高二化學(xué)原電池知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)總結(jié)

1、原電池知識(shí)點(diǎn)歸納小結(jié)一、原電池1、原電池的形成條件原電池的工作原理原電池反應(yīng)屬于放熱的氧化還原反應(yīng)，但區(qū)別于一般的氧化還原反應(yīng)的是，電子轉(zhuǎn)移不是通過氧化劑和還原劑之間的有效碰撞完成的，而是還原劑在負(fù)極上失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，電子通過外電路輸送到正極上，氧化劑在正極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)，從而完成還原劑和氧化劑之間電子的轉(zhuǎn)移。兩極之間溶液中離子的定向移動(dòng)和外部導(dǎo)線中電子的定向移動(dòng)構(gòu)成了閉合回路，使兩個(gè)電極反應(yīng)不斷進(jìn)行，發(fā)生有序的電子轉(zhuǎn)移過程，產(chǎn)生電流，實(shí)現(xiàn)化學(xué)能向電能的轉(zhuǎn)化。 從化學(xué)反應(yīng)角度看，原電池的原理是氧化還原反應(yīng)中的還原劑失去的電子經(jīng)導(dǎo)線傳遞給氧化劑，使氧化還原反應(yīng)分別在兩個(gè)電極上進(jìn)行。 &

2、#216; 原電池的構(gòu)成條件有三個(gè)： （1）電極材料由兩種金屬活動(dòng)性不同的金屬或由金屬與其他導(dǎo)電的材料（非金屬或某些氧化物等）組成。（2）兩電極必須浸泡在電解質(zhì)溶液中。 （3）兩電極之間有導(dǎo)線連接，形成閉合回路。 只要具備以上三個(gè)條件就可構(gòu)成原電池。而化學(xué)電源因?yàn)橐罂梢蕴峁┏掷m(xù)而穩(wěn)定的電流，所以除了必須具備原電池的三個(gè)構(gòu)成條件之外，還要求有自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。也就是說，化學(xué)電源必須是原電池，但原電池不一定都能做化學(xué)電池。 （4）形成前提：總反應(yīng)為自發(fā)的氧化還原反應(yīng) Ø 電極的構(gòu)成： a.活潑性不同的金屬鋅銅原電池，鋅作負(fù)極，銅作正極；b.金屬和非金屬（非金屬必須能導(dǎo)電）鋅錳干電

3、池，鋅作負(fù)極，石墨作正極；c.金屬與化合物鉛蓄電池，鉛板作負(fù)極，二氧化鉛作正極；d.惰性電極氫氧燃料電池，電極均為鉑。 Ø 電解液的選擇：電解液一般要能與負(fù)極材料發(fā)生自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。 Ø 原電池正負(fù)極判斷： 負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，失去電子；正極發(fā)生還原反應(yīng)，得到電子。 電子由負(fù)極流向正極，電流由正極流向負(fù)極。 溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負(fù)極 2、電極反應(yīng)方程式的書寫正確書寫電極反應(yīng)式(1)列出正、負(fù)電極上的反應(yīng)物質(zhì)，在等式的兩邊分別寫出反應(yīng)物和生成物。(2)標(biāo)明電子的得失。(3)使質(zhì)量守恒。電極反應(yīng)式書寫時(shí)注意：負(fù)極反應(yīng)生成物的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。

4、若不共存，則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)該寫入負(fù)極反應(yīng)式；若正極上的反應(yīng)物質(zhì)是O2，且電解質(zhì)溶液為中性或堿性，則H2O必須寫入正極反應(yīng)式，且生成物為OH；若電解液為酸性，則H+必須寫入反應(yīng)式中，生成物為H2O。電極反應(yīng)式的書寫必須遵循離子方程式的書寫要求。(4)正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總的化學(xué)方程式。若能寫出總反應(yīng)式，可以減去較易寫出的電極反應(yīng)式，從而寫出較難書寫的電極方程式。注意相加減時(shí)電子得失數(shù)目要相等。負(fù)極：活潑金屬失電子，看陽離子能否在電解液中大量存在。如果金屬陽離子不能與電解液中的離子共存，則進(jìn)行進(jìn)一步的反應(yīng)。例：甲烷燃料電池中，電解液為KOH，負(fù)極甲烷失8個(gè)電子生成CO2和H2O

5、，但CO2不能與OH-共存，要進(jìn)一步反應(yīng)生成碳酸根。 正極：當(dāng)負(fù)極材料能與電解液直接反應(yīng)時(shí)，溶液中的陽離子得電子。例：鋅銅原電池中，電解液為HCl，正極H+得電子生成H2。當(dāng)負(fù)極材料不能與電解液反應(yīng)時(shí)，溶解在電解液中的O2得電子。如果電解液呈酸性，O2+4e-+4H+=2H2O；如果電解液呈中性或堿性，O2+4e-+2H2O=4OH-。 Ø 特殊情況:1、Mg-Al-NaOH，Al作負(fù)極。負(fù)極：Al-3e-+4OH- = AlO2-+2H2O；正極：2H2O+2e- = H2+2OH- 2、Cu-Al-HNO3，Cu作負(fù)極。 注意：Fe作負(fù)極時(shí)，氧化產(chǎn)物是Fe2+而不可能是Fe3+；

6、肼（N2H4）和NH3的電池反應(yīng)產(chǎn)物是H2O和N2無論是總反應(yīng)，還是電極反應(yīng)，都必須滿足電子守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒。 Ø pH變化規(guī)律 a、電極周圍：消耗OH-(H+)，則電極周圍溶液的pH減?。ㄔ龃螅?；反應(yīng)生成OH-(H+)，則電極周圍溶液的pH增大（減?。?。 b、溶液：若總反應(yīng)的結(jié)果是消耗OH-(H+)，則溶液的pH減?。ㄔ龃螅蝗艨偡磻?yīng)的結(jié)果是生成OH-(H+)，則溶液的pH增大（減?。?；若總反應(yīng)消耗和生成OH-(H+)的物質(zhì)的量相等，則溶液的pH由溶液的酸堿性決定，溶液呈堿性則pH增大，溶液呈酸性則pH減小，溶液呈中性則pH不變。 3、原電池表示方法原電池的組成用圖示表達(dá)，

7、未免過于麻煩。為書寫簡便，原電池的裝置常用方便而科學(xué)的符號(hào)來表示。其寫法習(xí)慣上遵循如下幾點(diǎn)規(guī)定： 1. 一般把負(fù)極電池符號(hào)表示式的左邊，正極寫在電池符號(hào)表示式的右邊。 2. 以化學(xué)式表示電池中各物質(zhì)的組成，溶液要標(biāo)上活度或濃度（mol/L）,若為氣體物質(zhì)應(yīng)注明其分壓(Pa)，還應(yīng)標(biāo)明當(dāng)時(shí)的溫度。如不寫出，則溫度為298.15K,氣體分壓為101.325kPa,溶液濃度為1mol/L。 3. 以符號(hào)“”表示不同物相之間的接界，用“”表示鹽橋。同一相中的不同物質(zhì)之間用“,”隔開。 4. 非金屬或氣體不導(dǎo)電，因此非金屬元素在不同氧化值時(shí)構(gòu)成的氧化還原電對(duì)作半電池時(shí)，需外加惰性導(dǎo)體（如鉑或石墨等）做電

8、極導(dǎo)體。其中，惰性導(dǎo)體不參與電極反應(yīng)，只起導(dǎo)電（輸送或接送電子）的作用，故稱為“惰性”電極。 按上述規(guī)定，CuZn原電池可用如下電池符號(hào)表示： （-）Zn(s)Zn2+ (C)Cu2+ (C) Cu(s) （+） 理論上,任何氧化還原反應(yīng)都可以設(shè)計(jì)成原電池，例如反應(yīng): Cl2+ 2I- 2Cl- +I2 此反應(yīng)可分解為兩個(gè)半電池反應(yīng)： 負(fù)極：2I- I2+ 2e- （氧化反應(yīng)） 正極：Cl2+2e- 2Cl-（還原反應(yīng)） 該原電池的符號(hào)為： （-）Pt I2(s)I- (C)Cl- (C)Cl2(PCL2) Pt（+）二 兩類原電池腐蝕1、吸氧腐蝕：金屬在酸性很弱或中性溶液里，空氣里的氧氣溶解

9、于金屬表面水膜中而發(fā)生的電化腐蝕。例如鋼鐵在接近中性的潮濕的空氣中腐蝕屬于吸氧腐蝕，其電極反應(yīng)如下： 負(fù)極（Fe）：2Fe - 4e = 2Fe2+ 正極（C）：2H2O + O2 + 4e = 4OH- 鋼鐵等金屬的電化腐蝕主要是吸氧腐蝕 2、析氫腐蝕：在酸性較強(qiáng)的溶液中發(fā)生電化腐蝕時(shí)放出氫氣的腐蝕。在鋼鐵制品中一般都含有碳。在潮濕空氣中，鋼鐵表面會(huì)吸附水汽而形成一層薄薄的水膜。水膜中溶有二氧化碳后就變成一種電解質(zhì)溶液，使水里的H+增多。是就構(gòu)成無數(shù)個(gè)以鐵為負(fù)極、碳為正極、酸性水膜為電解質(zhì)溶液的微小原電池。這些原電池里發(fā)生的氧化還原反應(yīng)是：負(fù)極（鐵）：鐵被氧化Fe-2e=Fe2+；正極（碳）

10、：溶液中的H+被還原2H+2e=H2 這樣就形成無數(shù)的微小原電池。最后氫氣在碳的表面放出，鐵被腐蝕，所以叫析氫腐蝕。 析氫腐蝕定義金屬在酸性較強(qiáng)的溶液中發(fā)生電化腐蝕時(shí)放出氫氣，這種腐蝕叫做析氫腐蝕。 三、常用原電池方程式1CuH2SO4Zn原電池 正極： 2H+ + 2e- H2 負(fù)極： Zn - 2e- Zn2+ 總反應(yīng)式： Zn + 2H+ = Zn2+ + H2 2CuFeCl3C原電池 正極： 2Fe3+ + 2e- 2Fe2+ 負(fù)極： Cu - 2e- Cu2+總反應(yīng)式： 2Fe3+ + Cu =2Fe2+ + Cu2+3鋼鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕 正極：O2+2H2O+4e-

11、4OH- 負(fù)極：2Fe-4e- 2Fe2+ 總反應(yīng)式：2Fe + O2 + 2H2O = 2Fe（OH)2 4AlNaOHMg原電池 正極：6H2O + 6e- 3H2 + 6OH- 負(fù)極：2Al - 6e- + 8OH- 2AlO2- + 4H2O 總反應(yīng)式：2Al+2OH-+2H2O=2AlO2- + 3H2 5熔融碳酸鹽燃料電池 （Li2CO3和Na2CO3熔融鹽作電解液，CO作燃料）： 正極：O2 + 2CO2 + 4e- 2(CO3)2- (持續(xù)補(bǔ)充CO2氣體) 負(fù)極：2CO + 2(CO3)2- - 4e- 4CO2 總反應(yīng)式：2CO + O2 = 2CO2 四、幾種常見的電池（化

12、學(xué)電源）1、一次電池（干電池）放電之后不能充電，內(nèi)部的氧化還原反應(yīng)是不可逆的。堿性鋅錳電池 構(gòu)成：負(fù)極是鋅，正極是MnO2，電解質(zhì)是KOH負(fù)極：Zn+2OH2e=Zn(OH)2； 正極：2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH總反應(yīng)式：Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)22、二次電池鉛蓄電池放電電極反應(yīng)：負(fù)極：Pb(s)+SO42(aq)2ePbSO4(s)； 正極：PbO2(s)+4H+(aq)+SO42(aq)+2ePbSO4(s)+2H2O(l)總反應(yīng)式：Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)2PbSO4(s)+2H2O(l)充電電極反應(yīng)：陽極：Pb

13、SO4(s)+2H2O(l)2e=PbO2(s)+4H+(aq)+SO42(aq)；陰極：PbSO4(s)+2e=Pb(s)+SO42(aq)總反應(yīng)：2PbSO4(s)+2H2O(l)=Pb(s)+PbO2(s)+2H2SO4(aq)總反應(yīng)方程式：Pb (s)+ PbO2(s) +2H2SO4(aq) 2PbSO4(s) +2H2O(l)說明：a負(fù)極陰極 正極陽極b電池的正負(fù)極分別和電源的正負(fù)極相連c各極的pH變化看各電極反應(yīng)，電池的pH變化看電池總反應(yīng)鎳一鎘堿性蓄電池負(fù)極：Cd+2OH2e=Cd(OH)2； 正極：2NiO(OH)+2H2O+2e=2Ni(OH)2+2OH總反應(yīng)式：Cd +2NiO(OH)+2H2O 2Ni(OH)2+ Cd(OH)2 3、燃料電池電池電極反應(yīng)酸性電解質(zhì)堿性電解質(zhì)氫氧燃料電池負(fù)極2H24e4H+2H2+4OH4e4H2O正極O2+4H+4e2H2OO2+2H2O+4e4OH總反應(yīng)2H2+O22H2O2H2+O22H2O甲烷燃料電池負(fù)極CH4 + 2H2O8e=CO2 + 8H+CH4+10OH8e=CO32+7H2O正極2O2 + 8H+ + 8e4H2O2O2+