高一原電池知識點(diǎn)總結
在現實(shí)學(xué)習生活中,大家都背過(guò)各種知識點(diǎn)吧?知識點(diǎn)有時(shí)候特指教科書(shū)上或考試的知識。掌握知識點(diǎn)是我們提高成績(jì)的關(guān)鍵!以下是小編精心整理的高一原電池知識點(diǎn)總結,歡迎閱讀,希望大家能夠喜歡。
高一原電池知識點(diǎn)總結1
高中化學(xué)原電池知識點(diǎn)1、原電池的基本情況
(1)構成:兩極、一液(電解質(zhì)溶液)、一回路(閉合回路)、一反應(自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應)。
(2)能量轉化形式:化學(xué)能轉化為電能。
(3)電極與電極反應:較活潑的一極是負極,發(fā)生氧化反應;較不活潑的一極是正極,發(fā)生還原反應。
(4)溶液中陰、陽(yáng)離子的移動(dòng)方向:陽(yáng)離子移向正極;陰離子移向負極。
(5)電子流向:負極(通過(guò)導線(xiàn))→正極;在電解質(zhì)溶液中,靠陰、陽(yáng)離子發(fā)生定向移動(dòng)而導電。
高中化學(xué)原電池知識點(diǎn)2、原電池電極反應規律
(1)負極反應(與電極材料有關(guān))
、偃魹榛顫婋姌O:金屬失去電子生成金屬離子(注意:Fe→Fe2+);
、谌魹槎栊噪姌O(石墨、鉑):通到正極上的H2、CH4等燃料發(fā)生氧化反應;
、谡龢O反應(與電極材料無(wú)關(guān)):陽(yáng)離子放電
高中化學(xué)原電池知識點(diǎn)3、重要原電池的的電極反應式和電池總式
(1)銅—鋅—稀硫酸電池
負極:Zn - 2e- == Zn2+ 正極:2H+ +2e- == H2↑
總反應式:Zn+ 2H+ == Zn2+ + H2↑ Zn+ H2SO4 == ZnSO4+ H2↑
(2)銅—鋅—硫酸銅溶液電池
負極:Zn - 2e- == Zn2+ 正極:Cu2++ 2e- == Cu
總反應式:Zn+ Cu2+ == Zn2+ + Cu Zn+ CuSO4 == ZnSO4+ Cu
(3) 銅—石墨—FeCl3溶液電池
負極:Cu - 2e- == Cu2+ 正極:2Fe3++ 2e- == 2Fe2+
總反應式:2Fe3+ + Cu == 2Fe2+ + Cu2+ 2FeCl3 + Cu == 2FeCl2 + CuCl2
(4)鉛蓄電池
負極:Pb+SO42--2e- == PbSO4 正極:PbO2+4H++SO42- +2e- == PbSO4+2H2O
電池總反應:Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O
(5)氫氧燃料電池
、匐娊赓|(zhì)溶液為KOH溶液
負極:2H2+4OH--4e- =4H2O 正極:O2+2H2O+4e-=4OH-
、陔娊赓|(zhì)溶液為稀硫酸
負極:2H2-4e- =4H+ 正極:O2+4H++4e-=2H2O
電池總反應:2H2+ O2=2H2O
(6)鋼鐵的電化學(xué)腐蝕
、傥醺g
負極:2Fe - 4e- == 2Fe2+ 正極:O2+2H2O+4e-=4OH-
總反應式:2Fe + O2+2H2O=2Fe(OH)2
、谖鰵涓g
負極:Fe - 2e- == Fe2+ 正極:2H+ +2e- == H2↑
總反應式:Fe+ 2H+ == Fe2+ + H2↑
高中化學(xué)原電池知識點(diǎn)4、金屬腐蝕
(1)金屬腐蝕的類(lèi)型:化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。
(2)電化學(xué)腐蝕的類(lèi)型:吸氧腐蝕和析氫腐蝕。
當水膜的酸性較強時(shí),發(fā)生析氫腐蝕;當水膜的酸性較弱或呈中性時(shí),發(fā)生吸氧腐蝕。自然界中較為普遍發(fā)生的是吸氧腐蝕。
高中化學(xué)原電池知識點(diǎn)5、金屬的防護方法
(1)改變金屬的內部結構:如制成不銹鋼。
(2)覆蓋保護層:涂漆、電鍍、搪瓷、涂瀝青、塑料、瀝青等。
(3)電化學(xué)保護法:
、贍奚(yáng)極保護法:如輪船的船底四周鑲嵌鋅塊。
、谕饧与娏麝帢O保護法(又叫陰極電保護法):將被保護的金屬制品(如水庫閘門(mén)、合成氨塔等)與直流電源的負極相連接,做電解池的陰極,受到保護。
高中化學(xué)原電池知識點(diǎn)6、可充電電池問(wèn)題
(1)放電時(shí)是原電池,充電時(shí)是電解池。
(2)充電時(shí),外接直流電源的負極連接蓄電池的負極,正極連接正極。
(3)解題關(guān)鍵:是明確化合價(jià)變化和氧化、還原反應,兼顧電解質(zhì)溶液對電極反應的影響。
高一原電池知識點(diǎn)總結2
1.原電池的定義
電能的把化學(xué)能轉變?yōu)檠b置叫做原電池。
2.原電池的工作原理
將氧化還原反應中的還原劑失去的電子經(jīng)過(guò)導線(xiàn)傳給氧化劑,使氧化反應和還原反應分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行,從而形成電流。
3.構成條件
兩極、一液(電解質(zhì)溶液)、一回路(閉合回路)、一反應(自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應)。
4.正負極判斷
負極:電子流出的極為負極,發(fā)生氧化反應,一般較活潑的金屬做負極
正極:電子流入的極為正極,發(fā)生還原反應,一般較不活潑金屬做正極
判斷方法:
、儆山M成原電池的兩極電極材料判斷:一般是活潑的金屬為負極,活潑性較弱的金屬或能導電的非金屬為正極。
注意:Cu-Fe(Al)與濃HNO3組成的原電池以及Mg-Al與NaOH溶液組成的原電池例外。
、诟鶕娏鞣较蚧螂娮恿鲃(dòng)方向判斷:電流是由正極流向負極;電子流動(dòng)方向是由負極流向正極。
、鄹鶕姵貎蓸O發(fā)生的變化來(lái)判斷:原電池的負極總是失電子發(fā)生氧化反應,其正極總是得電子發(fā)生還原反應。
、芨鶕F象判斷:溶解的電極為負極,增重或有氣泡放出的電極為正極
、莞鶕x子的流動(dòng)方向判斷:在原電池內的電解質(zhì)溶液,陽(yáng)離子移向的極是正極,陰離子移向的極是負極。
5.電子、電流、離子的移動(dòng)方向
電子:負極流向正極
電流:正極流向負極
陽(yáng)離子:向正極移動(dòng)
陰離子:向負極移動(dòng)
6.電極反應式(以銅-鋅原電池為例)
負極(Zn):Zn-2e-=Zn2+(氧化反應)
正極(Cu):Cu2++2e-= Cu (還原反應)
總反應: Zn+ Cu2+=Zn2++ Cu
7.原電池的改進(jìn)
普通原電池的缺點(diǎn):正負極反應相互干擾;原電池的電流損耗快。
、俑倪M(jìn)辦法:
使正負極在兩個(gè)不同的區域,讓原電池的氧化劑和還原劑分開(kāi)進(jìn)行反應,用導體(鹽橋)將兩部分連接起來(lái)。
、邴}橋:
把裝有飽和Cl溶液和瓊脂制成的膠凍的玻璃管叫做鹽橋。膠凍的作用是防止管中溶液流出。
、埯}橋的作用:
鹽橋是溝通原電池兩部分溶液的橋梁。鹽橋保障了電子通過(guò)外電路從鋅到銅的不斷轉移,使鋅的溶解和銅的'析出過(guò)程得以繼續進(jìn)行。導線(xiàn)的作用是傳遞電子,溝通外電路。而鹽橋的作用則是溝通內電路。
a.鹽橋中的電解質(zhì)溶液使原電池的兩部分連成一個(gè)通路,形成閉合回路
b.平衡電荷,使原電池不斷產(chǎn)生電流
、茺}橋的工作原理:
當接通電路之后,鋅電極失去電子產(chǎn)生鋅離子進(jìn)入溶液,電子通過(guò)導線(xiàn)流向銅電極,并在銅電極表面將電子傳給銅離子,銅離子得到電子變成銅原子。鋅鹽溶液會(huì )由于鋅溶解成為Zn2+而帶上正電,銅鹽溶液會(huì )由于銅的析出減少了Cu2+而帶上了負電,從而阻止電子從鋅片流向銅片,導致原電池不產(chǎn)生電流。
鹽橋中的鉀離子進(jìn)入硫酸銅溶液,鹽橋中的氯離子進(jìn)入硫酸鋅溶液,使硫酸銅溶液和硫酸鋅溶液均保持電中性,使氧化還原反應得以持續進(jìn)行,從而使原電池不斷產(chǎn)生電流。
【說(shuō)明】鹽橋使用一段時(shí)間后,由于氯化鉀的流失,需要在飽和氯化鉀溶液中浸泡,以補充流失的氯化鉀,然后才能正常反復使用。
、菰姵亟M成的變化:
原電池變化:改進(jìn)后的原電池由兩個(gè)半電池組成,電解質(zhì)溶液在兩個(gè)半電池中不同,兩個(gè)半電池中間通過(guò)鹽橋連接。
改進(jìn)后電池的優(yōu)點(diǎn):原電池能產(chǎn)生持續、穩定的電流。
一、構成原電池的條件構成原電池的條件有:
。1)電極材料。兩種金屬活動(dòng)性不同的金屬或金屬和其它導電性(非金屬或某些氧化物等);
。2)兩電極必須浸沒(méi)在電解質(zhì)溶液中;
。3)兩電極之間要用導線(xiàn)連接,形成閉合回路。說(shuō)明:
、僖话銇(lái)說(shuō),能與電解質(zhì)溶液中的某種成分發(fā)生氧化反應的是原電池的負極。②很活潑的金屬單質(zhì)一般不作做原電池的負極,如K、Na、Ca等。
二、原電池正負極的判斷
。1)由組成原電池的兩極材料判斷:一般來(lái)說(shuō),較活潑的或能和電解質(zhì)溶液反應的金屬為負極,較不活潑的金屬或能導電的非金屬為正 極。但具體情況還要看電解質(zhì)溶液,如鎂、鋁電極在稀硫酸在中構成原電池,鎂為負極,鋁為正極;但鎂、鋁電極在氫氧化鈉溶液中形成原電池時(shí),由于是鋁和氫氧 化鈉溶液發(fā)生反應,失去電子,因此鋁為負極,鎂為正極。
。2)根據外電路電流的方向或電子的流向判斷:在原電池的外電路,電流由正極流向負 極,電子由負極流向正極。
。3)根據內電路離子的移動(dòng)方向判斷:在原電池電解質(zhì)溶液中,陽(yáng)離子移向正極,陰離子移向負極。
。4)根據原電池兩極發(fā)生的化學(xué) 反應判斷:原電池中,負極總是發(fā)生氧化反應,正極總是發(fā)生還原反應。因此可以根據總化學(xué)方程式中化合價(jià)的升降來(lái)判斷。
。5)根據電極質(zhì)量的變化判斷:原電池工作后,若某一極質(zhì)量增加,說(shuō)明溶液中的陽(yáng)離子在該電極得電子,該電極為正極,活潑性較弱;如果某一電極質(zhì)量減輕,說(shuō)明該電極溶解,電極為負極,活潑性較強。
。6)根據電極上產(chǎn)生的氣體判斷:原電池工作后,如果一電極上產(chǎn)生氣體,通常是因為該電極發(fā)生了析出氫的反應,說(shuō)明該電極為正極,活動(dòng)性較弱。
。7)根據某電極附近pH的變化判斷
析氫或吸氧的電極反應發(fā)生后,均能使該電極附近電解質(zhì)溶液的pH增大,因而原電池工作后,該電極附近的pH增大了,說(shuō)明該電極為正極,金屬活動(dòng)性較弱。
三、電極反應式的書(shū)寫(xiě)
。1)準確判斷原電池的正負極是書(shū)寫(xiě)電極反應的關(guān)鍵
如果原電池的正負極判斷失誤,電極反應式的書(shū)寫(xiě)一定錯誤。上述判斷正負極的方法是一般方法,但不是絕對的,例如銅片和鋁片同時(shí)插入濃硝酸溶液中,由于鋁 片表明的鈍化,這時(shí)銅失去電子,是負極,其電極反應為:負極:Cu -2e- = Cu2+正極:NO3- + 4H+ + 2e- = 2H2O + 2NO2↑
再如鎂片和鋁片同時(shí)插入氫氧化鈉溶液中,雖然鎂比鋁活潑,但由于鎂不與氫氧化鈉反應,而鋁卻反應,失去電子,是負極,其電極反應為:
負極:2Al + 8OH--2×3e- =2AlO2- + 2H2O正極:6H2O + 6e- = 6OH- + 3H2↑
。2)要注意電解質(zhì)溶液的酸堿性。在正負極上發(fā)生的電極反應不是孤立的,它往往與電解質(zhì)溶液緊密聯(lián)系,如氫氧燃料電池有酸式和堿式,在酸溶液中, 電極反應式中不能出現OH-,在堿溶液中,電極反應式中不 能出現H+,像CH4、CH3OH等燃料電池,在堿溶液中碳(C)元素以CO32-離子形式存在,而不是放出CO2氣體。
。3)要考慮電子的轉移數目
在同一個(gè)原電池中,負極失去電子數必然等于正極得到的電子數,所以在書(shū)寫(xiě)電極反應時(shí),一定要考慮電荷守恒。防止由總反應方程式改寫(xiě)成電極反應式時(shí)所帶來(lái)的失誤,同時(shí)也可避免在有關(guān)計算中產(chǎn)生誤差。
。4)要利用總的反應方程式
從理論上講,任何一個(gè)自發(fā)的氧化還原反應均可設計成原電池,而兩個(gè)電極反應相加即得總反應方程式。所以只要知道總反應方程式和其中一個(gè)電極反應,便可以寫(xiě)出另一個(gè)電極反應方程式。
四、原電池原理的應用
原電池原理在工農業(yè)生產(chǎn)、日常生活、科學(xué)研究中具有廣泛的應用。
1.化學(xué)電源:人們利用原電池原理,將化學(xué)能直接轉化為電能,制作了多種電池。如干電池、蓄電池、充電電池以及高能燃料電池,以滿(mǎn)足不同的需要。在現代生活、 生產(chǎn)和科學(xué)研究以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展中,電池發(fā)揮的作用不可代替,大到宇宙火箭、人造衛星、飛機、輪船,小到電腦、電話(huà)、手機以及心臟起搏器等,都離不開(kāi)各 種各樣的電池。
2. 加快反應速率:如實(shí)驗室用鋅和稀硫酸反應制取氫氣,用純鋅生成氫氣的速率較慢,而用粗鋅可大大加快化學(xué)反應速率,這是因為在粗鋅中含有雜質(zhì),雜質(zhì)和鋅形成 了無(wú)數個(gè)微小的原電池,加快了反應速率。
3. 比較金屬的活動(dòng)性強弱:一般來(lái)說(shuō),負極比正極活潑。
4. 防止金屬的腐蝕:金屬的腐蝕指的是金屬或合金與周?chē)佑|到的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應,使金屬失去電子變?yōu)殛?yáng)離子而消耗的過(guò)程。在金屬腐蝕中,我們把不純的 金屬與電解質(zhì)溶液接觸時(shí)形成的原電池反應而引起的腐蝕稱(chēng)為電化學(xué)腐蝕,電化學(xué)腐蝕又分為吸氧腐蝕和析氫腐蝕:在潮濕的空氣中,鋼鐵表面吸附一層薄薄的水 膜,里面溶解了少量的氧氣、二氧化碳,含有少量的H+和OH-形成電解質(zhì)溶液,它跟鋼鐵里的鐵和少量的碳形成了無(wú)數個(gè)微小的原電池,鐵作負極,碳作正極, 發(fā)生吸氧腐蝕:
2. 負極:2Fe -2×2e- =2Fe2+
3. 正極: O2 + 4e-+ 2H2O = 4OH-
電化學(xué)腐蝕是造成鋼鐵腐蝕的主要原因。因此可以用更活潑的金屬與被保護的金屬相連接,或者讓金屬與電源的負極相連接均可防止金屬的腐蝕。
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