内容正文:
第四章 化学反应与电能知识清单
考点1 原电池
一、原电池的工作原理
1.定义和反应本质
(1)能量转化:把化学能能转化为电能能
(2)反应本质:发生氧化还原反应。
2.构成条件
(1)一看反应:看是否有能自发进行放热的氧化还原反应
(2)二看两电极:一般是活泼性不同的两电极(两种金属或一种金属和一种能导电的非金属)。
(3)三看是否形成闭合回路
①有电解质溶液或熔融的电解质
②两电极直接或间接接触
③两电极插入电解质溶液中。
3.工作原理(以锌铜原电池为例)
(1)电极反应
①负极:电子流出的一极,发生氧化反应;
②正极:电子流入的一极,发生还原反应。
(2)三个“流向”
①电子流向:负极正极
②电流流向:正极负极正极
③离子流向:阳离子→正极;阴离子→负极
(3)盐桥作用
①导电:盐桥中离子的定向迁移构成了电流通路
②平衡电荷:使由它连接的两溶液保持电中性
③隔离:使相互反应的物质不接触
4.根据经验规律判断电池的正负极
(1)根据电极材料判断正负极
①金属单质和非金属形成的电池,金属单质为负极
②金属单质和化合物形成的电池,金属单质为负极
③电极材料相同的原电池,还原剂为负极
(2)根据电解质溶液的酸碱性及氧化性判断正负极
①能够和电解质溶液反应的电极为负极
②容易和电解质溶液反应的电极为负极
(3)燃料电池中,可燃物作负极,助燃物作正极
二、原电池原理的应用
1.比较金属活泼性
(1)基本规律:一般负极金属活泼
(2)特殊情况
①强碱性溶液中,Mg-NaOH溶液-Al原电池中,Al负极
②氧化性溶液中,Cu-浓硝酸-Fe原电池中,Cu是负极
③铅蓄电池,负极质量增加,正极质量增加
2.加快氧化还原反应的速率
(1)一个自发进行的氧化还原反应,设计成原电池时反应速率增大。
①向反应中加入少量不活泼金属的盐溶液
②不纯的金属腐蚀速率快
(2)金属腐蚀速率:电解原理引起的腐蚀>原电池原理引起的腐蚀
(3)利用原电池原理可加快制氢气的速率,但可能影响生成氢气的量。需注意生成氢气的总量是取决于金属的量还是取决于酸的量。
①足量的锌和一定量的稀硫酸反应,加入少量硫酸铜,产生氢气的量不变
②一定量的锌和足量的稀硫酸反应,加入少量硫酸铜,产生氢气的量减少
3.设计原电池
(1)分析原电池反应,判断正负极和溶液
①能设计成原电池的反应一定是自发的、放热的氧化还原