高中化學(xué)原電池入門

1、電化學(xué)知識(shí)是以電解質(zhì)溶液為載體，以氧化還原反應(yīng)為核心，原電池的負(fù)極和電解池的陽極是氧化極，原電池的正極和電解池的陰極是還原極。第一類原電池，如銅鋅原電池，其組成條件有三條：(1) 兩個(gè)活潑性不同的電極(金屬與金屬、金屬與石墨碳棒、金屬與難溶金屬氧化物)；(2) 電解質(zhì)溶液，至少要能與一個(gè)電極發(fā)生有電子轉(zhuǎn)移的氧化還原反應(yīng)，一般是置換反應(yīng)；(3) 兩電極插入電解質(zhì)溶液中且用導(dǎo)線連接。這種原電池中，較活潑的金屬作負(fù)極，負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，負(fù)極材

2、料失去電子被氧化，形成陽離子進(jìn)入溶液；較不活潑的金屬作正極，正極上發(fā)生還原反應(yīng)，溶液中原有的陽離子在正極上得到電子被還原，析出金屬或氫氣，正極材料不參與反應(yīng)。電子總是從負(fù)極沿著導(dǎo)線流入正極。因此，原電池現(xiàn)象是“負(fù)極下，正極上，電子就在中間轉(zhuǎn)”。其特點(diǎn)是金屬電極與電解質(zhì)溶液之間存在自發(fā)的氧化還原反應(yīng)。例 1．某原電池的總反應(yīng)是 Zn ＋Cu2+ ＝Zn2+ ＋ Cu，該原電池的正確組成是( )A. B. C.

3、 D.正極 Zn Cu Zn Cu負(fù)極 Cu Zn Cu Zn電解質(zhì)溶液 CuCl2 CuCl2 ZnCl2 ZnCl2解析：從總反應(yīng)可知，Zn 失去電子，且 Zn 比 Cu 活潑，Zn 應(yīng)為負(fù)極。這是正規(guī)原電池，負(fù)極要能與電解質(zhì)溶液發(fā)生置換反應(yīng)，只能用 CuCl2，故應(yīng)選 B。第二類原電池的構(gòu)成條件是：(1) 兩個(gè)活動(dòng)性不同的電極；(2)

4、 任何電解質(zhì)溶液( 酸、堿、鹽皆可)；(3) 形成回路。 這類原電池的特點(diǎn)是電極與電解質(zhì)溶液不發(fā)生置換反應(yīng)，電解質(zhì)溶液只起導(dǎo)電作用。其正極反應(yīng)一般是吸氧腐蝕的電極反應(yīng)式：O2＋2H2O＋4e ＝ 4OH－。電化學(xué)腐蝕依然是原電池原理，分為析氫腐蝕(發(fā)生在酸性較強(qiáng)的溶液里，正極上 H+還原)和吸氧腐蝕 (發(fā)生在中性、堿性或極弱酸性溶液里，正極上是氧氣被還原：O2＋2H2O＋4e ＝ 4OH－)。例 2.把鐵釘和碳棒用銅線聯(lián)接后，浸入 0.

5、01 mol／L 的食鹽溶液中，可能發(fā)生的現(xiàn)象是 ( )A. 碳棒上放出氯氣 B. 碳棒近旁產(chǎn)生 OH－ C. 碳棒上放出氧氣 D. 鐵釘上放出氫氣 E. 鐵釘被氧化解析：由于 Fe 不與食鹽溶液反應(yīng)，屬第二類原電池，溶液為中性，故發(fā)生吸氧腐蝕的反應(yīng)。鐵釘是負(fù)極，鐵被氧化，F(xiàn)e－2e ＝Fe2+；碳棒上：O2＋2H2O＋4e＝ 4OH－。應(yīng)選 B、E。例 3．有人設(shè)計(jì)以 Pt 和 Zn 為電極材料

6、，埋入人體內(nèi)作為某種心臟病人的心臟起博器的能源。它依靠人體內(nèi)體液中含有一定濃度的溶解氧、H+和 Zn2+進(jìn)行工作。請(qǐng)寫出兩極反應(yīng)的方程式。正極 _____________________，負(fù)極 _________________________。反應(yīng)原理Zn+2MnO2+2H2O=2MnO（OH）+Zn（OH）2負(fù)極（Zn）：Zn+2OH--2e-=Zn（OH）2正極（MnO2）：2MnO2+2H2O+2e-=2MnO（OH）+2OH-

7、3.鋅銀電池（紐扣電池），電池體積下，比能量大、電壓穩(wěn)定，儲(chǔ)存時(shí)間長。負(fù)極材料 Zn，正極材料 Ag2O，電解質(zhì) KOH。反應(yīng)原理Zn+Ag2O+H2O=Zn（OH）2+2Ag負(fù)極（Zn）：Zn+2OH--2e-=Zn（OH）2正極（Ag2O）：Ag2O+H2O+2e-=2Ag+2OH-二、充電電池（二次電池）二次電池在放電時(shí)是原電池，遵循原電池工作原理；在充電時(shí)是電解池，遵循電解原理；給二次電池充電充電時(shí)，外加電源的負(fù)極連接電池的負(fù)極

8、。1、鉛蓄電池，最常見的二次電池，負(fù)極板材料 Pb，正極板材料 PbO2，電解質(zhì)材料 H2SO4。電池總反應(yīng)：Pb+PbO2+2H2SO4 2PbSO4+2H2O放電反應(yīng)：負(fù)極（Pb）：Pb-2e-+SO42-=PbSO4正極（PbO2）：PbO2+2e-+4H++SO42-=PbSO4+2H2O鉛蓄電池可重復(fù)使用、電壓穩(wěn)定、使用方便、安全可靠、價(jià)格低廉。但比能量低、笨重、廢棄電池污染環(huán)境等。其它二次電池：鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池