高二化學(xué)原電池知識點
原電池是利用兩個電極的電勢的不同，產(chǎn)生電勢差，從而使電子流動，產(chǎn)生電流。接下來學(xué)習(xí)啦小編為你整理了高二化學(xué)原電池知識點，一起來看看吧。
高二化學(xué)原電池知識點
一、構(gòu)成原電池的條件構(gòu)成原電池的條件有：
(1)電極材料。兩種金屬活動性不同的金屬或金屬和其它導(dǎo)電性(非金屬或某些氧化物等);(2)兩電極必須浸沒在電解質(zhì)溶液中;
(3)兩電極之間要用導(dǎo)線連接，形成閉合回路。說明：
①一般來說，能與電解質(zhì)溶液中的某種成分發(fā)生氧化反應(yīng)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：一般來說，較活潑的或能和電解質(zhì)溶液反應(yīng)的金屬為負極，較不活潑的金屬或能導(dǎo)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(gòu)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，由于是鋁和氫氧化鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，失去電子，因此鋁為負極，鎂為正極。
(2)根據(jù)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(jù)內(nèi)電路離子的移動方向判斷：在原電池電解質(zhì)溶液中，陽離子移向正極，陰離子移向負極。(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)判斷：原電池中，負極總是發(fā)生氧化反應(yīng)，正極總是發(fā)生還原反應(yīng)。因此可以根據(jù)總化學(xué)方程式中化合價的升降來判斷。
(5)根據(jù)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，說明溶液中的陽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，說明該電極溶解，電極為負極，活潑性較強。
(6)根據(jù)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(yīng)，說明該電極為正極，活動性較弱。
(7)根據(jù)某電極附近pH的變化判斷
析氫或吸氧的電極反應(yīng)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，說明該電極為正極，金屬活動性較弱。
三、電極反應(yīng)式的書寫
(1)準確判斷原電池的正負極是書寫電極反應(yīng)的關(guān)鍵
如果原電池的正負極判斷失誤，電極反應(yīng)式的書寫一定錯誤。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插入濃硝酸溶液中，由于鋁片表明的鈍化，這時銅失去電子，是負極，其電極反應(yīng)為：負極：Cu -2e- = Cu2+正極：NO3- + 4H+ + 2e- = 2H2O + 2NO2↑
再如鎂片和鋁片同時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(yīng)，而鋁卻反應(yīng)，失去電子，是負極，其電極反應(yīng)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(yīng)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(yīng)式中不能出現(xiàn)OH-，在堿溶液中，電極反應(yīng)式中不 能出現(xiàn)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(zhuǎn)移數(shù)目
在同一個原電池中，負極失去電子數(shù)必然等于正極得到的電子數(shù)，所以在書寫電極反應(yīng)時，一定要考慮電荷守恒。防止由總反應(yīng)方程式改寫成電極反應(yīng)式時所帶來的失誤，同時也可避免在有關(guān)計算中產(chǎn)生誤差。
(4)要利用總的反應(yīng)方程式
從理論上講，任何一個自發(fā)的氧化還原反應(yīng)均可設(shè)計成原電池，而兩個電極反應(yīng)相加即得總反應(yīng)方程式。所以只要知道總反應(yīng)方程式和其中一個電極反應(yīng)，便可以寫出另一個電極反應(yīng)方程式。
四、原電池原理的應(yīng)用
原電池原理在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、日常生活、科學(xué)研究中具有廣泛的應(yīng)用。
1. 化學(xué)電源：人們利用原電池原理，將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)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，以滿足不同的需要。在現(xiàn)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(wèi)星、飛機、輪船，小到電腦、電話、手機以及心臟起搏器等，都離不開各種各樣的電池。2. 加快反應(yīng)速率：如實驗室用鋅和稀硫酸反應(yīng)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(yīng)速率，這是因為在粗鋅中含有雜質(zhì)，雜質(zhì)和鋅形成了無數(shù)個微小的原電池，加快了反應(yīng)速率。3. 比較金屬的活動性強弱：一般來說，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圍接觸到的氣體或液體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使金屬失去電子變?yōu)殛栯x子而消耗的過程。在金屬腐蝕中，我們把不純的金屬與電解質(zhì)溶液接觸時形成的原電池反應(yīng)而引起的腐蝕稱為電化學(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數(shù)個微小的原電池，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。
高二化學(xué)原電池習(xí)題
高二化學(xué)原電池習(xí)題答案
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