、构成原电池的条件构成原电池的条件有:
(1)电极材料。两种金属活动性不同的金属或金属和其它导电性(非金属或某些氧化物等);(2)两电极必须浸没在电解质溶液中;
(3)两电极之间要用导线连接,形成闭合回路。说明:
①一般来说,能与电解质溶液中的某种成分发生氧化反应的是原电池的负极。②很活泼的金属单质一般不作做原电池的负极,如K、Na、Ca等。
二、原电池正负极的判断
(1)由组成原电池的两极材料判断:一般来说,较活泼的或能和电解质溶液反应的金属为负极,较不活泼的金属或能导电的非金属为正极。但具体情况还要看电解质溶液,如镁、铝电极在稀硫酸在中构成原电池,镁为负极,铝为正极;但镁、铝电极在氢氧化钠溶液中形成原电池时,由于是铝和氢氧化钠溶液发生反应,失去电子,因此铝为负极,镁为正极。
(2)根据外电路电流的方向或电子的流向判断:在原电池的外电路,电流由正极流向负极,电子由负极流向正极。
(3)根据内电路离子的移动方向判断:在原电池电解质溶液中,阳离子移向正极,阴离子移向负极。
(4)根据原电池两极发生的化学反应判断:原电池中,负极总是发生氧化反应,正极总是发生还原反应。因此可以根据总化学方程式中化合价的升降来判断。
(5)根据电极质量的变化判断:原电池工作后,若某一极质量增加,说明溶液中的阳离子在该电极得电子,该电极为正极,活泼性较弱;如果某一电极质量减轻,说明该电极溶解,电极为负极,活泼性较强。
(6)根据电极上产生的气体判断:原电池工作后,如果一电极上产生气体,通常是因为该电极发生了析出氢的反应,说明该电极为正极,活动性较弱。
(7)根据某电极附近pH的变化判断析氢或吸氧的电极反应发生后,均能使该电极附近电解质溶液的pH增大,因而原电池工作后,该电极附近的pH增大了,说明该电极为正极,金属活动性较弱。
三、电极反应式的书写
(1)准确判断原电池的正负极是书写电极反应的关键
(2)如果原电池的正负极判断失误,电极反应式的书写一定错误。上述判断正负极的方法是一般方法,但不是绝对的,例如铜片和铝片同时插入浓硝酸溶液中,
(3)要考虑电子的转移数目
在同一个原电池中,负极失去电子数必然等于正极得到的电子数,所以在书写电极反应时,一定要考虑电荷守恒。防止由总反应方程式改写成电极反应式时所带来的失误,同时也可避免在有关计算中产生误差。
(4)要利用总的反应方程式
从理论上讲,任何一个自发的氧化还原反应均可设计成原电池,而两个电极反应相加即得总反应方程式。所以只要知道总反应方程式和其中一个电极反应,便可以写出另一个电极反应方程式。
四、原电池原理的应用
原电池原理在工农业生产、日常生活、科学研究中具有广泛的应用。
化学电源:人们利用原电池原理,将化学能直接转化为电能,制作了多种电池。如干电池、蓄电池、充电电池以及高能燃料电池,以满足不同的需要。在现代生活、生产和科学研究以及科学技术的发展中,电池发挥的作用不可代替,大到宇宙火箭、人造卫星、飞机、轮船,小到电脑、电话、手机以及心脏起搏器等,都离不开各种各样的电池。
加快反应速率:如实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气,用纯锌生成氢气的速率较慢,而用粗锌可大大加快化学反应速率,这是因为在粗锌中含有杂质,杂质和锌形成了无数个微小的原电池,加快了反应速率。
比较金属的活动性强弱:一般来说,负极比正极活泼。
防止金属的腐蚀:金属的腐蚀指的是金属或合金与周围接触到的气体或液体发生化学反应,使金属失去电子变为阳离子而消耗的过程。在金属腐蚀中,我们把不纯的金属与电解质溶液接触时形成的原电池反应而引起的腐蚀称为电化学腐蚀,电化学腐蚀又分为吸氧腐蚀和析氢腐蚀:在潮湿的空气中,钢铁表面吸附一层薄薄的水膜,里面溶解了少量的氧气、二氧化碳,含有少量的H+和OH-形成电解质溶液,它跟钢铁里的铁和少量的碳形成了无数个微小的原电池,铁作负极,碳作正极,发生吸氧腐蚀:
电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因。因此可以用更活泼的金属与被保护的金属相连接,或者让金属与电源的负极相连接均可防止金属的腐蚀。
相关知识
高二化学下册《原电池》知识点复习
高二化学下册《原电池》知识点复习
1.原电池的定义
电能的把化学能转变为装置叫做原电池。
2.原电池的工作原理
将氧化还原反应中的还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂,使氧化反应和还原反应分别在两个电极上进行,从而形成电流。
3.构成条件
两极、一液(电解质溶液)、一回路(闭合回路)、一反应(自发进行的氧化还原反应)。
4.正负极判断
负极:电子流出的极为负极,发生氧化反应,一般较活泼的金属做负极
正极:电子流入的极为正极,发生还原反应,一般较不活泼金属做正极
判断方法:
①由组成原电池的两极电极材料判断:一般是活泼的金属为负极,活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极。
注意:Cu-Fe(Al)与浓HNO3组成的原电池以及Mg-Al与NaOH溶液组成的原电池例外。
②根据电流方向或电子流动方向判断:电流是由正极流向负极;电子流动方向是由负极流向正极。
③根据原电池两极发生的变化来判断:原电池的负极总是失电子发生氧化反应,其正极总是得电子发生还原反应。
④根据现象判断:溶解的电极为负极,增重或有气泡放出的电极为正极
⑤根据离子的流动方向判断:在原电池内的电解质溶液,阳离子移向的极是正极,阴离子移向的极是负极。
5.电子、电流、离子的移动方向
电子:负极流向正极
电流:正极流向负极
阳离子:向正极移动
阴离子:向负极移动
6.电极反应式(以铜-锌原电池为例)
负极(Zn):Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)
正极(Cu):Cu2++2e-=Cu(还原反应)
总反应:Zn+Cu2+=Zn2++Cu
7.原电池的改进
普通原电池的缺点:正负极反应相互干扰;原电池的电流损耗快。
①改进办法:
使正负极在两个不同的区域,让原电池的氧化剂和还原剂分开进行反应,用导体(盐桥)将两部分连接起来。
②盐桥:
把装有饱和KCl溶液和琼脂制成的胶冻的玻璃管叫做盐桥。胶冻的作用是防止管中溶液流出。
③盐桥的作用:
盐桥是沟通原电池两部分溶液的桥梁。盐桥保障了电子通过外电路从锌到铜的不断转移,使锌的溶解和铜的析出过程得以继续进行。导线的作用是传递电子,沟通外电路。而盐桥的作用则是沟通内电路。
a.盐桥中的电解质溶液使原电池的两部分连成一个通路,形成闭合回路
b.平衡电荷,使原电池不断产生电流
④盐桥的工作原理:
当接通电路之后,锌电极失去电子产生锌离子进入溶液,电子通过导线流向铜电极,并在铜电极表面将电子传给铜离子,铜离子得到电子变成铜原子。锌盐溶液会由于锌溶解成为Zn2+而带上正电,铜盐溶液会由于铜的析出减少了Cu2+而带上了负电,从而阻止电子从锌片流向铜片,导致原电池不产生电流。
盐桥中的钾离子进入硫酸铜溶液,盐桥中的氯离子进入硫酸锌溶液,使硫酸铜溶液和硫酸锌溶液均保持电中性,使氧化还原反应得以持续进行,从而使原电池不断产生电流。
【说明】盐桥使用一段时间后,由于氯化钾的流失,需要在饱和氯化钾溶液中浸泡,以补充流失的氯化钾,然后才能正常反复使用。
⑤原电池组成的变化:
原电池变化:改进后的原电池由两个半电池组成,电解质溶液在两个半电池中不同,两个半电池中间通过盐桥连接。
高二化学《原电池的基本知识》知识点汇总
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高二化学《原电池的基本知识》知识点汇总
1、原电池的基本情况
(1)构成:两极、一液(电解质溶液)、一回路(闭合回路)、一反应(自发进行的氧化还原反应)。
(2)能量转化形式:化学能转化为电能。
(3)电极与电极反应:较活泼的一极是负极,发生氧化反应;较不活泼的一极是正极,发生还原反应。
(4)溶液中阴、阳离子的移动方向:阳离子移向正极;阴离子移向负极。
(5)电子流向:负极(通过导线)→正极;在电解质溶液中,靠阴、阳离子发生定向移动而导电。
2、原电池电极反应规律
(1)负极反应(与电极材料有关)
①若为活泼电极:金属失去电子生成金属离子(注意:Fe→Fe2+);
②若为惰性电极(石墨、铂):通到正极上的H2、CH4等燃料发生氧化反应;
②正极反应(与电极材料无关):阳离子放电
3、重要原电池的的电极反应式和电池总式
(1)铜—锌—稀硫酸电池
负极:Zn-2e-==Zn2+正极:2H++2e-==H2↑
总反应式:Zn+2H+==Zn2++H2↑Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑
(2)铜—锌—硫酸铜溶液电池
负极:Zn-2e-==Zn2+正极:Cu2++2e-==Cu
总反应式:Zn+Cu2+==Zn2++CuZn+CuSO4==ZnSO4+Cu
(3)铜—石墨—FeCl3溶液电池
负极:Cu-2e-==Cu2+正极:2Fe3++2e-==2Fe2+
总反应式:2Fe3++Cu==2Fe2++Cu2+2FeCl3+Cu==2FeCl2+CuCl2
(4)铅蓄电池
负极:Pb+SO42--2e-==PbSO4正极:PbO2+4H++SO42-+2e-==PbSO4+2H2O
电池总反应:Pb+PbO2+2H2SO4==2PbSO4+2H2O
(5)氢氧燃料电池
①电解质溶液为KOH溶液
负极:2H2+4OH--4e-=4H2O正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
②电解质溶液为稀硫酸
负极:2H2-4e-=4H+正极:O2+4H++4e-=2H2O
电池总反应:2H2+O2=2H2O
(6)钢铁的电化学腐蚀
①吸氧腐蚀
负极:2Fe-4e-==2Fe2+正极:O2+2H2O+4e-=4OH-
总反应式:2Fe+O2+2H2O=2Fe(OH)2
②析氢腐蚀
负极:Fe-2e-==Fe2+正极:2H++2e-==H2↑
总反应式:Fe+2H+==Fe2++H2↑
4、金属腐蚀
(1)金属腐蚀的类型:化学腐蚀和电化学腐蚀。
(2)电化学腐蚀的类型:吸氧腐蚀和析氢腐蚀。
当水膜的酸性较强时,发生析氢腐蚀;当水膜的酸性较弱或呈中性时,发生吸氧腐蚀。自然界中较为普遍发生的是吸氧腐蚀。
5、金属的防护方法
(1)改变金属的内部结构:如制成不锈钢。
(2)覆盖保护层:涂漆、电镀、搪瓷、涂沥青、塑料、沥青等。
(3)电化学保护法:
①牺牲阳极保护法:如轮船的船底四周镶嵌锌块。
②外加电流阴极保护法(又叫阴极电保护法):将被保护的金属制品(如水库闸门、合成氨塔等)与直流电源的负极相连接,做电解池的阴极,受到保护。
6、可充电电池问题
(1)放电时是原电池,充电时是电解池。
(2)充电时,外接直流电源的负极连接蓄电池的负极,正极连接正极。
(3)解题关键:是明确化合价变化和氧化、还原反应,兼顾电解质溶液对电极反应的影响。
高二化学下册《化学平衡》知识点整理
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高二化学下册《化学平衡》知识点整理
1、定义:
化学平衡状态:一定条件下,当一个可逆反应进行到正逆反应速率相等时,更组成成分浓度不再改变,达到表面上静止的一种“平衡”,这就是这个反应所能达到的限度即化学平衡状态。
2、化学平衡的特征
逆(研究前提是可逆反应)
等(同一物质的正逆反应速率相等)
动(动态平衡)
定(各物质的浓度与质量分数恒定)
变(条件改变,平衡发生变化)
3、影响化学平衡移动的因素
3-1、浓度对化学平衡移动的影响
(1)影响规律:在其他条件不变的情况下,增大反应物的浓度或减少生成物的浓度,都可以使平衡向正方向移动;增大生成物的浓度或减小反应物的浓度,都可以使平衡向逆方向移动
(2)增加固体或纯液体的量,由于浓度不变,所以平衡不移动
(3)在溶液中进行的反应,如果稀释溶液,反应物浓度减小,生成物浓度也减小,V正减小,V逆也减小,但是减小的程度不同,总的结果是化学平衡向反应方程式中化学计量数之和大的方向移动。
3-2、温度对化学平衡移动的影响
影响规律:在其他条件不变的情况下,温度升高会使化学平衡向着吸热反应方向移动,温度降低会使化学平衡向着放热反应方向移动。
3-3、压强对化学平衡移动的影响
影响规律:其他条件不变时,增大压强,会使平衡向着体积缩小方向移动;减小压强,会使平衡向着体积增大方向移动。
注意:
(1)改变压强不能使无气态物质存在的化学平衡发生移动
(2)气体减压或增压与溶液稀释或浓缩的化学平衡移动规律相似
3-4、催化剂对化学平衡的影响:
由于使用催化剂对正反应速率和逆反应速率影响的程度是等同的,所以平衡不移动。但是使用催化剂可以影响可逆反应达到平衡所需的_时间_。
3-5、勒夏特列原理(平衡移动原理):
如果改变影响平衡的条件之一(如温度,压强,浓度),平衡向着能够减弱这种改变的方向移动。
4、化学平衡常数
4-1、定义:
在一定温度下,当一个反应达到化学平衡时,生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比值是一个常数比值。符号:K
4-2、使用化学平衡常数K应注意的问题:
1、表达式中各物质的浓度是变化的浓度,不是起始浓度也不是物质的量。
2、K只与温度(T)关,与反应物或生成物的浓度无关。
3、反应物或生产物中有固体或纯液体存在时,由于其浓度是固定不变的,可以看做是“1”而不代入公式。
4、稀溶液中进行的反应,如有水参加,水的浓度不必写在平衡关系式中。
4-3、化学平衡常数K的应用:
1、化学平衡常数值的大小是可逆反应进行程度的标志。K值越大,说明平衡时生成物的浓度越大,它的正向反应进行的程度越大,即该反应进行得越完全,反应物转化率越高。反之,则相反。
2、可以利用K值做标准,判断正在进行的可逆反应是否平衡及不平衡时向何方进行建立平衡。(Q:浓度积)Q〈K:反应向正反应方向进行;Q=K:反应处于平衡状态;Q〉K:反应向逆反应方向进行
3、利用K值可判断反应的热效应
若温度升高,K值增大,则正反应为吸热反应若温度升高,K值减小,则正反应为放热反应
最后,希望xx整理的高二年级化学下册第二单元化学平衡知识点对您有所帮助,祝同学们学习进步。
高二化学下册期末复习知识点整理
高二化学下册期末复习知识点整理
1检验酒精中是否含水无水CuSO4,变蓝
2能使溴水褪色的烯、炔(苯、烷不能)
3能使KMnO4酸性溶液褪色的烯、炔(苯、烷不能)
4能发生加聚反应的含C=C双键的(如烯)
5能发生消去反应的是乙醇(浓硫酸,170℃)
6能发生酯化反应的是醇和酸
7燃烧产生大量黑烟的是C2H2、C6H6
8属于天然高分子的是淀粉、纤维素、蛋白质、天然橡胶(油脂、麦芽糖、蔗糖不是)
9属于三大合成材料的是塑料、合成橡胶、合成纤维
高二下学期化学知识点(二)
1.化学反应速率:化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。在容积不变的反应器中,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。
2.影响因素
1)内因:参加反应的物质的结构和性质。
2)外因:主要是指浓度、温度、压强和催化剂,另外还有光、超声波、激光、搅拌、固体表面积、形成原电池等。
高二下学期化学知识点(三)
1常用来制葡萄糖的是淀粉
2能发生皂化反应的是油脂
3水解生成氨基酸的是蛋白质
4水解的最终产物是葡萄糖的是淀粉、纤维素、麦芽糖
5能与Na2CO3或NaHCO3溶液反应的是乙酸
6有毒的物质是甲醇(含在工业酒精中);NaNO2(亚硝酸钠,工业用盐)
7能与Na反应产生H2的是含羟基的物质(如乙醇、苯酚)
8能发生水解的是酯、油脂、二糖、多糖、蛋白质
9能还原成醇的是醛
10能作植物生长调节剂、水果催熟剂的是乙烯
文章来源://m.jab88.com/j/34647.html
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