内容正文:
6.2 化学能与电能
知识点三 原电池
1.原电池的工作原理
⑴装置特点:化学能转化为电能。
⑵原电池的电极
原电池的负极——活泼金属——发生氧化反应——向外电路提供电子
原电池的正极——不活泼金属(或惰性电极如石墨)——发生还原反应——接受外电路提供的电子
⑶原电池的构成条件
①必须要有能自发地发生的氧化还原反应,如:Zn+Cu2+===Zn2++Cu(记住楷体加粗字:原电池就是把一步自发的氧化还原反应分在两个区域进行),这样才能顺利地将化学能转化为电能。
②电解质溶液(构成电路或参加反应),借助溶液中的阴阳离子进行导电,所谓离子不上岸。
③由还原剂和导体构成负极系统,由氧化剂和导体构成正极系统。清楚还原剂永远在负极。
④形成闭合回路(两电极接触或用导线连接)。导线中靠电子的移动完成导电,即电子不下河。
⑷工作原理(以锌—铜原电池为例)
电极名称
负极
正极
电极材料
Zn
Cu
电极反应
Zn-2e-===Zn2+[来源:学科网ZXXK]
Cu2++2e-===Cu
反应类型
氧化反应
还原反应
电子流向
由负极沿导线流向正极
盐桥中离子流向
阴离子流向负极,阳离子流向正极
电池反应方程式
Zn+Cu2+===Zn2++Cu[来源:Z§xx§k.Com]
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:a.连接内电路,形成闭合回路;b.平衡电荷,使原电池不断产生电流。
⑸电极反应:以锌铜原电池为例:
负极:氧化反应: Zn-2e=Zn2+ (较活泼金属)较活泼的金属作负极,负极发生氧化反应,电极反应式:较活泼金属-ne-=金属阳离子,负极现象:负极溶解,负极质量减少。
正极:还原反应: 2H++2e=H2↑(较不活泼金属)较不活泼的金属或石墨作正极,正极发生还原反应,电极反应式:溶液中阳离子+ne-=单质,正极的现象:一般有气体放出或正极质量增加。[来源总反应式: Zn+2H+=Zn2++H2↑
⑹分析方法:(从反应到装置)自发的化学反应 → 确定最易发生的氧化还原反应 → (分解氧化还原反应)负极:氧化反应 正极:还原反应 → 电子的走向 → 电流方向 → 确定具体装置
如:现有自发的氧化还原反应:2Al+2NaOH+2H2O===2NaAlO2+