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一原电池
1、定义:原电池是将化学能转化为电能的装置。原电池反应的本质是发生氧化还原反应。
2、组成原电池的条件:
(1)、有两种活动性不同的金属(或一种是非金属单质或金属氧化物)作电极;
(2)、电极材料均插入电解质溶液中;
(3)、两极相连形成闭合电路;
(4)、内部条件:能自发进行氧化还原反应。
原电池装置图如上图所示,组成的原电池:
(1)当电解质溶液为稀H2SO4时:Zn电极是负极,其电极反应为Zn-2e-=Zn2+,该反应是氧化反应;Cu电极是正极,其电极反应为2H++2e-=H2↑,该反应是还原反应。
(2)当电解质溶液为CuSO4溶液时:Zn电极是负极,其电极反应为Zn-2e-=Zn2+,该反应是氧化反应;Cu电极是正极,其电极反应为Cu2++2e-=Cu,该反应是还原反应。
3、原电池原理
较活泼的金属发生氧化反应,电子从较活泼的金属(负极)通过外电路流向较不活泼的金属(正极)。
原电池原理4、原电池正、负极的判断
负极:电子流出的一极;化合价升高的一极;发生氧化反应的一极;活泼性相对较强金属的一极。
正极:电子流入的一极;化合价降低的一极;发生还原反应的一极;相对不活泼的金属或其它导体的一极。
原电池正、负极的判断[特别提醒:判断电极时,不能简单地依据金属的活动性顺序来判断,要看反应的具体情况。如:(1)Al在强碱溶液中比Mg更易失电子,Al作负极、Mg作正极;(2)Fe、Al在浓HNO3中钝化后,比Cu更难失电子,Cu作负极Fe、Al作正极。
5、电极方程式的书写
(1)、简单原电池电极方程式的写法:
①判断右边原电池的正、负极,并写出电极反应式。
先写出总反应:即负极与电解质溶液反应:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2
拆成离子方程式:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+
根据化合价升降判断正负极:
负极:Cu失电子Cu-2e-=Cu2+;
正极:Fe3+得电子2Fe3++2e-=2Fe2+
(2)、复杂原电池电极方程式的书写:
(1)、方法点拨:写电极方程式的时候,要根据“得电子显负电;失电子显正电”的原则,利用“电荷守恒”,通过巧用H+、OH-和水写出电极方程式。
(2)、一般先写出简单一极的反应式,再用总反应式做差得出另一极的反应式。
(3)、两极同时书写时注意使两极电子得失相等。
电极方程式书写例题6、原电池的设计
电解质溶液一般要能够与负极发生反应。但若是两个半反应分别在两个烧杯中进行,则左右两个烧杯中的电解质溶液应与电极材料具有相同的阳离子。(电极一定要能导电)
①活泼性不同的两种金属。如锌铜原电池,锌作负极,铜作正极;②金属和非金属。如锌锰干电池,锌作负极,石墨棒作正极;③金属和化合物。如铅蓄电池,铅版作负极,PbO2作正极;④惰性电极。如氢氧燃料电池中,两根电极均可用Pt。