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文檔簡介
1、原電池總復習知識點總結一、定義:將化學能直接轉變成電能的裝置。 二、構成原電池的條件:電解質溶液兩個導體做電極形成閉合回路(或在溶液中接觸)有能自發進行的氧化還原反應三、原理本質:放熱的氧化還原反應四、原電池電極的判斷(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,由于是鋁和氫氧化鈉溶液發生反應,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
2、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方向判斷:在原電池電解質溶液中,陽離子移向正極,陰離子移向負極。(4)根據原電池兩極發生的化學反應判斷:原電池中,負極總是發生氧化反應,正極總是發生還原反應。因此可以根據總化學方程式中化合價的升降來判斷。(5)根據電極質量的變化判斷:原電池工作后,若某一極質量增加,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;如果某一電極質量減輕,說明該電極溶解,電極為負極,活潑性較強。(但鉛蓄電池放電時正負極質量都增大)(6)根據電極上產生的氣體判斷:原電池工作后,如果一電極上產生氣體,通常是因為該電極發生了析出氫的反應,說明該電極
3、為正極,活動性較弱。(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生后,均能使該電極附近電解質溶液的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。五、電極反應式的書寫(1)準確判斷原電池的正負極是書寫電極反應的關鍵如果原電池的正負極判斷失誤,電極反應式的書寫一定錯誤。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
4、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 + 8OH2×3e 2AlO2 + 2H2O正極:6H2O + 6e 6OH + 3H2(2)要注意電解質溶液的酸堿性。在正負極上發生的電極反應不是孤立的,它往往與電解質溶液緊密聯系,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,所以在書寫電極反應時,一定要考慮電荷守
5、恒。防止由總反應方程式改寫成電極反應式時所帶來的失誤,同時也可避免在有關計算中產生誤差。(4)要利用總的反應方程式 從理論上講,任何一個自發的氧化還原反應均可設計成原電池,而兩個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電極反應,便可以寫出另一個電極反應方程式。六、金屬的腐蝕與防護 1腐蝕 金屬腐蝕的類型:化學腐蝕和電化學腐蝕。 電化學腐蝕的類型:吸氧腐蝕和析氫腐蝕。 吸氧腐蝕: 金屬在酸性很弱或中性溶液里,空氣里的氧氣溶解于金屬表面水膜中而發生的電化學腐蝕,叫吸氧腐蝕。例如鋼鐵在接近中性的潮濕的空氣中腐蝕屬于吸氧腐蝕,其電極反應如下,負極Fe:2Fe4e+ 4OH= 2
6、Fe(OH)2 正極C:2H2O + O2 + 4e= 4OH。鋼鐵等金屬的電化腐蝕主要是吸氧腐蝕。 析氫腐蝕 金屬在酸性較強的溶液中發生電化學腐蝕時放出氫氣的腐蝕叫做析氫腐蝕。電化腐蝕類型吸氧腐蝕析氫腐蝕條件水膜酸性很弱或呈中性水膜酸性較強正極反應O2 + 4e+ 2H2O = 4OH2H+ + 2e=H2負極反應2Fe4e+ 4OH= 2Fe(OH)2Fe2e=Fe2+腐蝕作用是主要的腐蝕類型,具有廣泛性發生在某些局部區域內2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)電化學保護法:犧牲陽極保護法:如輪船的船底四周鑲
7、嵌鋅塊。外加電流陰極保護法(又叫陰極電保護法):將被保護的金屬制品(如水庫閘門、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。七、常見的原電池(1)一次電池堿性鋅錳電池 Zn+2MnO2+2H2O =2MnOOH+Zn(OH)2負極 Zn+2OH2e=Zn(OH)2;正極:2MnO2+2H2O+2e=2MnOOH+2OH鋰電池8Li+3SOC12=6LiCl+Li2SO3+2S負極:8Li8e8Li+ ;正極:3SOC12+8eSO32+2S+6Cl (2)二次電池鉛蓄電池:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O負極:Pb + SO42 2e PbSO4; 正極:PbO2 + 4H+ + SO42 + 2e PbSO4 + 2H2O鎳一鎘堿性蓄電池 負極:Cd+2OH 2e=Cd(OH)2;正極:2NiO(OH) + 2H2O + 2e= 2Ni(OH)2+2OH (3)燃料電池氫氧燃料電池2H2+O22H2O當用酸性電解質時,負極:2H24e4H+; 正極:O2+4H+4e2H2O 當用堿性電解質時,負極:2H2+4OH 4e4H2O; 正極:O2+2H2O+4e4OH甲烷燃料電池(金屬鉑片作電極)當用堿性電解質時,CH4+2O
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