專題四電解質(zhì),原電池二、原電池

專題四電解質(zhì),原電池二、原電池

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1、專題四電解質(zhì),原電池原電池【考綱要求】1.了解原電池和電解池的工作原理;2.能寫出電極反應(yīng)和電池反應(yīng)方程式。3.了解常見化學(xué)電源的種類及其工作原理一、基本理論1、定義:2、原電池的本質(zhì):3、構(gòu)成原電池的基本條件:4、原電池電機(jī)的判斷:5、離子移動(dòng)方向:6、電荷移動(dòng)方向:7、鹽橋的作用:二、要點(diǎn)概念總結(jié)三、判斷正負(fù)極的常用方法:(1)根據(jù)電子流動(dòng)方向判斷。在原電池中,電子流出的一極為,電子流入的一極為。(2)根據(jù)兩極材料判斷。一般是活潑金屬為,活潑性較弱的金屬或能導(dǎo)電的非金屬為。(3)根據(jù)原電池里電解質(zhì)溶液內(nèi)離子的定向流動(dòng)方向判斷。陽離子

2、向移動(dòng),陰離子向移動(dòng)(4)根據(jù)原電池兩極發(fā)生變化來判斷??偸鞘ル娮?,發(fā)生氧化反應(yīng),總是得到電子,發(fā)生還原反應(yīng)。(5)根據(jù)現(xiàn)象判斷。金屬溶解的一極為,增重或放出氣體的一極為。四、原電池中電極反應(yīng)式的書寫1、先確定原電池的正負(fù)極,列出正負(fù)極上的反應(yīng)物質(zhì),并標(biāo)出相同數(shù)目電子的得失。2、注意負(fù)極反應(yīng)生成的陽離子與電解質(zhì)溶液中的陰離子是否共存。若不共存,則該電解質(zhì)溶液中的陰離子應(yīng)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,則水必須寫入正極反應(yīng)式中,且O2生成OH-,若電解質(zhì)溶液為酸性,則H+必須寫入正極反應(yīng)式中,O2生成

3、水。3、正負(fù)極反應(yīng)式相加得到電池反應(yīng)的總反應(yīng)式。若已知電池反應(yīng)的總反應(yīng)式,可先寫出較易書寫的書寫電極反應(yīng)式,然后在電子守恒的基礎(chǔ)上,總反應(yīng)式減去較易寫出的書寫電極反應(yīng)式,即得到較難寫出的書寫電極反應(yīng)式。酸性環(huán)境中:負(fù)極:Fe-2e-=Fe2+正極:2H++2e-=H2↑—析氫腐蝕中性環(huán)境中:負(fù)極:2Fe-4e-=2Fe2+正極:2H2O+O2+4e-=4OH-—吸氧腐蝕五、化學(xué)電源1、普通鋅錳電池(干電池)以石墨作正極,外面包有鋅片做負(fù)極,電解質(zhì)是糊狀的NH4Cl,試寫出電極反應(yīng)方程式和總反應(yīng)方程式。2、銀鋅紐扣電池電池的正極呈片狀,是

4、由氧化銀粉與膠體石墨按一定比例混合研磨后壓制而成。3鉛蓄電池:用鉛銻合金做成格板,在格板上分別填充PbO2和Pb作為正極和負(fù)極,以H2SO4為電解質(zhì)溶液(1.25g/cm3-1.28g/cm3)寫出電極反應(yīng)的方程式。4氫氧燃料電池:高效、低污染的新型電池。電極材料:鉑電極、活性炭電極等。電解質(zhì)溶液:40%的KOH溶液。寫出電極反應(yīng)方程式介質(zhì)電池反應(yīng):2H2+O2=2H2O酸性負(fù)極?2H2-4e-=4H+正極?O2+4H++4e-=2H2O中性負(fù)極2H2-4e-=4H+正極?O2+2H2O+4e-=4OH-堿性負(fù)極?2H2+4OH--4e

5、-=4H2O正極?O2+2H2O+4e-=4OH-六、燃料電池電極反應(yīng)式的書寫電極:惰性電極。電解質(zhì)包含:①酸性電解質(zhì)溶液如:H2SO4溶液;②堿性電解質(zhì)溶液如:NaOH溶液;③熔融氧化物如:Y2O3;④熔融碳酸鹽如:K2CO3等。第一步:寫出電池總反應(yīng)式燃料電池總反應(yīng)與燃料的燃燒反應(yīng)一致,若產(chǎn)物能和電解質(zhì)反應(yīng)則總反應(yīng)為加合后的反應(yīng)。如氫氧燃料電池的總反應(yīng)為:2H2+O2=2H2O;甲烷燃料電池(電解質(zhì)溶液為NaOH溶液)的反應(yīng)為:CH4+2O2=CO2+2H2O①CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O②①式+②式得燃料電池總反應(yīng)為:

6、CH4+2O2+2NaOH=Na2CO3+3H2O第二步:寫出電池的正極反應(yīng)式根據(jù)燃料電池的特點(diǎn),一般在正極上發(fā)生還原反應(yīng)的物質(zhì)都是O2,隨著電解質(zhì)溶液的不同,其電極反應(yīng)有所不同,其實(shí),我們只要熟記以下四種情況:(1)酸性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式:O2+4H++4e-=2H2O(2)堿性電解質(zhì)溶液環(huán)境下電極反應(yīng)式:O2+2H2O+4e-=4OH-(3)固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2-)環(huán)境下電極反應(yīng)式:O2+4e-=2O2-(4)熔融碳酸鹽(如:熔融K2CO3)環(huán)境下電極反應(yīng)式:O2+2CO2+4e-=2CO32-第三步:根據(jù)電池總反應(yīng)

7、式和正極反應(yīng)式寫出電池的負(fù)極反應(yīng)式電池的總反應(yīng)和正、負(fù)極反應(yīng)之間有如下關(guān)系:電池的總反應(yīng)式=電池正極反應(yīng)式+電池負(fù)極反應(yīng)式故根據(jù)第一、二步寫出的反應(yīng),有:電池的總反應(yīng)式-電池正極反應(yīng)式=電池負(fù)極反應(yīng)式,注意在將兩個(gè)反應(yīng)式相減時(shí),要約去正極的反應(yīng)物O2。以甲烷燃料電池為例來分析在不同的環(huán)境下電極反應(yīng)式的書寫方法:1、酸性條件燃料電池總反應(yīng):燃料電池正極反應(yīng):得燃料電池負(fù)極反應(yīng):2、堿性條件燃料電池總反應(yīng):燃料電池正極反應(yīng):得燃料電池負(fù)極反應(yīng):3、固體電解質(zhì)(高溫下能傳導(dǎo)O2-)燃料電池總反應(yīng):燃料電池正極反應(yīng):得燃料電池負(fù)極反應(yīng):4,熔融

8、碳酸鹽(如:熔融K2CO3)環(huán)境下電池總反應(yīng):正極電極反應(yīng)式:電池總反應(yīng)-正極電極反應(yīng)式得負(fù)極反應(yīng)式:七、判斷正負(fù)極的常用方法:(1)根據(jù)電子流動(dòng)方向判斷。在原電池中,電子流出的一極為,電子流入的一極為。(

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