原电池 化学电源
【知识梳理】
一、原电池
1.概念:原电池是把化学能转化为电能的装置,其反应本质是氧化还原反应。
2.工作原理: 以铜锌原电池为例
注:盐桥的组成和作用
(1)盐桥中装有饱和的KCl、KNO3等溶液和琼胶制成的胶冻。
(2)盐桥的作用:①连接内电路,形成闭合回路;②平衡电荷,使原电池不断产生电流。
电极名称 电极材料 电极反应 反应类型 电子流向 盐桥中离子移向 3.原电池的构成条件 (1)一看反应:看是否有能自发进行的氧化还原反应发生(一般是活泼性强的金属与电解质溶液反应)。
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极。 注:原电池正、负极判断方法
负极 锌片 Zn-2e===Zn2 氧化反应 -++正极 铜片 Cu2+2e===Cu 还原反应 由Zn沿导线流向Cu -盐桥含饱和KCl溶液,K移向正极,Cl移向负极 +-
(3)三看是否形成闭合回路,形成闭合回路需三个条件:①电解质溶液;②两电极直接或间接接触;③两电极插入电解质溶液。
【正误辨析】
判断正误,正确的划“√”,错误的划“×”
(1)在原电池中,发生氧化反应的一极一定是负极
( )
( )
(2)在原电池中,负极材料的活泼性一定比正极材料强
(3)在原电池中,正极本身一定不参与电极反应,负极本身一定要发生氧化反应( ) (4)带有“盐桥”的原电池比不带“盐桥”的原电池电流持续时间长
( )
二、化学电源
1.碱性锌锰干电池——一次电池
正极反应: ; 负极反应: ; 总反应: 。 2.锌银电池——一次电池
正极反应: ; 负极反应: ; 总反应: 。 3.二次电池(可充电电池):铅蓄电池,负极材料是Pb,正极材料是PbO2。 (1)放电时的反应
正极反应: ; 负极反应: ; 总反应: 。 (2)充电时的反应
阳极反应: ; 阴极反应: ; 总反应: 。 4.燃料电池
氢氧燃料电池是目前最成熟的燃料电池,可分酸性和碱性两种。
种类 负极反应式 正极反应式 电池总反应式 【归纳总结】 以甲烷燃料电池为例来分析在不同的环境下电极反应式的书写方法: (1)酸性条件
正极反应式: ;
酸性 2H2+O2===2H2O 碱性 负极反应式: ; 总反应式: 。 (2)碱性条件
正极反应式: ; 负极反应式: ; 总反应式: 。 (3)固体电解质(高温下能传导O2)
正极反应式: ; 负极反应式: ; 总反应式: 。 (4)熔融碳酸盐(如:熔融K2CO3)环境下
正极反应式: ; 负极反应式: ; 三、金属的腐蚀和防护
1.金属的腐蚀:M - ne- = M (1)化学腐蚀与电化学腐蚀 含义 电子得失 电流 实例 (2)吸氧腐蚀和析氢腐蚀 吸氧腐蚀 析氢腐蚀 钢铁表面吸附的水膜中溶有CO2等呈现较强酸性。反应时有H2析出 化学腐蚀 金属或合金直接与具有腐蚀性的化学物质接触发生氧化还原反应而消耗的过程 金属直接将电子转移给有氧化性的物质 无电流产生 金属与Cl2、O2等物质直接反应 电化学腐蚀 不纯金属或合金与电解质溶液接触发生原电池反应而消耗的过程 活泼金属将电子间接转移给氧化性较强的物质 有微弱电流产生 钢铁在潮湿的空气中被腐蚀 n+
-
发生钢铁表面吸附的水膜中溶有O2并呈极弱酸条件 性或中性。反应中O2得电子被还原