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《原电池的原理及应用》解析


正极 O2 + 2H2O + 4e-= 4OH负极 2H2 +4OH-- 4e- = 4H2O
正极 O2 + 2H2O + 4e-= 4OH-
要充分考虑电极反应后产物所处的介质---- 电解质环境, 应将电解质溶液中参与电极反应的粒子写进电极反应式 。
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5、电极反应式的书写(燃料电池)
例: 据报道,最近摩托罗拉公司研发了一种由甲醇和氧气 以及强碱做电解质溶液的新型手机电池,电量可达现在 使用的镍氢电池或锂电池的十倍,可连续使用一个月才 充一次电.试写出该电池放电时的电极反应和总反应式. 燃烧反应式 2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O
食盐水
负极:Zn-2e-=Zn2+
Zn
Cu 正极:Cu2++2e-=Cu
硫酸铜溶液
总:Zn+ Cu2+= Zn2++Cu
方法点拨
5、电极反应式的书写
仅有一个电极材料参与反应的原电池:
负极:M-xe-=Mx+
正极:视电解质溶液而定
(1)酸性强
析氢
(2)酸性弱或中性
吸氧
(3)不活泼金属盐
析出不活泼金属
②两不活泼的导体-石墨或Pt等(燃料电池电极); ③金属和金属氧化物(铅蓄电池,银锌电池).
(2)电解质溶液
(3) 形成闭合回路
(两电极用导线连接,或接触,或用盐桥连接。)
知识Hale Waihona Puke 描3、工作原理负极
e-
正极
较活泼金属
不活泼金属或石墨
失去电子
Zn
Cu
溶液中氧化性的
微粒得到电子
氧化反应 Zn-2e-=Zn2+
判断两极时还要考虑电极与电解质溶液反应情况, 更易与电解质溶液反应的一极作负极
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5、电极反应式的书写(燃料电池)
介质 酸性
中性 碱性
电池反应: 2H2 +O2 = 2H2O
负极 2H2 - 4e- = 4H+
正极 负极
O2 + 4H+ + 4e-= 2H2O 2H2 - 4e- = 4H+
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5、电极反应式的书写
稀硫酸
负极: Mg — 2e- = Mg2+
正极: 2H+ + 2e- = H2↑
总:Mg +2H+ = Mg 2+ + H2 ↑
负极: 2Al+ 8OH-—6e- =2Al O2- +4H2O
正极:6H2O + 6 e- = 3H2 ↑ + 6OH-
总:2Al+ 2OH- +2H2O =2Al O2- + 3H2 ↑
电池总反应 2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O
正极: 3O2+6H2O+12e-=12OH- 负极: 2CH3OH-12e-+ 16OH -=2CO32-+12H2O
方法点拨 5、电极反应式的书写
燃料电池
1.先写燃烧反应式,再写电池总反应式 2.然后写正极反应式 3.最后用电池总反应式减去正极反应式,所 得就是负极反应式 4.注意电极反应产物与电解质溶液离子是否反
Fe A C 负极: Fe - 2e- = Fe2+
正极: 2H+ + 2e- = H2↑ 总:Fe + 2H+ = Fe2+ + H2 ↑
稀硫酸
A
负极: 2Fe -4e- = 2Fe2+
Fe
C 正极: 2H2O + O2 + 4e- = 4OH-
总:2Fe + 2H2O + O2 = 2Fe(OH)2↓
原电池原理及应用
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1、概念:
将化学能转化成电能的装置叫做原电池. 原电池以氧化还原反应为基础,使氧化反应和 还原反应分别在两个电极上进行,从而产生电流, 实现化学能向电能转化的装置。 从理论上说,任何一个自发的氧化还原反应 均可设计成原电池。
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2、原电池的形成条件
(1)两导体作电极
①活动性不同的金属(或一种金属和一种非金属导 体);
7.金属的腐蚀及其防护
析氢腐蚀 吸氧腐蚀
条件
水膜酸性较强 (pH<4.3)
水膜酸性很弱或中性
负极 电
Fe - 2e— = Fe2+
极 反
正极 2H++2e- =H2↑
O2+2H2O+4e- =4OH–

总反应式 Fe+2H+=Fe2++H2↑ 2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
原电池应用——化学电源
极板的质量增加 48 g。
(负极:Pb-2e-+SO42- =PbSO4 )
方法点拨 5、电极反应式的书写
可充电电池
1.确定放电时为原电池 2.放电时,发生氧化反应的物质为负极,发生还原反应的 物质为正极 3.注意电极反应产物与电解质溶液离子是否反应 4. 利用“三守恒”
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6、原电池原理的应用
Zn2+
H+ H+
SO42-
○ ○○H2 还原反应
○ ○○ ○
2H++2e-=H2↑
溶液中,阳离子 从负极定向移动到正极,阴离子从 正极定向移动到负极,形成闭合回路。
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4、正负极的判断方法:
(1)根据两极材料判断
活泼性强的金属 作 负极 活泼性较弱的金属或非金属作正极
(2)根据电流方向或电子流动的方向判断
常用电池的电极反应和电池总反应式书写
1、锌-锰干电池(酸性)
负极(锌筒) :Zn-2e-=Zn 2+
正极(石墨) : 2NH4+ +2e-+2MnO2= 2NH3+ H2O+Mn2O3 总反应: Zn+2NH4++2MnO2=Zn2++2NH3+H2O+Mn2O3
2、铅蓄电池
负极Pb:Pb+ SO42- -2e- = PbSO4 正极PbO2:PbO2+4H+ + SO42- +2e- =PbSO4+2H2O
总反应:Pb+PbO2+2H2SO4放充电电 2PbSO4+2H2O
钮扣电池:不锈钢制成一个由正 极壳和负极盖组成的小圆盒,盒 内靠正极一端填充由Ag2O和少量 石墨组成的正极活性材料,负极 盖一端填充锌汞合金作负极活性 材料,电解质溶液为浓KOH溶液, 已知电池内Zn的氧化产物为ZnO,
应,正确利用“三守恒”
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5、电极反应式的书写(蓄电池)
(2006重庆理综)铅蓄电池是典型的可充型电
池,正负极板是惰性材料,电池总反应式:
Pb+PbO2+4H++2SO42-
放电 充电
2PbSO4+2H2O
请回答下列问题:
放电时:正极的电极反应式是
P电b解O2液+2中e-H+S2SOO424-+的4H浓+=度Pb将S变O4+变2H小2O;; 当外电路通过1mol电子时,理论上负
电子流出的一极为负极,电子流进的一极为正极 电流是由正极流向负极
(3)根据发生的反应判断
发生氧化反应的一极为负极,发生还原反应的一极为正极
(4)根据反应的现象判断
质量减轻的一极为负极,质量增加或有气泡冒出的一极为正极
(5)根据离子的定向移动方向判断
阳离子移向正极,阴离子移向负极
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5、电极反应式的书写
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