4e40H总反响：

11、2H2+022H2O4比较反响速率如粗锌与稀硫酸反响比纯锌快；甲烷燃料电池5比较金属活动性强弱被溶解的负极金属较活泼；该电池用金属铂片插入 KOH 溶液中作电极，在两极上分别通甲烷和氧气；6推断溶液 pH 变化如发生吸氧腐蚀时，因有正极反响 O2 + 2H2O + 4e- = 4OH-，负极：CH4+10OH8e=CO32+7H2O；正极：2O2+4H2O+8e=8OH使溶液 pH 值上升，正极四周溶液能使酚酞变红。总反响方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H2O(7) 依据电池反响推断的化学电源的变化，(方法是先分析电池反响中有关物质化合价CH3OH 燃料电池变化，确定原电池正

12、极和负极，然后依据两极变化分析推断其它指定性质的变化)。用导线相连的两个铂电极插入 KOH 溶液中，然后向两极分别通入 CH3OH 和 O2，则发生了10、金属的腐蚀和防护原电池反响。1、腐蚀负极：2CH3OH +16OH12e=2CO32+12H2O；正极：3O2+6H2O+12e=12OH金属腐蚀的类型：化学腐蚀和电化学腐蚀。总反响方程式为：2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O电化学腐蚀的类型：吸氧腐蚀和析氢腐蚀。9、原电池的应用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外表水膜中而发生的1制作干电池、蓄电池、高能电池；电化学腐蚀，叫吸氧腐蚀（2） 比较金

13、属腐蚀的快慢负极金属先被腐蚀；例如钢铁在接近中性的潮湿的空气中腐蚀属于吸氧腐蚀，其电极反响如下：负极Fe：（3） 防护金属腐蚀被保护的金属作正极；2Fe - 4e = 2Fe2+正极C：2H2O + O2 + 4e = 4OH-金属发生氧去极化腐蚀时，多数状况下阳极过程发生金属活性溶解，腐蚀过程处于阴极钢铁等金属的电化腐蚀主要是吸氧腐蚀掌握之下。氧去极化腐蚀速度主要取决于溶解氧向电极外表的传递速度和氧在电极外表上的吸氧腐蚀的必要条件放电速度。因此，可粗略地将氧去极化腐蚀分为三种状况。以氧的复原反响为阴极过程的腐蚀，称为氧复原腐蚀或吸氧腐蚀。发生吸氧腐蚀的必要1假设腐蚀金属在溶液中的电位较高，腐

14、蚀过程中氧的传递速度又很大，则金属腐蚀条件是金属的电位比氧复原反响的电位低：速度主要由氧在电极上的放电速度打算。氧的阴极复原过程及其过电位2假设腐蚀金属在溶液中的电位格外低，不管氧的传输速度大小，阴极过程将由氧去吸氧腐蚀的阴极去极化剂是溶液中溶解的氧。随着腐蚀的进展，氧不断消耗，只有来自极化和氢离子去极化两个反响共同组成。空气中的氧进展补充。因此，氧从空气中进入溶液并迁移到阴极外表发生复原反响，这一过3假设腐蚀金属在溶液中的电位较低，处于活性溶解状态，而氧的传输速度又有限，程包括一系列步骤。则金属腐蚀速度由氧的极限集中电流密度打算。（1） 氧穿过空气/溶液界面进入溶液；集中掌握的腐蚀过程中，由

15、于腐蚀速度只打算于氧的集中速度，因而在肯定范围内，腐（2） 在溶液对流作用下，氧迁移到阴极外表四周；蚀电流将不受阳极极化曲线的斜率和起始电位的影响。（3） 在集中层范围内，氧在浓度梯度作用下集中到阴极外表；集中掌握的腐蚀过程中，金属中不同的阴极性杂质或微阴极数量的增加，对腐蚀速度的（4） 在阴极外表氧分子发生复原反响，也叫氧的离子化反响。增加只起很小的作用。吸氧腐蚀的掌握过程及特点析氢腐蚀金属在酸性较强的溶液中发生电化学腐蚀时放出氢气的腐蚀叫做析氢腐蚀。在钢铁制品中一般都含有碳。在潮湿空气中，钢铁外表会吸附水汽而形成一层薄薄的水膜。水电化腐蚀类型吸氧腐蚀析氢腐蚀条件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性

16、较强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。于是就构成很多个以铁为负正极反响 O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-2H+ + 2e-=H2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复原反响是：负极反响 Fe 2e-=Fe2+Fe 2e-=Fe2+负极铁：铁被氧化 Fe-2e=Fe2+；正极碳：溶液中的 H+被复原 2H+2e=H2腐蚀作用是主要的腐蚀类型，具有广泛性发生在某些局部区域内这样就形成很多的微小原电池。最终氢气在碳的外表放出，铁被腐蚀，所以叫析氢腐蚀。2、金属的防护方法比较工程析氢腐蚀吸氧腐蚀1转变金属的内部构造：如制成不锈钢。去极化剂性质带电氢离子，迁移速度2掩盖保护层：涂漆、电镀、搪瓷、涂沥青、塑料、沥青等。和集中力量都很大3电化学保护法：中性氧分子，只能靠集中和对流传输牺牲阳极保护法：如轮船的船底四周镶嵌锌块。去极化剂浓度浓度大，酸性溶液中 H+外加电流阴极保护法又叫阴极电保护法：将被保护的金属制品如水库闸门、合放电成氨塔等与直流电源的负极相连接，做电解池的阴极，受到保护。中性或碱性溶液中 H2O 作去极化剂浓度不大，其溶解度通常随温度上升和盐浓度增大而减小