化學(xué)能與電能的知識點(diǎn)
1、原電池原理
(1)原電池概念
把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。
。2)原電池的工作原理
通過氧化還原反應(yīng)(有電子的轉(zhuǎn)移)把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋?/p>
。3)構(gòu)成原電池的條件
、匐姌O為導(dǎo)體且活潑性不同;②兩個(gè)電極接觸(導(dǎo)線連接或直接接觸);③兩個(gè)相互連接的電極插入電解質(zhì)溶液構(gòu)成閉合回路。
(4)電極名稱及發(fā)生的'反應(yīng)
正極:較不活潑的金屬或石墨作正極,正極發(fā)生還原反應(yīng)。
電極反應(yīng)式:溶液中陽離子+ne-=單質(zhì)。
正極的現(xiàn)象:一般有氣體放出或正極質(zhì)量增加。
負(fù)極:較活潑的金屬作負(fù)極,負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)。
電極反應(yīng)式:較活潑金屬-ne-=金屬陽離子。
負(fù)極現(xiàn)象:負(fù)極溶解,負(fù)極質(zhì)量減少。
。5)原電池正負(fù)極的判斷
、僖罁(jù)原電池兩極的材料:
較不活潑金屬或可導(dǎo)電非金屬(石墨)、氧化物(MnO2)等作正極;
較活潑的金屬作負(fù)極(K、Ca、Na太活潑,不能作電極)。
、诟鶕(jù)原電池中的反應(yīng)類型:
負(fù)極:失電子,發(fā)生氧化反應(yīng),現(xiàn)象通常是電極本身消耗,質(zhì)量減小。
正極:得電子,發(fā)生還原反應(yīng),現(xiàn)象是常伴隨金屬的析出或H2的放出。
、鄹鶕(jù)內(nèi)電路離子的遷移方向:陽離子流向原電池正極,陰離子流向原電池負(fù)極。
、芨鶕(jù)電流方向或電子流向:(外電路)的電流由正極流向負(fù)極;電子則由負(fù)極經(jīng)外電路流向原電池的正極。
。6)原電池電極反應(yīng)的書寫方法
①原電池反應(yīng)所依托的化學(xué)反應(yīng)原理是氧化還原反應(yīng),負(fù)極反應(yīng)是氧化反應(yīng),正極反應(yīng)是還原反應(yīng)。因此書寫電極反應(yīng)的方法歸納如下:
a.寫出總反應(yīng)方程式。
b.把總反應(yīng)根據(jù)電子得失情況,分成氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)。
c.氧化反應(yīng)在負(fù)極發(fā)生,還原反應(yīng)在正極發(fā)生,反應(yīng)物和生成物對號入座,注意酸堿介質(zhì)和水等參與反應(yīng)。
、谠姵氐目偡磻(yīng)式一般把正極和負(fù)極反應(yīng)式相加而得。
。7)原電池的應(yīng)用
、偌涌旎瘜W(xué)反應(yīng)速率,如粗鋅制氫氣速率比純鋅制氫氣快。②比較金屬活動性強(qiáng)弱。③設(shè)計(jì)原電池。④金屬的腐蝕。
2、化學(xué)電源基本類型
。1)干電池:活潑金屬作負(fù)極,被腐蝕或消耗。如:Cu-Zn原電池、鋅錳電池。
。2)充電電池:兩極都參加反應(yīng)的原電池,可充電循環(huán)使用。如鉛蓄電池、鋰電池和銀鋅電池等。
。3)燃料電池:兩電極材料均為惰性電極,電極本身不發(fā)生反應(yīng),而是由引入到兩極上的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),如H2、CH4燃料電池,其電解質(zhì)溶液常為堿性試劑(KOH等)。
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